[发明专利]一种基于机器视觉的车辆避障方法及系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的车辆避障方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：处理器采用基于单幅图像的障碍物检测算法判定缩微车前方是否存在障碍物，如果有障碍物，则将障碍物距离和障碍物所处车道的检测信息传输给控制器，并执行步骤S2，如果没有障碍物，则继续执行步骤S1；

S2：处理器对两个摄像头进行标定，采用立体视觉的方法判定障碍物中心位置、上边界中心位置的三维坐标，从而确定障碍物的高度并将所述障碍物高度信息传输给控制器；

S3：车身两侧的测距装置检测相邻两车道的车辆状况，为避障换道提供可行驶的区域并将所述可行使区域的信息传输给所述控制器；

S4：控制器根据获得的障碍物距离、障碍物所处车道、障碍物高度以及相邻两车道的可行使区域信息，采用自适应换道策略，向运行控制模块发送命令，控制车轮的转向和速度，完成车辆的自主换道。

2.如权利要求1所述的基于机器视觉的车辆避障方法，其特征在于：所述单幅图像的障碍物检测算法的步骤为：

S21：对图像进行色彩空间变换RGB转HSV，并单独抽取S通道图像；

S22：对S图像利用大津法进行动态阈值二值化得到二值图像Bin，对Bin图像去噪，消除干扰；

S23：在Bin图像上搜索所有可能存在的障碍物轮廓，根据设置的筛选条件将误判的障碍物剔除；

S24：并根据车道线的方位判定障碍物所处车道。

3.如权利要求1所述的基于机器视觉的车辆避障方法，其特征在于：所述立体视觉的方法为：

S31：根据主摄像头A和辅助摄像头B的安装位置，分别进行标定，得出摄像头的内参数、外参数，以及主摄像头A和辅助摄像头B之间的间距b；

S32：对辅助摄像头B获取的图像采用基于单幅图像的障碍物检测方法，获取障碍物中心位置、上边界中心位置在图像坐标系下的二维坐标；

S33：利用如下公式获取障碍物在主摄像头坐标系下的三维坐标x_c,y_c,z_c，并利用摄像头的标定参数，得出障碍物在世界坐标系下的三维坐标，

(xc,yc,zc)=(bu1u1-u2,bv1u1-u2,bfu1-u2),]]>

其中，b为两摄像头的间距，f为摄像头的焦距，（u₁，v₁）为标定点在A摄像头平面的投影位置，（u₂，v₂）为标定点在B摄像头平面的投影位置，并且v₁=v₂。

4.如权利要求1所述的基于机器视觉的车辆避障方法，其特征在于：所述分段式自适应控制策略是指：根据车身距离车道中间的偏移角度和距离，以及车身此刻的行驶速度，根据参数degree_per_dist自适应适度调整下一时刻的车身转角和车速，当车辆行驶在直道的中间附近位置时，始终保持车身以全速直行的方向行驶，若偏向车道两侧的任意一侧，则进行微调。

5.一种利用权利要求1所述的基于机器视觉的车辆避障系统，其特征在于，包括主摄像头A、辅助摄像头B、测距装置、处理器和控制器，

所述主摄像头A和辅助摄像头B分别用于获取路面的图像并将所述图像传输给所述处理器；

所述处理器用于判定缩微车前方是否存在障碍物并将障碍物距离和障碍物所处车道的检测信息传输给控制器，同时处理器对主摄像头A和辅助摄像头B进行标定，判定障碍物中心位置、上边界中心位置的三维坐标，从而确定障碍物的高度并将所述障碍物高度信息传输给控制器；

所述测距装置位于车身两侧，用于检测相邻两车道的车辆状况并将可行使区域的信息传输给所述控制器；

控制器与运行控制模块相连，所述运行控制模块与车轮相连，控制器根据获得的障碍物距离、障碍物所处车道、障碍物高度以及相邻两车道的可行使区域信息，向运行控制模块发送命令，所述运行控制模块控制车轮的转向和速度，完成车辆的自主换道。