CN104924988A - 自动跟车*** - Google Patents

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王继贞
谷明琴
方啸
李娟娟
张绍勇
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Chery Automobile Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Multimedia (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种自动跟车***，属于汽车主动安全领域。所述方法包括：设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，所述远距离探测器的探测距离大于预设值；设置在所述车辆前方的至少一个近距离探测器，所述近距离探测器的探测距离小于所述预设值，所述预设值大于0；所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器分别与处理器连接，所述处理器用于根据所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器传输的探测信号确定所述车辆前方是否存在物体。本发明公开的一种自动跟车***可以同时探测距离车辆近距离和远距离范围内的物体，自动跟车***的成本低、可靠性较高。

Description

自动跟车***
技术领域
本发明涉及汽车主动安全领域，特别涉及一种自动跟车***。
背景技术
随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的不断提高，交通拥堵现象日益严重。在长时间拥堵的情况下，车辆行驶非常缓慢，驾驶员需要高度注意本车与前车之间的距离，这样一来，驾驶员极易处于疲劳驾驶的状态，为了缓解拥堵路段车辆驾驶员的驾驶强度，自动跟车***得到了广泛关注。
相关技术中，自动跟车***采用摄像头、雷达等传感器检测本车与前车的距离，通过相应的控制算法使本车自动跟随前车向前行驶，并使本车与前车保持固定距离。在行驶过程中，当本车与前车的距离小于该固定距离时，控制本车执行减速或刹车动作，使本车与前车的距离延长至固定距离；当本车与前车的距离大于该固定距离时，控制本车执行加速动作，使本车与前车的距离缩小至固定距离。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
相关技术中，自动跟车***中采用的摄像头通常设置在汽车挡风玻璃位于驾驶室的一侧的顶端，该摄像头只能检测距离本车远距离范围内(如5米到60米)的物体，而对于距离本车近距离范围内(如0到5米)的物体则无法检测，自动跟车***的可靠性较低。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自动跟车***。所述自动跟车***包括：
设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，所述远距离探测器的探测距离大于预设值；
设置在所述车辆前方的至少一个近距离探测器，所述近距离探测器的探测距离小于所述预设值，所述预设值大于0；
所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器分别与处理器连接，所述处理器用于根据所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器传输的探测信号确定所述车辆前方是否存在物体。
可选的，所述至少一个近距离探测器包括：一个近距离探测器，所述一个近距离探测器设置在车辆前方的车牌的正上方或正下方。
可选的，所述至少一个远距离探测器包括：两个远距离探测器，所述两个远距离探测器设置在车辆挡风玻璃位于驾驶室的一侧的顶端。
可选的，所述近距离探测器为鱼眼摄像头。
可选的，所述处理器还用于根据球面投影模型法对所述鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正。
可选的，所述鱼眼摄像头的探测角度在170°至180°内，所述鱼眼摄像头的焦距在0至3毫米内。
可选的，所述远距离探测器为激光雷达、毫米波雷达和摄像头中的任意一种。
可选的，所述预设值为5米，
所述远距离探测器的探测距离大于5米，小于60米；
所述近距离探测器的探测距离大于0，小于5米。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供了一种自动跟车***，该自动跟车***除了包括设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，还包括设置在车辆前方的至少一个近距离探测器，该远距离探测器的探测距离大于预设值，该近距离探测器的探测距离小于预设值，该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器分别与处理器连接，处理器可以根据该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器传输的探测信号确定车辆前方是否存在物体，因此本发明实施例提供的自动跟车***可以同时探测距离车辆近距离和远距离范围内的物体，自动跟车***的可靠性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种自动跟车***的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种远距离探测器和近距离探测器的设置方位示意图；
图3是本发明实施例提供的一种球面透视投影模型原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种自动跟车***，参见图1，该***包括：
设置在车辆前方的至少一个远距离探测器01，该远距离探测器01的探测距离大于预设值。示例的，该远距离探测器用于探测距离车辆距离大于预设值范围内的信号。
设置在车辆前方的至少一个近距离探测器02，该近距离探测器的探测距离小于预设值，该预设值大于0。示例的，该近距离探测器用于探测距离车辆小于预设值范围内的信号。
该至少一个远距离探测器01与该至少一个近距离探测器02分别与处理器03连接，该处理器03用于根据该至少一个远距离探测器01与该至少一个近距离探测器02传输的探测信号确定车辆前方是否存在物体。
示例的，对于该至少一个近距离探测器02传输的探测信号，处理器03可以采用车辆阴影法对前方的车辆进行识别，算法首先通过自适应二值算法对车辆底部边缘进行二值化，得到车辆底部边缘二值图像，然后根据车辆具有的车尾属性，提出无效的图像噪声点，保留候选的车辆阴影底部特征。然后根据车辆垂直对称性特征，对前方的车辆进行识别；而对于该至少一个远距离探测器01传输的探测信号，处理器03可以采用机器学***角等，然后根据该探测器的外部参数对前方的车辆进行测距和测速，最后根据测距和测速的结果，控制本车的行驶速度。其中车辆阴影法、自适应二值算法、机器学习法和三线标定法的具体内容可参考相关技术，本发明实施例不做赘述。
综上所述，本发明实施例提供了一种自动跟车***，该自动跟车***除了包括设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，还包括设置在车辆前方的至少一个近距离探测器，该远距离探测器的探测距离大于预设值，该近距离探测器的探测距离小于预设值，该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器分别与处理器连接，处理器可以根据该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器传输的探测信号确定车辆前方是否存在物体，因此本发明实施例提供的自动跟车***可以同时探测距离车辆近距离和远距离范围内的物体，自动跟车***的可靠性较高。
可选的，如图2所示，该至少一个近距离探测器02包括：一个近距离探测器，该一个近距离探测器02设置在车辆前方的车牌10的正上方或正下方。示例的，如图2所示，该一个近距离探测器02设置在车辆前方的车牌10的正上方，由于该近距离探测器设置位置较低，因此可以更好的探测距离车辆小于预设值范围内的信号。
可选的，如图2所示，该至少一个远距离探测器01包括：两个远距离探测器011和012，该两个远距离探测器011和012设置在车辆挡风玻璃11位于驾驶室的一侧的顶端。示例的，该远距离探测器011和012沿挡风玻璃的中轴线对称设置，该两个远距离探测器011和012之间的距离d可以为5厘米(cm)至10cm。该两个远距离探测器设置位置较高，因此可以更好的探测距离车辆大于预设值范围内的信号，并且设置有两个远距离探测器，可以进一步提高自动跟车***探测信号的精度。
可选的，该近距离探测器02可以为鱼眼摄像头，该鱼眼摄像头的探测角度在170°至180°内，该鱼眼摄像头的焦距在0至3毫米内。由于该鱼眼摄像头的探测角度较大，焦距较短，因此可以对距离车辆小于预设值范围内，即距离车辆近距离范围内的信号进行探测。
可选的，该处理器03还用于根据球面投影模型法对该鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正。
在本发明实施例中，由于鱼眼摄像头的探测角度较大，其探测到的图像信息存在畸变，因此处理器需要对该鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正。对该鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正的算法包括：球面坐标定位法，多项式坐标变换法和球面投影模型法。其中球面坐标定位法是一种粗略的校正算法，校正的效果不够理想；多项式坐标变换法是一种经典的校正算法，其校正效果较好，但该算法计算复杂度较高，很难应用于实时***；球面投影模型法是一种简单有效的方法，该算法的原理是将鱼眼镜头成像面看成一个球面求解校正参数，因此本发明实施例中处理器03采用球面投影模型法对鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正。
图3为球面透视投影模型原理图，如图3所示，AB为空间坐标系中的一条直线，该空间坐标系由X轴、Y轴、Z轴和原点O组成，其中原点O可以视为投影中心，oxy为像平面。如果是理想透视成像，根据小孔成像原理可知成像过程完全是线性的，空间坐标系中的直线AB在像平面oxy中成的像仍然为直线a'b'。但由于鱼眼成像存在径向畸变和切向畸变，直线AB在像平面oxy中实际成的像为曲线ab，这也是鱼眼图像严重变形的原因。以A点为例将鱼眼成像过程分解成两步来解释：
第一步，连接A与投影中心O的直线与空间坐标系中的单位球面相交于A'，即A球面映射到A'，A'称为A的单位球面透视投影点，同理可知，B'为B的单位球面透视投影点
第二步，A'经过球面透镜非线性映射成像到a'，用公式(1)表示：
a＝D(A')  (1)
上述公式(1)中，D为鱼眼变形模型，D是可逆的，因为每个球面点对应唯一的图像点，每个图像点也对应唯一的球面点。因此根据公式(1)可以得到：
A'＝D-1(a)  (2)，公式(2)中，D-1为鱼眼变形校正模型。校正鱼眼图像主要是求解鱼眼图像点到球面校正点之间的映射关系D-1，具体的求解算法可以参考相关技术。
可选的，该远距离探测器02为激光雷达、毫米波雷达和摄像头中的任意一种。示例的，其中激光雷达的工作频段在红外和可见光波段，激光雷达可以向车辆前方物体发射探测信号，然后将接收到的从车辆前方物体反射回来的信号与发射信号进行比较，就可获得车辆前方物体的距离、方位和速度等相关信息；毫米波雷达的工作频段在毫米波波段，其工作原理与激光雷达相同，但毫米波雷达的穿透能力更强；摄像头可以采集车辆前方物体的图像并将采集的图像发送至处理器，处理器对该采集的图像根据相关算法进行处理后，即可得到车辆前方物体的距离、方位和速度等相关信息。由于激光雷达和毫米波雷达的成本较高，因此本发明实施例中的远距离探测器02采用成本较低的摄像头，该摄像头的探测角度在30度至55度内。
可选的，该预设值为5米，该远距离探测器01的探测距离大于5米，小于60米；该近距离探测器02的探测距离大于0，小于5米。因此，本发明实施例提供的自动跟车跟车***不仅可以对距离车辆远距离范围内(5米至60米)的信号进行探测，还可以对距离车辆近距离范围内(0到5米)的信号进行探测，自动跟车***的稳定性较高。
综上所述，本发明实施例提供了一种自动跟车***，该自动跟车***除了包括设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，还包括设置在车辆前方的至少一个近距离探测器，该远距离探测器的探测距离大于预设值，该近距离探测器的探测距离小于预设值，该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器分别与处理器连接，处理器可以根据该至少一个远距离探测器与该至少一个近距离探测器传输的探测信号确定车辆前方是否存在物体，因此本发明实施例提供的自动跟车***可以同时探测距离车辆近距离和远距离范围内的物体，自动跟车***的可靠性较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动跟车***，其特征在于，包括：
设置在车辆前方的至少一个远距离探测器，所述远距离探测器的探测距离大于预设值；
设置在所述车辆前方的至少一个近距离探测器，所述近距离探测器的探测距离小于所述预设值，所述预设值大于0；
所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器分别与处理器连接，所述处理器用于根据所述至少一个远距离探测器与所述至少一个近距离探测器传输的探测信号确定所述车辆前方是否存在物体。
2.根据权利要求1所述的自动跟车***，其特征在于，
所述至少一个近距离探测器包括：一个近距离探测器，所述一个近距离探测器设置在车辆前方的车牌的正上方或正下方。
3.根据权利要求2所述的自动跟车***，其特征在于，所述至少一个远距离探测器包括：两个远距离探测器，所述两个远距离探测器设置在车辆挡风玻璃位于驾驶室的一侧的顶端。
4.根据权利要求1所述的自动跟车***，其特征在于，所述近距离探测器为鱼眼摄像头。
5.根据权利要求4所述的自动跟车***，其特征在于，所述处理器还用于根据球面投影模型法对所述鱼眼摄像头传输的探测信号进行校正。
6.根据权利要求4所述的自动跟车***，其特征在于，所述鱼眼摄像头的探测角度在170°至180°内，所述鱼眼摄像头的焦距在0至3毫米内。
7.根据权利要求1所述的自动跟车***，其特征在于，所述远距离探测器为激光雷达、毫米波雷达和摄像头中的任意一种。
8.根据权利要求1至7任一所述的自动跟车***，其特征在于，所述预设值为5米，
所述远距离探测器的探测距离大于5米，小于60米；
所述近距离探测器的探测距离大于0，小于5米。
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