CN113538571A - 跟车距离测量***、包括其的车辆及相应的方法 - Google Patents

跟车距离测量***、包括其的车辆及相应的方法 Download PDF

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Abstract

提供一种跟车距离测量***、包括其的车辆及相应的方法和存储介质。该***包括：图像采集单元，用于采集从自车到前车的图像，该图像包括位于自车和前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或交通标记物之间的一个或多个间隔；图像处理单元，用于对所采集的图像进行处理，以识别在自车与前车之间存在的交通标记物和/或间隔的数量；跟车距离计算单元，用于至少根据所采集的图像确定交通标记物的类型，以根据交通标记物的类型获取交通标记物和/或间隔自身的预定长度；并且基于交通标记物和/或间隔的预定长度以及数量，计算跟车距离。利用本发明的方案，能够降低成本，提高测量精确度，提高行驶安全性。

Description

跟车距离测量***、包括其的车辆及相应的方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，更具体而言，涉及一种用于车辆的跟车距离测量***、包括其的车辆及相应的跟车距离测量方法和计算机可读存储介质。
背景技术
在车辆的行驶过程中，驾驶员需要判断车辆与前车之间的跟车距离，以避免跟车距离太近。目前有些方案会采用激光雷达或超声雷达等雷达传感器来测量跟车距离。然而，由于雷达传感器在竖直方向的能够测量的角度范围较小(通常在4度左右)，如果前方大型车辆的底盘较高，则可能会导致无法准确测量到该大型车辆的尾部位置，进而不能准确测量自车与该大型车辆之间的距离，容易出现追尾事故。另外，雷达传感器的成本也较高。
因此，需要一种改进的跟车距离测量***及方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种使用图像采集单元来测量从自车到前车的跟车距离的方案。
根据本发明的一个方面，提供一种跟车距离测量***，其特征在于，所述跟车距离测量***包括：
图像采集单元，被配置用于采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或所述交通标记物之间的一个或多个间隔；
图像处理单元，被配置用于对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量；
跟车距离计算单元，被配置用于至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度和/或所述间隔自身的预定长度；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离。
在一个实施方案中，所述至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型进一步包括：基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像确定所述交通标记物的类型。
在一个实施方案中，所述图像采集单元通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的摄像装置实现；优选地，所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述跟车距离计算单元被集成在安装于自车上的摄像装置中。
在一个实施方案中，所述跟车距离测量***还包括输出单元，所述输出单元被配置用于通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。
在一个实施方案中，所述图像处理单元被进一步配置用于：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。
在一个实施方案中，所述跟车距离计算单元被进一步配置用于：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆，其特征在于，包括根据上述任一项所述的跟车距离测量***。
根据本发明的又一方面，提供一种跟车距离测量方法，其特征在于，所述方法包括：
采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或所述交通标记物之间的一个或多个间隔；
对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量；
至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度和/或所述间隔自身的预定长度；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离。
在一个实施方案中，所述至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型进一步包括：基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像确定所述交通标记物的类型。
在一个实施方案中，所述采集从自车到自车前方的前车的图像是通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的摄像装置实现的；优选地，所述的跟车距离测量方法是通过安装在自车上的摄像装置实现的。
在一个实施方案中，所述方法还包括：通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。
在一个实施方案中，所述方法还包括：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。
在一个实施方案中，所述方法还包括：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。
根据本发明的再一方面，提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法的步骤。
根据本发明的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
利用本发明的上述方案，能够更加准确地根据图像采集单元采集的图像计算自车与前车之间的跟车距离，从而极大降低成本，提高测量准确度，显著提高了行驶安全性。
附图说明
以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施方案，其中：
图1示出根据本发明一实施方案的跟车距离测量***的示意图；
图2示出根据本发明一实施方案的跟车距离测量方法的流程图；
图3示出根据本发明一实施方案的跟车距离测量***和方法的应用示意图。
具体实施方式
为了使本发明的上述以及其他特征和优点更加清楚，下面结合附图进一步描述本发明。应当理解，本文给出的具体实施方案是出于向本领域技术人员解释的目的，仅是示例性的，而非限制性的。
图1示出了根据本发明一实施方案的跟车距离测量***的示意图。
如图1中所示，该跟车距离测量***100可以包括图像采集单元101、图像处理单元102以及跟车距离计算单元103。
所述图像采集单元101可以被配置用于采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的至少一个交通标记物。例如，结合图3的示例可知，该图像采集单元可以采集自车A100与前车A200之间位于道路地面上的标记线和/或道路两侧的栅栏的完整图像。
关于本文中的术语“交通标记物”，应理解该术语不仅可以指图3中所示的在道路地面中的标记线(白色或黄色)和/或道路两侧(左侧或右侧)的等间隔的栅栏或隔离柱，而且也可适用于表示道路地面中和/或道路两侧的其他类型的按规律设置的交通标记物(例如，路灯、挡板、隔离带等)，只要能够将交通标记物之间的距离和/或相邻的交通标记物之间的间隔的距离作为参照来使用通过图像采集单元获取的自车和前车之间的图像确定跟车距离即可。
在一个实施方案中，图像采集单元101可以通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的摄像装置来采集从自车到自车前方的前车的图像。优选地，所述图像采集单元使用安装在自车上的摄像装置(诸如单目相机或双目相机)实现。例如，所述摄像装置可以设置在例如自车的车体顶部或者前挡风玻璃位置处，以方便清楚地检测在自车与前车之间的交通标记物的完整图像。优选地，所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述跟车距离计算单元被集成在安装于自车上的摄像装置中。高度集成化的所述摄像装置能够提高使用便利性，使得在自车上仅安装一个摄像装置就可以及时通过本发明的方案检测自车与前车之间的跟车距离。当然，所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述跟车距离计算单元中的一个或多个单元也可以设置在远程服务器上，其他的一个或多个单元也可以设置在自车的车载电脑中。
所述图像处理单元102被配置用于对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量N1和/或所述间隔的数量N2。所述数量N1或N2可以是自然数(例如，1、2、3或更大)或者是分数(例如，1/2、1/3、1/4、1/5、3/2、4/3、5/4、6/5或更大的分数)。
所述跟车距离计算单元103被配置用于至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度D1和/或所述间隔自身的预定长度D2；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离D100。例如，可以通过以下公式计算跟车距离：D100＝N1*D1+N2*D2。
由于不同类型的道路(例如，国家高速公路、城市快速路、城市主干道、城市辅路)上安装的交通标记物本身的类型和尺寸可能是不同的，为了便于更加准确地确定交通标记物的类型，所述跟车距离计算单元103还可以基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像二者来确定所述交通标记物的类型。所述自车的位置可以通过自车上的定位装置(例如，全球导航卫星***GNSS)或导航软件获取。
有利地，所述跟车距离测量***还包括输出单元，所述输出单元被配置用于通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。例如，所述输出单元能够以可视化的方式将所计算的跟车距离提供给自车用户(例如驾驶员或其他乘员)。例如，以突出显示的颜色或形状直接显示在车载电脑的屏幕、投影到前挡风玻璃上、显示在摄像装置的显示器、或者车辆用户的移动终端设备上。有利地，所述输出单元还可以在跟车距离小于设定阈值时，通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备向自车发送警告信息，以提醒车辆用户。
另外，为了确保所选择的交通标记物和/或交通标记物之间的间隔是相等的，从而使得根据交通标记物和/或间隔的数量和长度来确定跟车距离的误差最小化，所述图像处理单元被进一步配置用于：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。同理，为了确保所选择的交通标记物和/或交通标记物之间的间隔的实际长度与其相应的预定长度是相等的，使得根据交通标记物和/或间隔的数量和长度来确定跟车距离的误差最小化，所述跟车距离计算单元被进一步配置用于：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。如果上述多种比较的结果均为相等，则可以确保所计算的跟车距离没有误差；如果上述任一比较的结果为不相等，则说明该类型的交通标记物存在误差，不适合用于计算计算跟车距离，可以向车辆用户建议选择其他类型的交通标记物。
图2示出根据本发明一实施方案的跟车距离测量方法的流程图。
如图2中所示，所述跟车距离测量方法S100包括：
S200：采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或所述交通标记物之间的一个或多个间隔；
S300：对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量；
S400：至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度和/或所述间隔自身的预定长度；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离。
在一个实施方案中，所述至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型进一步包括：基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像确定所述交通标记物的类型。
在一个实施方案中，所述采集从自车到自车前方的前车的图像是通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的图像传感器实现的。优选地，上述跟车距离测量方法是通过安装在自车上的摄像装置实现的。
另外，如上所述，还可以通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。
有利地，为了使得所测量的跟车距离误差最小化，所述方法还包括：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。同理，所述方法还包括：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。
关于本发明的跟车距离测量方法的更具体的方案，可以参照上文中对于本发明的跟车距离测量***的说明以及下文对于应用示例的说明，在此不再赘述。另外，本文中所述的跟车距离测量方法的步骤的实际执行顺序不受本文中所描述的具体示例或实施方案的限制。
下面结合图3描述本发明的跟车距离测量***和方法的应用示例。
例如，在所述图像采集单元101采集了如图3所示的图像之后，通过所述图像处理单元102对所采集的图像的处理，可以识别出在所述图像中包含的至少一种类型的交通标记物。在所述图像中包含一种类型的可用交通标记物的情况下，可以直接根据图像处理确定该可用交通标记物的类型。在所述图像中包含多种类型的交通标记物的情况下，可以根据默认选项、用户的预先设置或者根据所采集的图像，来从所述多种类型的交通标记物中选择将要用于确定跟车距离的任一种类型的交通标记物。
对于图3中所示的采集图像，可以根据采集图像和/或自车的位置确定道路类型，并且例如选择位于道路地面上的白色标线或者左侧的栅栏或挡板作为交通标记物。在识别或选择了交通标记物的类型之后，所述跟车距离计算单元可以通过远程服务器或者本地数据库根据该交通标记物的类型来获取交通标记物自身的预定长度、交通标记物之间的间隔的预定长度、或者交通标记物自身的预定长度和交通标记物之间的间隔的预定长度二者。所述远程服务器或本地数据库可以预先存储有各种不同类型的交通标记物和/或其间隔的预定长度，例如根据国家法律法规设定的长度或者其他通常使用的预定长度。比如，目前的高速公路上的白色标线的线段长度为6米，间隔为9米；二级及以上公路的白色标线的线段长度6米，间隔为9米；其他等级公路的白色标线的线段长度为2米，间隔为4米；有些黄色标线的线段长度为4米，间隔为6米。
另外，通过对所采集的图像的处理，可以识别出在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量。例如，对于图3中所示的图像，可以看到在自车和前车之间包含两个白色标线(Y1和Y2)以及两个位于白色标线之间的间隔(X1和X2)。假设图3中的白色标线的类型为二级及以上公路的白色标线，则可以确定自车和前车之间的跟车距离为2*6+2*9＝30米。
替代地，在选择如图3中所示的隔离柱作为交通标记物的情况下，如果隔离柱本身的沿车辆行驶方向的厚度比较小，则隔离柱本身的厚度尺寸可以忽略不计，这样所述自车和前车之间的跟车距离可以近似等于图3中所示的隔离柱之间的间隔Z1的长度值与自车和前车之间的所述间隔Z1的数量的乘积。应注意，由于本发明的方法用于测量所述自车与前车之间的跟车距离，所以所采集的从自车到前车的图像中需要拍摄到自车的车头(例如，车头最前部)和前车的车尾(例如，车尾最尾部)之间所包含的一个或多个类型的所有交通标记物的图像。当然，在自车的最前部或前车的最尾部处于交通标记物(例如标线)或间隔的非起始位置时，需要计算自车的最前部或前车的最尾部相对于交通标记物(例如标线)或间隔的相对位置，从而便于确定在自车和前车之间具有的交通标记物或间隔的数量(非整数)。
本发明的另一方面提供一种车辆，所述车辆包括根据上述任一项所述的跟车距离测量***。
另外，应理解上述跟车距离测量***100中的各个单元可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各单元可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个单元对应的操作。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的跟车距离测量***100的示意图仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本发明的再一方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。该计算机设备可以安装在车辆侧或者位于服务器侧，包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现本发明的跟车距离测量方法。
本发明的另一发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。本领域普通技术人员可以理解实现根据本发明的上述实施方案的方法中的全部或部分步骤，可以通过计算机程序来指示相关的硬件完成，所述的计算机程序可存储于非易失性的计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施方案的步骤。其中，本申请所提供的各实施方案中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。
以上实施方案的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方案中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
尽管结合实施方案对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施方案。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。

Claims (15)

1.一种跟车距离测量***，其特征在于，所述跟车距离测量***包括：
图像采集单元，被配置用于采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或所述交通标记物之间的一个或多个间隔；
图像处理单元，被配置用于对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量；
跟车距离计算单元，被配置用于至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度和/或所述间隔自身的预定长度；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离。
2.根据权利要求1所述的跟车距离测量***，其中，所述至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型进一步包括：基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像确定所述交通标记物的类型。
3.根据权利要求1或2所述的跟车距离测量***，其中，所述图像采集单元通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的摄像装置实现；优选地，所述图像采集单元、所述图像处理单元和所述跟车距离计算单元被集成在安装于自车上的摄像装置中。
4.根据权利要求1或2所述的跟车距离测量***，其中，所述跟车距离测量***还包括输出单元，所述输出单元被配置用于通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。
5.根据权利要求1或2所述的跟车距离测量***，其中，所述图像处理单元被进一步配置用于：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。
6.根据权利要求5所述的跟车距离测量***，其中，所述跟车距离计算单元被进一步配置用于：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。
7.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的跟车距离测量***。
8.一种跟车距离测量方法，其特征在于，所述方法包括：
采集从自车到自车前方的前车的图像，所述图像包括位于所述自车和所述前车之间的道路地面上或两侧的一个或多个交通标记物和/或所述交通标记物之间的一个或多个间隔；
对所采集的图像进行处理，以识别在所述自车与所述前车之间存在的所述交通标记物的数量和/或所述间隔的数量；
至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型，以根据所述交通标记物的类型获取所述交通标记物自身的预定长度和/或所述间隔自身的预定长度；并且基于所述交通标记物和/或所述间隔的预定长度以及所识别的所述交通标记物和/或所述间隔的数量，计算所述自车与前车之间的跟车距离。
9.根据权利要求8所述的跟车距离测量方法，其中，所述至少根据所采集的图像确定所述交通标记物的类型进一步包括：基于自车的位置确定所述道路的类型，并且根据所述道路的类型以及所采集的图像确定所述交通标记物的类型。
10.根据权利要求8或9所述的跟车距离测量方法，其中，所述采集从自车到自车前方的前车的图像是通过安装在自车、周围车辆和/或道路上的摄像装置实现的；优选地，所述的跟车距离测量方法是通过安装在自车上的摄像装置实现的。
11.根据权利要求8或9所述的跟车距离测量方法，其中，所述方法还包括：通过自车的车载电脑、挡风玻璃、摄像装置的显示器或者车辆用户的移动终端设备将所计算的跟车距离提供给自车的用户。
12.根据权利要求8或9所述的跟车距离测量方法，其中，所述方法还包括：对所采集的图像进行处理，以检测所述自车和所述前车之间的多个交通标记物的实际长度是否相等，和/或多个所述间隔的实际长度是否相等。
13.根据权利要求12所述的跟车距离测量方法，其中，所述方法还包括：检测所述自车和所述前车之间的一个交通标记物的实际长度与所述交通标记物自身的预定长度是否相等，和/或检测一个间隔的实际长度与所述间隔的预定长度是否相等。
14.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求8至13中任一项所述的方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时实现权利要求8至13中任一项所述的方法的步骤。
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