CN109624851A - 基于增强现实的辅助驾驶方法、***及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于增强现实的辅助驾驶方法、***及存储介质，该方法包括：根据预先获取的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系；在摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在图像坐标系中绘制车辆的行车轨迹线；根据世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物；将车辆的行车轨迹线，车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。相对于现有技术，本发明提高了驾驶安全性和舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的辅助驾驶方法、***及可读存储介质。
背景技术
汽车作为现代社会方便、快捷、高效的交通工具，被越来越多的人们所使用，但由于驾驶环境的复杂，以及驾驶员的水平差异，汽车的使用也带来了很多的问题。
传统的仅有两侧后视镜汽车存在视野有限的固有缺陷，容易导致安全问题，为了解决这一隐患，研发人员提出了一系列的方案。
申请号为CN201810484966.5，名称为一种混合现实道路显示***的发明专利虽然应用AR(现实增强)技术，但是其需要沿道路设置的中继站存储现实空间模型信息和虚拟混合模型信息。
申请号为CN201611245215.5，名称为倒车辅助线设置方法及倒车辅助***的发明专利在倒车辅助线的绘制过程中，仅根据车后障碍物的距离调整倒车辅助线，实际障碍物距离车后端的距离并不直观具体。
申请号为CN201711271533.3，名称为基于增强现实平视显示与多屏语音交互的驾驶辅助***的发明专利虽然应用增强现实技术，但是更多的是导航、警示信息叠加在真实场景上，不能很好的提供距离信息供驾驶人参考，在车辆倒车时没有提供增强现实的画面显示。此外，同时使用两个摄像头，多个屏幕，增加了整体成本。
由此，有必要提出一种能有效提高驾驶安全性和舒适性的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种基于增强现实的辅助驾驶方法、***及可读存储介质，旨在提高驾驶安全性和舒适性。
为实现上述目的，本发明提供一种基于增强现实的辅助驾驶方法，所述方法应用于车辆辅助驾驶***，所述车辆的车头和车尾安装有摄像头，所述方法包括以下步骤：
根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系；
在所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线；
根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物；
将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
本发明的进一步的技术方案是，所述根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤之前包括：
判断所述车道线、和/或障碍物与所述车辆的距离是否小于或等于预设距离；
若是，则执行根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤。
本发明的进一步的技术方案是，所述若是，则执行根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制障碍物立体标志物的步骤包括：
判断所述车辆的车头或车尾的摄像头是否采集到两个以上障碍物图像；
若所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到两个以上障碍物图像，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制与所述车辆距离最近的障碍物的障碍物立体标志物。
本发明的进一步的技术方案是，所述在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像；
若所述车尾的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤；
若所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像包括泊车位图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则建立泊车轨迹线，和/或，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制泊车位立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
本发明的进一步的技术方案是，所述在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车头的摄像头采集到的图像；
若所述车头的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤；
若所述车辆的车头的摄像头采集到的图像包括其他车辆的图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制其他车辆立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
本发明的进一步的技术方案是，所述在所述车辆的车头的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
判断所述车辆的车头的摄像头采集到的障碍物图像是否包括车头斜前方障碍物图像；
若是，则获取车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离；
根据所述车辆的行车轨迹线、所述车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离绘制行车辅助线；
所述将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
本发明的进一步的技术方案是，所述在所述车辆的车尾的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
获取车尾的障碍物与车尾的距离；
将车尾的障碍物与车尾的距离与预设距离相比对；
若车尾的障碍物与车尾的距离小于或等于所述预设距离，则根据所述车辆的行车轨迹线、车尾的障碍物与车尾的距离绘制行车辅助线；
所述将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
本发明的进一步的技术方案是，所述根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系的步骤包括：
采用棋盘格对所述车辆的车头和车尾的摄像头进行标定，获取所述车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数。
为实现上述目的，本发明还提出一种基于增强现实的辅助驾驶***，包括安装于车辆的车头和车尾的摄像头、存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时实现如上所述的方法的步骤。
为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于增强现实的辅助驾驶程序，所述基于增强现实的辅助驾驶程序被处理器运行时实现如上所述的方法的步骤。
本发明基于增强现实的辅助驾驶方法、***及可读存储介质通过上述技术方案，根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系；在所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线；根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物；将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户，相对于现有技术，提高了驾驶安全性和舒适性。
附图说明
图1是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第一实施例的流程示意图；
图2是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第二实施例的流程示意图；
图3是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第二实施例中步骤S30的细化流程示意图；
图4是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第三实施例的流程示意图；
图5是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第四实施例的流程示意图；
图6是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第五实施例的流程示意图；
图7是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法各实施例中绘制障碍物立体标志物的示意图；
图8是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法各实施例中绘制行车轨迹线的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术中无论车辆是前行还是后退过程中，本车与车道线、障碍物、或者前车的距离不够直观的缺点，本发明提出一种使驾驶人能够更为直观的判断车道线、障碍物、前车、后车的距离，使车辆驾驶人对距离的感知更为直观，能够更为准确的判断距离，使驾驶过程更为安全的解决方案。
请参照图1至图8，本发明提出一种基于增强现实的辅助驾驶方法。
具体的，请参照图1，图1是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第一实施例的流程示意图。
需要说明的是，本发明基于增强现实的辅助驾驶方法应用于车辆辅助驾驶***，其中，所述车辆的车头和车尾安装有摄像头。
如图1所示，本实施例提出的基于增强现实的辅助驾驶方法包括以下步骤：
步骤S10，根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系。
摄像头自身的焦距、偏移、以及畸变会对进入镜头中的光线产生较大影响，这些参数称为摄像头的内参。摄像头的内参确定了摄像头从三维空间到二维图像的投影关系。
摄像头的外参受摄像头的安装位置和朝向(例如方位角，俯仰角和翻滚角)影响，外参决定了摄像头坐标与世界坐标之间的关系，与内参相对独立。
步骤S20，在所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
在绘制行车轨迹线时，可以在距离车身由近至远的位置分布用红色、黄色、绿色线绘制，行车轨迹线的两条线的宽度与车身宽度相同。
步骤S30，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物。
其中，车道线立体标志物与障碍物立体标志物可以采用不同的方式绘制，例如，车道线立体标志物采用黄白相间的半透明圆柱，障碍物立体标志物采用红白相间的半透明圆柱。黄白相间的圆柱体是可以越过的车道线，红白相间的圆柱体是不可越过的障碍物。通过这样的差异，可以提高驾驶安全性。
步骤S40，将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
可以理解的是，由于使用了增强现实技术(AR技术)在车道线、障碍物位置绘制了立体标志物，此时车辆的行车轨迹线会与车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物出现交叠，在距离大于预设距离时，可以根据行车轨迹线与车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物交叠处的颜色判断距离。不同于现有的行车轨迹线在平面图像上的显示方法，这种方法使驾驶人能够更为直观的获得车辆与障碍物的距离，使驾驶更为安全。
请参照图2，图2是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第二实施例的流程示意图。
本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，上述步骤S30，所述根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤之前包括：
S301，判断所述车道线、和/或障碍物与所述车辆的距离是否小于或等于预设距离。
若是，则执行步骤S30，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤。
进一步的，请参照图3，图3是本实施例中步骤S30的细化流程示意图。
如图3所示，上述步骤S30，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物包括以下步骤：
步骤S302，判断所述车辆的车头或车尾的摄像头是否采集到两个以上障碍物图像；
步骤S303，若所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到两个以上障碍物图像，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制与所述车辆距离最近的障碍物的障碍物立体标志物。
由此，本实施例避免了绘制的障碍物立体标志物在显示过程中出现杂乱无章的现象。
请参照图4，图4是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第三实施例的流程示意图。
本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，上述步骤S20，在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
步骤S201，在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像。
步骤S202，若所述车尾的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤。
步骤S203，若所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像包括泊车位图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则建立泊车轨迹线，和/或，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制泊车位立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
可以理解的是，本实施例中，当泊车轨迹线与行车轨迹线重合时，车辆能够很好的停入泊车位。
请参照图5，图5是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第四实施例的流程示意图。
本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，上述步骤S20，在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
步骤S204，在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车头的摄像头采集到的图像。
步骤S205，若所述车头的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤。
步骤S206，若所述车辆的车头的摄像头采集到的图像包括其他车辆的图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制其他车辆立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
其中，所述其他车辆立体标志物可以采用小车图标绘制。由此，通过在图像坐标系中绘制小车图标，能使用户更加直观的了解其他车辆与本车的距离情况，从而进一步提高驾驶安全性。
更进一步的，作为一种实施方式，上述步骤S20，在所述车辆的车头的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
判断所述车辆的车头的摄像头采集到的障碍物图像是否包括车头斜前方障碍物图像；
若是，则获取车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离；
根据所述车辆的行车轨迹线、所述车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离绘制行车辅助线。
上述步骤S40，将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
作为另一种实施方式，上述步骤S20，在所述车辆的车头的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
获取车尾的障碍物与车尾的距离；
将车尾的障碍物与车尾的距离与预设距离相比对；
若车尾的障碍物与车尾的距离小于或等于所述预设距离，则根据所述车辆的行车轨迹线、车尾的障碍物与车尾的距离绘制行车辅助线。
上述步骤S40，将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
由此，本实施例通过将车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户，进一步提高了驾驶安全性。
请参照图6，图6是本发明基于增强现实的辅助驾驶方法第五实施例的流程示意图。
本实施例与图1所示的第一实施例的区别在于，上述步骤S10，根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系的步骤包括：
步骤S100，采用棋盘格对所述车辆的车头和车尾的摄像头进行标定，获取所述车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数。
下面通过举例对本发明基于增强现实的辅助驾驶方法做进一步的详细阐述。
1、关于立体标志物的绘制：
首先使用棋盘格对车载的前后摄像头进行标定，获取摄像头的内外参数。通过获得的摄像头内外参数，建立世界坐标系(即实际物体)与图像坐标系之间的对应关系。
车辆前行时：在车辆行驶过程中使用车头的摄像头对车辆行驶前方的信息进行实时采集。对图像中的车道线、障碍物(此处的障碍物定义为除了车道线和前车意外，在车辆行驶前方轨迹上高于路面10cm的物体)、前车进行检测。在检车到的车道线位置使用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中绘制出直径与车道线宽度相同、实际高度为0.5m的黄白相间的半透明圆柱。第一个圆柱体出现的位置在图像内最靠近车身的车道线上或者车道线的延长线上。绘制的最远一个圆柱体距第一个圆柱体的距离为10m。在0-5m每个圆柱的距离间隔为0.5m，5-10m每个圆柱体的间隔为1m。在检测出的障碍物的位置应用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中沿着障碍物靠近车身一侧的轮廓处绘制出直径为0.2m、间隔为0.2m、高度为0.5m的红白相间的半透明圆柱，此圆柱红色所占的比例为7成。在检测到其他车辆的位置，应用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中绘制出半透明的小车图标。为了避免绘制的立体标志物在显示过程中出现杂乱无章的情况，在同一个方向检测到的车道线、障碍物以及前车等，只绘制最靠近车身的一个。前车和障碍物满足距离车头的距离小于10m则绘制立体标志物，大于10m则不进行绘制。
车辆后退时：在倒车时，绘制方法与车辆向前行驶时一致。在视野内检测到的车道线、障碍物、正后方的车辆时使用和车辆前行时的方法一样绘制出立体标志物。倒车时，在检车到的车道线位置使用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中绘制出直径与车道线宽度相同、实际高度为0.5m的黄白相间的半透明圆柱。第一个圆柱体出现的位置在图像内最靠近车身的车道线上或者车道线的延长线上。每个圆柱的距离间隔为0.5m。绘制的最远一个圆柱体距第一个圆柱体的距离为10m。在0-5m每个圆柱体的间隔为0.5m，5-10m每个圆柱体的间隔为1m。在检测出的障碍物的位置应用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中沿着障碍物靠近车身一侧的轮廓出绘制出直径为0.2m、间隔为0.2m、高度为0.5m的红白相间的半透明圆柱，此圆柱红色所占的比例为7成。在检测到其他车辆的位置，应用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中绘制出半透明的小车图标。为了避免绘制的立体标志物在显示过程中出现杂乱无章的情况，在同一个方向检测到的车道线、障碍物以及后车等，只绘制最靠近车尾的一个。后车和障碍物满足距车尾的距离小于10m则绘制立体标志物，大于10m则不进行绘制。同时，还要进行泊车位框线检测。如果检测到完整的停车位信息，则为最靠近车辆的第一个完整车位应用AR技术根据静态标定获得的摄像头的内外参数和世界坐标系与图像坐标系的对应关系在图像坐标系中绘制立体标志物。对要进行立体标志物绘制的泊车位，靠近车尾的实际距离最短的框线不绘制立体标志物，其他的三条边框绘制和车道线一致的立体标志物。如果没有检测到泊车位，则不进行上一步绘制泊车位立体标志物的操作。
对不同的物体使用不同样式的立体标志物便于驾驶人区分路况信息。黄白相间的圆柱体是可以越过的车道线，红白相间的圆柱体和小车标志是不可越过的障碍物和其他车辆。通过这样的差异，可以提高驾驶安全性。
请参照图7，图7以车辆前方右侧出现障碍物为例，显示了绘制立体标志物，根据行车轨迹线与立体标志物的交叠，识别车辆与障碍物的距离。从图中可以清晰的看出，车辆的行车轨迹线在3m以外不到4m处与立体标志物交叠，如此驾驶人可以很直观的感知到，障碍物距离车辆前方3m多不到4m。便于驾驶人准确的判断下一步将要进行的操作，从而提高了驾驶的安全性，减少碰撞和擦剐的发生。
2、关于行车辅助线的绘制：
车辆前行时：根据车辆的行驶速度、车身宽度以及方向盘转角，同时根据在静态标定过程中得到的摄像头内外参数、世界坐标系下的点映射到图像坐标系中的关系，绘制车辆在行驶中的轨迹线。在距离车身1m以内的轨迹线使用红色绘制，1至3m使用黄色绘制，3至5m使用绿色绘制。两条线的宽度与车身宽度相同。在车辆距前方立体标志物距离小于0.5m时，实时显示车辆与前方物体的距离。由于使用了AR技术在车道线、障碍物、前车位置绘制了立体标志物，此时车辆行驶的轨迹线会与立体标志物出现交叠，在距离大于0.5m时，可以根据轨迹线与立体标志物交叠处的颜色判断距离。不同于现有的行车轨迹线在平面图像上的显示方法，这种方法使驾驶人能够更为直观的获得车辆与前车或者障碍物的距离，使驾驶更为安全。
在前行过程中还要检测车辆与左右两侧车道线以及障碍物的距离(当其他车道的车辆进入本车正在行驶的车道时将其视为障碍物处理)。在采集到的图像的最下端(即最靠近车头的部分)距离车辆前方2m处，实时显示车辆距两侧障碍物的距离，帮助驾驶人判断车辆两侧物体的距离，提高驾驶的安全性。行车轨迹线结合距离显示和车身两侧距离显示便形成了行车辅助线。
结合AR技术的距离显示，会使驾驶人在判断车距时更加直观。尤其是在车辆距前方立体标志物小于0.5m时，通过行车辅助线，绘制的立体标志物，距离显示，会让驾驶人更为准确、直观的获取距离信息，提高驾驶安全性。
车辆后退时：根据车辆的行驶速度、车身宽度以及方向盘转角，同时根据在静态标定过程中得到的摄像头内外参数、世界坐标系下的点映射到图像坐标系中的关系，绘制车辆在倒车过程中的轨迹线。在距离车尾1m以内的轨迹线使用红色绘制，1至3m的轨迹线使用黄色绘制，3至5m轨迹线使用绿色绘制。两条线的宽度与车身宽度相同。在车尾距后方障碍物距离小于0.5m时，实时显示车辆与后方障碍物的距离。由于使用了AR技术在车道线、障碍物、后车位置绘制了立体标志物，此时车辆倒车的轨迹线会与立体标志物出现交叠，在距离大于0.5m时，可以根据轨迹线与立体标志物交叠处的颜色判断距离。不同于现有的倒车轨迹线在平面图像上的显示方法，这种立体交叠的方法使驾驶人能够更为直观的获得车辆与后车或者障碍物的距离，使驾驶更为安全。显示车身两侧的距离调整为车尾位置和距离车尾1m处。在倒车时车速一般较慢，所以在1m处显示车身两侧的距离更为安全。由于倒车时，只能通过后视镜观测车后的视野，不如前视的视野开阔。通过使用该方法，能够使驾驶人更为直观的判断车后的距离，提高倒车的安全性。倒车轨迹线结合距离显示和车身两侧的距离显示便形成了倒车辅助线。
下面结合图8以车辆前行时为例对于行车轨迹线的绘制进行详细阐述。
假设图8中的矩形代表汽车。开始时，汽车的轨迹与与X轴的角度为θ，此时汽车的行驶速度为v，方向盘转角为ψ，此时取的时间间隔Δt，则汽车的轨迹如图中的实线所示，其中的车速v和方向盘转角ψ可以发生变化。如果时间间隔较小，车速恒定，方向盘转角保持恒定，则此时绘制的轨迹线为标准的圆弧。图示为了方便表达，所以时间间隔取的稍大。假设此时车辆两前轮的中心点的坐标为(X0，Y0)。根据图中的关系可知在下一个Δt时刻，两前轮中心的坐标为下式：
再下一个Δt时刻，车辆两前轮的中心坐标为：
第3个Δt时刻，车辆两前轮的中心坐标为：
往后每一时刻的两前轮的中心坐标公式依此类推。需要求解的坐标数量根据车速，以及需要绘制的轨迹线的长度决定。在求得两前轮中心点的坐标以后可以根据车身的宽度，车轮距离车头的距离绘制出与车身等宽的两条轨迹线。
当在倒车过程中，检测到距车辆最近的泊车位时。根据车辆与泊车位相对位置关系，车身宽度，车身长度，车速，方向盘转角信息绘制建议的泊车轨迹。如果驾驶人驾驶倒车车辆的行车轨迹与建议泊车轨迹重合时，能够将车辆很好的停入对应的泊车位。
综上所述，本发明基于增强现实的辅助驾驶方法通过上述技术方案，根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系；在所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线；根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物；将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户，相对于现有技术，提高了驾驶安全性和舒适性。
为实现上述目的，本发明还提出一种基于增强现实的辅助驾驶***，该***包括安装于车辆的车头和车尾的摄像头、存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时实现如上各实施例所述的方法的步骤，其具体的步骤和取得的技术效果上面已经详细阐述，这里不再赘述。
为实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于增强现实的辅助驾驶程序，所述基于增强现实的辅助驾驶程序被处理器运行时实现上所述的方法的步骤，其具体的步骤和取得的技术效果上面已经详细阐述，这里不再赘述。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述方法应用于车辆辅助驾驶***，所述车辆的车头和车尾安装有摄像头，所述方法包括以下步骤：
根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系；
在所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线；
根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物；
将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
2.根据权利要求1所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤之前包括：
判断所述车道线、和/或障碍物与所述车辆的距离是否小于或等于预设距离；
若是，则执行根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物的步骤。
3.根据权利要求2所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述若是，则执行根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制障碍物立体标志物的步骤包括：
判断所述车辆的车头或车尾的摄像头是否采集到两个以上障碍物图像；
若所述车辆的车头或车尾的摄像头采集到两个以上障碍物图像，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制与所述车辆距离最近的障碍物的障碍物立体标志物。
4.根据权利要求1所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
在所述车辆的车尾的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像；
若所述车尾的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤；
若所述车辆的车尾的摄像头采集到的图像包括泊车位图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则建立泊车轨迹线，和/或，根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制泊车位立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
5.根据权利要求1所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤包括：
在所述车辆的车头的摄像头采集到车道线图像、和/或障碍物图像时，分析所述车辆的车头的摄像头采集到的图像；
若所述车头的摄像头采集到的图像包括车道线图像、和/或障碍物图像时，则执行根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤；
若所述车辆的车头的摄像头采集到的图像包括其他车辆的图像，车道线图像、和/或障碍物图像时，则根据所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，采用增强现实方法在所述图像坐标系中绘制其他车辆立体标志物，并根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线。
6.根据权利要求1所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述在所述车辆的车头的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
判断所述车辆的车头的摄像头采集到的障碍物图像是否包括车头斜前方障碍物图像；
若是，则获取车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离；
根据所述车辆的行车轨迹线、所述车头的障碍物与车头的距离、以及斜前方障碍物分别与车辆两侧的距离绘制行车辅助线；
所述将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
7.根据权利要求1所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述在所述车辆的车尾的摄像头采集到障碍物图像时，根据所述车辆的行驶速度、车身宽度、方向盘转角、所述世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系，在所述图像坐标系中绘制所述车辆的行车轨迹线的步骤之后还包括：
获取车尾的障碍物与车尾的距离；
将车尾的障碍物与车尾的距离与预设距离相比对；
若车尾的障碍物与车尾的距离小于或等于所述预设距离，则根据所述车辆的行车轨迹线、车尾的障碍物与车尾的距离绘制行车辅助线；
所述将所述车辆的行车轨迹线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户的步骤包括：
将所述车辆的行车辅助线，所述车道线立体标志物、和/或障碍物立体标志物呈现给用户。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于增强现实的辅助驾驶方法，其特征在于，所述根据预先获取的车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数，建立世界坐标系与图像坐标系之间的对应关系的步骤包括：
采用棋盘格对所述车辆的车头和车尾的摄像头进行标定，获取所述车辆的车头和车尾的摄像头的内参数和外参数。
9.一种基于增强现实的辅助驾驶***，其特征在于，包括安装于车辆的车头和车尾的摄像头、存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时实现如权利要求1-8任意一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于增强现实的辅助驾驶程序，所述基于增强现实的辅助驾驶程序被处理器运行时实现如权利要求1-8任意一项所述的方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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