CN104859562A - 用于检测车辆后方障碍物的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于检测车辆后方障碍物的方法及装置，所述方法包括：从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像；根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息；将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。应用本发明实施例，当车辆后面有障碍物时，可以从摄像头采集到的图像中提取出条形激光器输出的采样线，并根据这些采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息，总体而言，本发明实施例可以较准确地识别车辆后方的障碍物，以及还可以确定车辆与障碍物的距离信息，为车辆驾驶提供安全保障。

Description

用于检测车辆后方障碍物的方法及装置
技术领域
本发明涉及路况检测技术领域，尤其涉及一种用于检测车辆后方障碍物的方法及装置。
背景技术
随着科学技术的发展，汽车安全驾驶和便捷操作已成为汽车工业的主流发展趋势。众所周知，对于驾驶员而言，在驾车过程中存在很多视野盲区，这些视野盲区无疑成为驾驶员获取准确路面信息的最大障碍。就汽车后盲区而言，驾驶员在倒车过程中，如果不能够准确获取车后方的障碍物信息，可能会与汽车后方的障碍物发生碰撞，导致损坏汽车车身以及影响驾驶员人身安全。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于检测车辆后方障碍物的方法及装置，能够准确检测车辆后方障碍物的距离信息，为车辆驾车提供安全保障。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种用于检测车辆后方障碍物的方法，包括：
从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像；
根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息；
将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
一种用于检测车辆后方障碍物的装置，包括：
图像提取单元，用于从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像；
距离确定单元，用于根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息；
信息发送单元，用于将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
本发明实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的方法及装置，当车辆后面有障碍物时，可以从摄像头采集到的图像中提取出条形激光器输出的采样线，并根据这些采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息，总体而言，本发明实施例可以较准确地识别车辆后方的障碍物，以及还可以确定车辆与障碍物的距离信息，为车辆驾驶提供安全保障。
附图说明
图1为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的方法的流程图；
图2为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的装置的结构框图；
图3为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的***的结构框图；
图4为本发明示例性实施例提供的一种摄像头与条形激光器的位置关系示意图；
图5为本发明示例性实施例提供的一应用场景示意图；
图6为本发明示例性实施例提供的另一应用场景示意图；
图7为本发明示例性实施例提供的另一应用场景示意图。
具体实施方式
在驾车过程中，驾驶员的视线范围和视线角度受限，导致很难发现车辆后方的障碍物，从而容易发生安全事故。本发明提供了一种用于检测车辆后面障碍物的方法、装置和***，通过条形激光器输出的条形激光形成一个检测图像，当车辆后方有障碍物时，检测图像将可以成像在障碍物表面，摄像头可以采集到车辆后方的场景图像，该场景图像包括该检测图像，并将该图像传输给图像处理装置(例如，单片机)，以使该图像处理装置通过图像处理提取出检测图像，并通过激光三角法，计算出障碍物与车辆之间的距离信息，并将该距离信息发送给设置在车辆内的终端设备，例如，显示器，以使得该终端设备将距离信息展示给驾驶员，还可以通过语音播报等告知驾驶员，从而使驾驶员获得准确的障碍物信息。
下面结合附图对本发明实施例一种用于检测车辆后方障碍物的方法、装置和***进行详细描述。
图1为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的方法的流程图。如图1所示，一种用户检测车辆后方障碍物的方法，该方法包括：
步骤S110，从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像。
本发明实施例中，第一图像是在摄像头的视场范围内的车辆后方的场景图像，第二图像是条形激光器输出的采样线，即条形激光线条，形成的检测图像，该检测图像包括但不限于一条激光线条、十字结构激光线条或者网格状激光线条，当车辆后方有障碍物时，第二图像会成像在障碍物的表面，则第一图像局域将包括第二图像。
根据本发明的优选实施例，如图4所示，摄像头与条形激光器的底部固定在车身上，根据激光三角法原理，摄像头的中心线与条形激光器的中心线需形成一个锐角A，具体而言，第二图像是由设置在摄像头横向和纵向的多个条形激光器输出的采样线形成，且每个条形激光器的头部位置方向均偏向于摄像头，需要说明的是，图4中仅仅示意了条形激光器与摄像头的位置关系，不对条形激光器的个数、锐角A的大小、条形激光器与摄像头的距离形成限制。摄像头可以将采集到的第一图像发送给图像处理装置，例如，单片机或中央处理芯片等，该图像处理装置将所第一图像中提取出第二图像，具体地，从第一图像中提取第二图像可以包括：从第二图像中提取出与条形激光器的预置颜色一致，且长度大于或者等于第一预设像素值，且其宽度大于零像素小于或者等于第二预设像素值的采样线。
举例来说，条形激光器的预置颜色为红色，其RGB值分别为R＝200，G＝30，B＝30，在从第二图像中提取第一图像时，首先需提取满足该RGB值的图像，其次，条形激光器输出的是激光线条，而该提取的图像中可以不仅包括线条，还可能有较多的噪声点、噪声光斑，要从含有大量噪声点、噪声光斑的图像中识别出有效的激光线条，可以通过对图像的长度和宽度进行限制，如上述限制其长度大于或者等于第一预设像素值，其宽度大于零像素小于或者等于第二预设像素值，比如，第一预设像素值＝30个像素，第二预设像素值＝10个像素，则上述提取的图像中长度满足大于或者等于30个像素值，宽度大于零个像素值小于或者等于10个像素值的图像为有效的激光线条，即为条形激光器输出的采样线形成的第二图像(或者检测图像)。
步骤S120，根据第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息。
在本步骤中，进一步可以包括：以所述采样线的像素点的坐标，通过激光三角法计算所述采样线中每个像素点与所述车辆的距离；将最小的距离确定为所述障碍物与车辆的距离信息。
下面参见如下示例，如图5所示，包括摄像头和条形激光器，还可以障碍物平面以及设置在摄像头前端的图像放大透镜，其中图像放大透镜的焦距为f，摄像头与图像放大透镜之间的中心距离为M，条形激光器输出的采样线在摄像头上的成像偏移其中心的距离为m，摄像头和条形激光器的中心线夹角为A，摄像头中心线与图像放大透镜的夹角为a，且a＝90°-A，需要计算的距离为图像放大透镜与障碍物之间的距离L，可以通过如下等式计算出距离信息L：
L＝M/(cot a+m/f)＝M/(cot(90°-A)+m/f)＝M/(tan(A)+m/f)…式(1)
下面通过如图6和图7所示的实施例，进一步举例说明。
图6为本发明示例性实施例提供的一应用场景示意图，图7为本发明示例性实施例提供的另一应用场景示意图。
如图6所示，以一条采样线为例，当车辆后方出现障碍物，且采样线未变形时，假设第二图像在摄像头310的光敏面成像大小为Y1×Z1(可以是长为Y1，宽为Z1)，图6中所示采样线B的横坐标为x，则m＝x-(Y1/2)，再结合式(1)即可计算出距离L。同样地，如图7所示，为车辆后方障碍物导致该采样线的横向形变的情况，采样线B1发生形变位置的像素点横坐标最大为x1，未发生形变处的横坐标为x2，根据m＝x-(Y/2)，可以得到x1对应的m1值较大，x2对应的m2较小，基于m1和式(1)计算得到的L1值较大，则以L1作为一个距离。
需要说明的是，根据本发明优选实施例，对于竖直放置的柱体障碍物，例如，圆柱形障碍物或者方体障碍物，由于设置在摄像头纵向的条形激光器输出的采样线成像在这类障碍物上，是不会发生形变的，从而无法准确地检测出该障碍物与车身的距离信息，因此，可以通过设置在摄像头横向的条形激光器输出的采样线进行检测；同理地，对于横向放置的障碍物，例如，横向放置的柱体障碍物，设置在摄像头横向的条形激光器输出的采样线成像在这类障碍物上，也是不会发生形变的，所以，可以通过设置在摄像头纵向的条形激光器输出的采样线进行检测；而对于形状比较复杂且没有规则的障碍物，则可以结合横向和纵向的条形激光器输出的采样线，对该障碍物进行检测，从而得到较准确的距离信息。
综上所述，如果为横向和纵向的多条采样线，与上述一条采样线的计算方法与过程相同，在此不再一一赘述，基于多条采样线并通过式(1)计算出多个距离后，可以通过比较多个距离，选择最小的距离作为障碍物与车辆的距离信息。步骤S130，将距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
在本步骤中，可以将在步骤S120中计算得到的距离信息发送给终端设备，例如，车辆内的显示器，以在终端设备上显示该距离信息，比如，可以通过进度条的方式显示距离信息的变化，或者通过数字显示的方式显示距离信息，还可以通过语音播报的方式向驾驶员播报该距离信息，另外，在本发明实施例中，还可以将第一图像(或者车辆后方的场景图像)也发送给终端设备，以使终端设备显示该第一图像，从而使驾驶员清晰地查看到车辆后方的信息。
根据本发明一可选实施例，所述方法还可以包括：当所述距离信息小于预设安全距离时，向报警器发送触发信号，以使所述报警器发出报警信号。例如，假设预设安全距离为0.1m，当在步骤S120中计算得到的距离信息小于0.1m时，就发送触发信号以触发报警器报警，提示驾驶员不能再继续倒车。
通过本发明提供的一种用于检测车辆后方障碍物的方法，当车辆后面有障碍物时，可以从摄像头采集到的图像中提取出条形激光器输出的采样线，并根据这些采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息，总体而言，本发明实施例可以较准确地识别车辆后方的障碍物，以及还可以确定车辆与障碍物的距离信息，为车辆驾驶提供安全保障。
图2为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的装置的结构框图。如图2所示，一种用于检测车辆后方障碍物的装置200，该装置200包括：图像提取单元210、距离确定单元220和信息发送单元230。
图像提取单元210用于从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像。
优选地，图像提取单元210进一步用于从所述第二图像中提取出与所述条形激光器的预置颜色一致，且长度大于或者等于第一预设像素值，宽度大于零像素小于或者等于第二预设像素值的采样线。
优选地，所述第二图像是由设置在所述摄像头横向和纵向的多个条形激光器输出的采样线形成，且所述两个条形激光器的头部位置方向偏向于所述摄像头。
距离确定单元220用于根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息。
优选地，距离确定单元220还可以包括距离计算子单元221和距离确定单元222，其中，距离计算子单元221用于以所述采样线的像素点的坐标，通过激光三角法计算所述采样线中每个像素点与所述车辆的距离，距离确定子单元222用于将最小的距离确定为所述障碍物与车辆的距离信息。
信息发送单元230用于将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
根据本发明一可选实施例，所述装置还可以包括触发单元，用于当所述距离信息小于预设安全距离时，向报警器发送触发信号，以使所述报警器发出报警信号。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
图3为本发明示例性实施例提供的一种用于检测车辆后方障碍物的***的结构框图。如图3所示，一种用于检测车辆后方障碍物的***300，该***包括：摄像头310、条形激光器320、终端设备330以及如图2所示的一种用于检测车辆后方障碍物的装置200。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于检测车辆后方障碍物的方法，其特征在于，所述方法包括：
从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像；
根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息；
将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像包括：
从所述第二图像中提取出与所述条形激光器的预置颜色一致，且长度大于或者等于第一预设像素值，且其宽度大于零像素小于或者等于第二预设像素值的采样线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二图像是由设置在所述摄像头横向和纵向的多个条形激光器输出的采样线形成，且每个所述条形激光器的头部位置方向偏向于所述摄像头。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息包括：
以所述采样线的像素点的坐标，通过激光三角法计算所述采样线中每个像素点与所述车辆的距离；
将最小的距离确定为所述障碍物与车辆的距离信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述距离信息小于预设安全距离时，向报警器发送触发信号，以使所述报警器发出报警信号。
6.一种用于检测车辆后方障碍物的装置，其特征在于，所述装置包括：
图像提取单元，用于从摄像头采集到的第一图像中提取条形激光器输出的采样线形成的第二图像；
距离确定单元，用于根据所述第二图像中采样线的像素点的坐标，确定障碍物与车辆的距离信息；
信息发送单元，用于将所述距离信息发送至终端设备，以使终端设备显示或者播报所述距离信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像提取单元进一步用于从所述第二图像中提取出与所述条形激光器的预置颜色一致，且长度大于或者等于第一预设像素值，宽度大于零像素小于或者等于第二预设像素值的采样线。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二图像是由设置在所述摄像头横向和纵向的多个条形激光器输出的采样线形成，且所述两个条形激光器的头部位置方向偏向于所述摄像头。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述距离确定单元包括：
距离计算子单元，用于以所述采样线的像素点的坐标，通过激光三角法计算所述采样线中每个像素点与所述车辆的距离；
距离确定子单元，用于将最小的距离确定为所述障碍物与车辆的距离信息。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
触发单元，用于当所述距离信息小于预设安全距离时，向报警器发送触发信号，以使所述报警器发出报警信号。
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