[发明专利]使用单个相机检测障碍物的系统和方法

说明书

技术领域

本申请一般涉及使用单个标准相机检测障碍物的系统和方法。

背景技术

已经开发了各种障碍物检测技术，并且已经在车辆中使用各种障碍物检测技术来检测并提醒驾驶员在车辆附近的障碍物和/或行人。一些解决方案基于雷达，一些解决方案基于多个相机，一些解决方案基于激光器，并且一些解决方案基于红外线相机，但是这些解决方案具有相同缺点，即，高成本。虽然使用单个标准相机基于障碍物的垂直边缘的一些传统解决方案是低成本的，但是这些解决方案产生太多误报(false positive)，特别是当在路面上存在这样的图案时：这些图案具有大致指向顶视图像中相机的焦点的边缘。鉴于以上情况，存在提供用于使用单个标准相机检测障碍物的更加稳健的方法和系统的需要。

发明内容

在本申请的一个实施方案中，提供了一种障碍物检测方法。该方法包括：在第一时间点获得由相机捕获的第一图像；识别所述第一图像中的垂直边缘候选对象，以及基于所述第一图像测量所述垂直边缘候选对象的第一长度；在第二时间点获得由所述相机捕获的第二图像；基于所述第二图像测量所述垂直边缘候选对象的第二长度；计算所述第一长度与所述第二长度之间的差；和对比所述差与预定的长度差阈值，如果所述差大于所述长度差阈值，则输出发现障碍物的消息，如果所述差小于所述长度差阈值，则滤出所述垂直边缘候选对象。只要相机和障碍物处于相对运动中，就能够使用该方法检测障碍物。

在一些实施方案中，相机能够捕获彩色图像和/或灰度图像。

在一些实施方案中，垂直边缘可以是图像中障碍物的边缘上的大致垂直线。

在一些实施方案中，在环境与相机之间的第一相对位置下捕获第一图像，并且在环境与相机之间的第二相对位置下捕获第二图像。

在一些实施方案中，该方法还可以包括：识别第二图像中的垂直边缘候选对象。

在一些实施方案中，该方法还包括：使用逆透视映射方法基于第一图像产生第一顶视图像；测量第一顶视图像中的垂直边缘候选对象的长度作为第一长度；使用逆透视映射方法基于第二图像产生第二顶视图像；和测量第二顶视图像中的垂直边缘候选对象的长度作为第二长度。

在一些实施方案中，该方法还可以包括：在第一图像上执行畸变校正以获得第一校正图像；使用第一校正图像产生第一顶视图像；在第二图像上执行畸变校正以获得第二校正图像；和使用第二校正图像产生第二顶视图像。在一些实施方案中，可以使用第一图像直接产生第一顶视图像。

在一些实施方案中，基于第一图像测量第一长度可以涵盖下列实施方案：1)测量第一图像中的垂直边缘候选对象的长度作为第一长度；2)测量第一校正图像中的垂直边缘候选对象的长度作为第一长度；和3)测量第一顶视图像中的垂直边缘候选对象的长度作为第一长度。基于第二图像测量第二长度也可以涵盖三个类似的实施方案。

在一些实施方案中，长度差阈值可以通过实验来确定。

在一些实施方案中，该方法还可以包括：测量第一顶视图像中的垂直边缘候选对象与相机的焦点之间的偏差；和对比测量偏差与预定的偏差阈值，如果测量偏差大于偏差阈值，则滤出垂直边缘候选对象。

在一些实施方案中，该方法还可以包括：测量第二顶视图像中的垂直边缘候选对象与相机的焦点之间的偏差；和对比测量偏差与预定的偏差阈值，如果测量偏差大于偏差阈值，则滤出垂直边缘候选对象。

在一些实施方案中，垂直边缘候选对象与焦点之间的偏差可以是垂直边缘候选对象与经过该垂直边缘候选对象上的点和焦点的线之间的角度。在一些实施方案中，垂直边缘候选对象与焦点之间的偏差可以是从焦点到垂直边缘候选对象的距离。

在一些实施方案中，可以在停车辅助方法中使用该方法以在驾驶员停车时识别并且提醒驾驶员在车辆的后方是否存在障碍物。

在一些实施方案中，当垂直边缘候选对象进入跟踪区域中时，捕获第一图像，并且当垂直边缘候选对象进入小于跟踪区域并且落入跟踪区域的警报区域中时，捕获第二图像。当垂直边缘候选对象进入警报区域中时，这表明垂直边缘候选对象非常靠近相机，并且应提醒驾驶员。警报区域的大小和形状可以基于驾驶员的具体需要来限定。例如，如果驾驶员小心谨慎，则可以将警报区域限定为相对大，使得当垂直边缘不是那么靠近相机时将产生警报。如果驾驶员在驾驶方面技术很好，则可以将警报区域限定得相对小，使得在垂直边缘非常靠近相机之前将不产生警报。可以将跟踪区域限定为使得实际垂直边缘的第一长度与第二长度之间的差大到足以将实际垂直边缘与伪候选对象区分开。