用于检测障碍物的方法和驾驶员辅助系统技术方案

为了检测出使用驾驶员辅助系统的单个图像传感器抓取的单个图像(21)中的障碍物(2)，在单个图像(21)中建立至少一个图像特征(24-26)，所述至少一个图像特征沿着穿过图像传感器的投射点(23)的线(27-29)延伸。因此，基于单个图像(21)辨别出世界坐标系中沿着垂直于道路表面的方向延伸的至少一条线，所述至少一条线用作障碍物的符号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方案涉及用于驾驶员辅助功能的障碍物识别。本专利技术的实施方案具体来说涉及一种使用光学传感器检测障碍物的方法，以及一种被配置来检测障碍物的驾驶员辅助系统。
技术介绍
驾驶员辅助系统的普及性持续增加。驾驶员辅助系统可在特定任务中辅助驾驶员，从而增强舒适度和安全性。驾驶员辅助系统可操作性地向驾驶员发出警告信号，以便提醒驾驶员潜在的危险状况，或以便执行主动控制功能。碰撞预测或停车辅助系统是可由驾驶员辅助系统执行的功能的实例。驾驶员辅助系统的一些功能可使用障碍物检测，并且障碍物检测功能可集成到驾驶员辅助系统中。为了检测障碍物，系统监测道路，并可能会在车辆接近物体时向驾驶员输出警告信号。这类系统可降低碰撞的风险，从而提高道路安全性。各种传感器可用来执行障碍物检测。雷达传感器、超音速传感器或具有一个或多个摄影机的视觉系统都可用来监测物体与汽车的接近程度。摄影机可具有光学部件(如鱼眼镜头)及光电元件(如CMOS、CCD或其它芯片)。使用摄影机的障碍物检测系统很有可能在汽车运动时在辨别靠近汽车的障碍物方面向驾驶员提供可靠辅助。执行障碍物检测的常规方法依赖于评估至少两个图像。这两个图像可由一个图像传感器以时间顺序方式抓取，或可由立体摄影机的两个图像感测器并行抓取。MassimoBertozzi和Alberto Broggi所著的“GOLD:A Parallel Real-Time Stereo Vision Systemfor GenericObstacle and Lane Detection” (IEEE TRANSACTIONS ON IMAGEPROCESSING,第 7 卷，第 I 期，1998 年 I 月，第 62 页到第 81 页)以及 Massimo Bertozzi>Alberto Broggi和 Alessandra Fascioli 所著的 “Stereo inverse perspective mapping: theory andapplications”(Image andvision computing, 16 (1998),第 585 页到第 590 页)都中描述了一种基于立体摄影机的方法。计算出差异图像，并且可针对差异图像判定极坐标直方图。当以顺序方式抓取图像时，必须知道车辆的运动参数。Chanhui Yang、Hitoshi Hongo>Shinichi Tanimoto所著的“A newapproach for In-Vehicle Camera Obstacle DetectionBy GroundMovement Compensation，， (IEEE Intelligent Transportation Systems,2008,第151页到第156页)描述了一种障碍物检测方案，其通过组合以时间顺序方式抓取的若干视频帧中含有的信息来使用特征点跟踪和匹配。用于障碍物检测的常规方法可基于辨别属于障碍物边缘的个别像素，或可通过计算极坐标直方图来丢弃二维信息。这类方法可能易于受到噪音状况的影响。引起个别像素处的高信号密度或高密度梯度的噪音可导致这类方法产生误报。如果必须借助独立图像传感器来抓取至少两个图像，接着以计算方式组合所述至少两个图像以供障碍物检测，那么所要的其它元件部分可能会增大障碍物检测系统的总成本。不管是使用立体摄影机的两个图像传感器并行抓取，还是以时间顺序方式抓取，多个图像的组合会增大计算复杂性。如果必须在两次图像曝光之间跟踪车辆的运动，那么又会进一步增大复杂性。
技术实现思路
因此，需要能够以可靠、稳健的方式且在适度的计算成本下检测障碍物的方法和系统。具体来说，需要这样方法和系统，其能够检测障碍物并且检测障碍物时无需在计算上组合多个图像。这类需要由独立权利要求中所述的方法和驾驶员辅助系统来解决。从属权利要求界定了实施方案。根据一个实施方案，提供一种用于检测使用驾驶员辅助系统的单个图像传感器抓取的单个图像中的障碍物的方法。取得(retrieve)使用单个图像传感器抓取的单个图像。基于单个图像来辨别沿着垂直于道路表面的方向延伸的至少一条线。基于所辨别的至少一条线来检测障碍物。辨别至少一条线包括在单个图像中建立至少一个图像特征，所述至少一个图像特征沿着穿过图像传感器的投射点的线延伸。在所述方法中，将垂直于道路表面延伸的线用作障碍物的指示符，从而实现稳健的检测。垂直于车辆所在道路的道路表面延伸的线可被检测为图像中沿着穿过图像传感器的投射点的线延伸的特征。这样一来，能够辨别单个图像中的障碍物而无需组合多个图像以检测障碍物。图像传感器的投射点可基于单个图像传感器的参数而判定。投射点可基于图像传感器的外部参数和内部参数而判定，其中外部参数如俯仰角、偏航角和距离地面的高度。单个图像中建立至少一个图像特征可包括基于单个图像和所判定的投射点来生成二维角度变换图像。边缘检测器可应用到角度变换图像，以便辨别正交于角度变换图像的边缘中的一个来延伸的至少一个特征。角度变换图像可被生成，这样使得所述角度变换图像具有角坐标轴，所述坐标轴表示单个图像中穿过投射点的线的角度。边缘检测器可应用到角度变换图像，以便辨别角度变换图像中沿着横向于角坐标轴的方向延伸的至少一个特征。通过执行角度变换，图像中沿着穿过投射点的线延伸的特征变换成在横向于角坐标轴的方向上延伸的特征。随后特征沿着角度变换图像的列或行延伸。这样一来，辨别这些特征时的计算复杂性得以降低。应用边缘检测器可包括针对至少一个特征沿着垂直于角坐标轴的方向延伸的长度执行长度阈值比较。这样一来，小特征能够被丢弃，从而进一步减少误报。当长度较短的特征(如阈值比较所判定)被丢弃时，后续处理的计算成本可得以降低。应用边缘检测器可包括判定角度变换图像中的空间分辨梯度响应(spatiallyresolved gradient response)。边缘检测器可检测哈尔状(Haar-like)特征。判定梯度响应可包括判定哈尔状特征的两个子矩形之间的差异。角度变换图像的每一像素可具有像素值，并且梯度响应可基于像素值而判定。可使用不同尺度和/或高宽比的哈尔状特征。将用于进一步处理的像素处的梯度响应可定义为针对各种尺度和/或高宽比获得的梯度响应的最大值。可以低计算成本判定梯度响应。为此，可计算求和面积表。梯度响应可基于求和面积表而判定。应用边缘检测器可包括判定角度变换图像中像素处的梯度响应是否大于第一邻近像素处的梯度响应和第二邻近像素处的梯度响应，其中第一像素和第二像素沿着角坐标轴邻近像素。因此，可依据角度变换图像中的角坐标对梯度响应并不是局部最大值的像素执行局部抑制。这样一来，虚假特征可得以抑制，从而提高障碍物检测的稳健性。当辨别出梯度响应的局部最大值并且非最大梯度响应被抑制时，后续处理的计算成本可得以降低。应用边缘检测器可包括基于角度变换图像中像素处的梯度响应是否大于第一邻近像素处的梯度响应和第二邻近像素处的梯度响应来选择性地将像素处的梯度响应设定为默认值。这样一来，虚假特征可得以抑制，从而提高障碍物检测的稳健性。应用边缘检测器可包括追踪梯度响应，所述追踪借助方向选择性来执行。追踪可沿着角度变换图像中横向于角坐标轴的方向而执行。追踪可沿着这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测使用驾驶员辅助系统(9)的单个图像传感器(11,12)抓取的单个图像(21;41)中的障碍物(2,3)的方法，所述方法包括：取得使用所述单个图像传感器(11,12)抓取的所述单个图像(21;41)；辨别出沿着垂直于道路表面的方向延伸的至少一条线，所述至少一条线是基于所述单个图像(21;41)来辨别；以及基于所辨别的至少一条线来检测所述障碍物(2,3)；其中辨别所述至少一条线包括：在所述单个图像(21;41)中建立至少一个图像特征(24?26;61?64)，所述至少一个图像特征沿着穿过所述图像传感器(11,12)的投射点(23)的线(27?29;43?47)延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：张燕昆，洪初阳，诺曼韦里奇，
申请(专利权)人：哈曼中国投资有限公司，
类型：发明
国别省市：