[發(fā)明專利]基于車輛相機圖像處理來生成和利用道路摩擦估計值的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910362473.9
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110458793B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設計）人: S·羅伊喬杜里;趙敏茗;M·約納松;N·奧爾松
• 申請（專利權）人: 沃爾沃汽車公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

本發(fā)明涉及一種基于車輛相機圖像處理來生成和利用道路摩擦估計值的方法和系統(tǒng)，該道路摩擦估計值指示路面與車輛輪胎之間的預期摩擦水平。對前視相機圖像進行預處理、區(qū)塊分割(橫向和縱向地，由輪軌等定義)、使用視角變換轉換為鳥瞰圖圖像(16)、區(qū)塊量化以及最后分類。產(chǎn)生的道路摩擦估計值可用于給駕駛員提供信息、自動控制相關車輛的運動、和/或通知基于云的警報服務以增強駕駛員安全性。

技術領域

本公開總體涉及基于相機圖像處理來生成和使用道路摩擦估計(RFE)的方法和系統(tǒng)。更具體地，本公開涉及基于前視相機圖像處理來生成和使用RFE的方法和系統(tǒng)。對前視相機圖像進行預處理、區(qū)塊分割、使用視角變換轉換成鳥瞰圖(BEV)圖像、區(qū)塊量化、以及最后分類，以獲得道路摩擦估計(也稱為RFE)。產(chǎn)生的RFE可用于為駕駛員提供信息、自動控制相關車輛的運動、和/或通知基于云的警報服務以增強駕駛員安全性。該RFE固有地包括在車輛和駕駛員遇到這種情況之前警告駕駛員和/或引起對危險行駛狀況產(chǎn)生車輛響應的時間組成(temporal?component)。這提供了預測性手段。

背景技術

存在用于確定路面狀況(RSC)的各種常規(guī)方法和系統(tǒng)。這些方法和系統(tǒng)中的大多數(shù)依賴于分析下視相機圖像，提供關于車輛正下方的路面的信息。這些方法和系統(tǒng)中的一些依賴于將圓形光聚焦在車輛前方并分析相應的前視相機圖像，測量基于強度的特征，諸如關注區(qū)域(ROI)內(nèi)的平均像素強度、方差像素強度和最大像素強度，并實施概率二元分類器(probabilistic?binary?classifier)，以便劃分干、濕、雪和冰RSC，可選地隨后進行融合過程以生成用于制動、轉向和加速度傳感器的控制參數(shù)。這些方法和系統(tǒng)中的其它方法和系統(tǒng)利用前視相機圖像，將前視相機圖像轉換成空間頻譜，并分析對應于不同RSC的相關頻率分布。這些方法和系統(tǒng)中的另一些方法和系統(tǒng)利用前視相機圖像并應用極化濾波器(polarization?filter)和小波變換來劃分不同的RSC。然而，這些方法和系統(tǒng)都沒有超出RSC來準確地生成和使用RFE。這是根本區(qū)別。

RFE估計了在道路與車輛輪胎之間、橫過和沿著道路、尤其是沿著抵靠道路表面的輪軌的摩擦水平。存在用于估計和計算RFE的各種常規(guī)方法和系統(tǒng)。然而，這些方法和系統(tǒng)中的大多數(shù)依賴于使用一維(1-D)車載傳感器、應用基于物理的模型。這些方法通常導致RFE的低可用性(通常約3-5％)，在大多數(shù)時間導致不可接受地低的可信度。在這種基于物理的模型中，僅在輪胎和道路之間發(fā)生非常顯著的滑動時才出現(xiàn)高可信度。因此，實時RFE是零星的并且預測能力受到牽制，從而減少了得到的駕駛員信息的價值、延遲和/或限制了相關車輛的運動的自動控制、和/或達不到大多數(shù)基于云的警報服務的實際要求。這會危害駕駛員安全性。

因此，需要基于前視相機圖像和信號處理來生成和利用RFE的先進方法和系統(tǒng)，以實現(xiàn)改善的準確性、高可用性、以及對可行駛環(huán)境條件的增強的預測能力，同時有效地運行。

發(fā)明內(nèi)容

在各種示例性實施方式中，本公開提供了基于前視相機圖像和信號處理來生成和利用RFE的方法和系統(tǒng)，該RFE指示道路表面和車輛輪胎之間的預期摩擦水平。對前視相機圖像進行預處理、區(qū)塊分割(橫向地和縱向地，由輪軌等定義)、轉換成BEV圖像以提供車輛前方可行駛表面的易于處理的區(qū)塊、區(qū)塊量化、并且最后分類，以獲得RFE。產(chǎn)生的RFE可用于給駕駛員提供信息、自動控制相關車輛的運動、和/或通知基于云的警報服務以增強駕駛員安全性。該RFE固有地包括在車輛和駕駛員遇到這種情況之前警告駕駛員和/或引起對危險駕駛狀況產(chǎn)生車輛響應的時間組成。這提供了預測手段。本公開的方法和系統(tǒng)可以與其它常規(guī)車載傳感器和系統(tǒng)的操作集成，諸如提供制動/加速、橫向/縱向移動和/或扭矩控制的那些車載傳感器和系統(tǒng)。與現(xiàn)有的基于圖像的RSC分類模型相比，該方法和系統(tǒng)具有改善的準確性、增加的可用性(即使當不存在顯著的輪胎力時)和增強的預測能力，同時以相對低的計算復雜度有效地運行。