基于激光雷达的辅助驾驶系统及方法与流程

本发明涉及汽车驾驶技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的辅助驾驶系统及方法。

背景技术：

随着经济的发展，人们对于乘用车的要求不再局限于代步，而是更多的追求开车的安全性与舒适感。为满足顾客的需求，辅助驾驶员操控汽车的高级驾驶辅助系统(advanceddrivingassistantsystem，adas)功能逐渐被开发出来。目前市场上已存在的主流adas功能包括辅助驾驶员泊车，在特定路况下的跟车巡航等，但并不存在辅助驾驶员通过复杂路况(坑洼路段，狭窄路段)的功能。

对于驾驶员来说，各种复杂路况经常会困扰他们，当车辆行驶在道路情况比较复杂的路段时，驾驶员通过肉眼较难把握行驶的距离、转角等，容易发生事故。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供了一种基于激光雷达的辅助驾驶系统及方法，旨在解决现有技术在驾驶员通过复杂路段时，不能进行有效辅助驾驶的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于激光雷达的辅助驾驶系统，所述系统包括：雷达传感器、雷达控制器以及车载娱乐主机；

所述雷达传感器，用于对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至所述雷达控制器；

所述雷达控制器，用于接收所述路况图像，并采用hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像；

所述雷达控制器，用于将所述待整合图像发送至所述车载娱乐主机；

所述车载娱乐主机，用于读取本地预存的车模俯视图，将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

优选地，所述雷达传感器，还用于对预设范围内的路况进行图像信息采集，获得当前路况图像；

所述雷达传感器，还用于根据所述当前路况图像确定车辆与各路面物体之间的垂直距离信息；

所述雷达传感器，还用于将所述当前路况图像和所述垂直距离信息作为采集的路况图像发送至所述雷达控制器。

优选地，所述雷达控制器，还用于接收所述路况图像，并提取所述路况图像中的垂直距离信息；

所述雷达控制器，还用于按预设距离范围对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，并根据分类结果通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

优选地，所述预设距离范围包括：距离下限值和距离上限值；

所述雷达控制器，还用于根据所述距离下限值和所述距离上限值对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，获得垂直距离集合；

所述雷达控制器，还用于根据所述垂直距离集合在预先构建的映射关系中查找对应的明度调节策略，所述映射关系中包含垂直距离集合和明度调节策略之间的对应关系；

所述雷达控制器，还用于根据所述明度调节策略通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

优选地，所述雷达控制器，还用于根据所述垂直距离信息从所述当前路况图像中选取垂直距离小于或等于所述距离下限值的目标图像元素；

所述雷达控制器，还用于获取所述目标图像元素的实际垂直距离，并判断所述实际垂直距离是否小于预设预警阈值，若小于则生成制动预警，并将所述制动预警发送至所述车载娱乐主机。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于激光雷达的辅助驾驶方法，所述方法包括：

雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至所述雷达控制器；

所述雷达控制器接收所述路况图像，并采用hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像；

所述雷达控制器将所述待整合图像发送至所述车载娱乐主机；

所述车载娱乐主机读取本地预存的车模俯视图，将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

优选地，所述雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至所述雷达控制器的步骤，包括：

所述雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，获得当前路况图像；

所述雷达传感器根据所述当前路况图像确定车辆与各路面物体之间的垂直距离信息；

所述雷达传感器将所述当前路况图像和所述垂直距离信息作为采集的路况图像发送至所述雷达控制器。

优选地，所述雷达控制器接收所述路况图像，并采用hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像的步骤，包括：

所述雷达控制器接收所述路况图像，并提取所述路况图像中的垂直距离信息；

所述雷达控制器按预设距离范围对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，并根据分类结果通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

优选地，所述预设距离范围包括：距离下限值和距离上限值；

所述雷达控制器按预设距离范围对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，并根据分类结果通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像的步骤，包括：

所述雷达控制器根据所述距离下限值和所述距离上限值对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，获得垂直距离集合；

所述雷达控制器根据所述垂直距离集合在预先构建的映射关系中查找对应的明度调节策略，所述映射关系中包含垂直距离集合和明度调节策略之间的对应关系；

所述雷达控制器根据所述明度调节策略通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

优选地，所述雷达传感器测量所述当前路况图像中各物体与所述雷达传感器之间的垂直距离信息的步骤之后，所述方法还包括：

所述雷达控制器根据所述垂直距离信息从所述当前路况图像中选取垂直距离小于或等于所述距离下限值的目标图像元素；

所述雷达控制器获取所述目标图像元素的实际垂直距离，并判断所述实际垂直距离是否小于预设预警阈值，若小于则生成制动预警，并将所述制动预警发送至所述车载娱乐主机进行提示。

本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统通过雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至雷达控制器；雷达控制器接收路况图像并采用hsl调色方式对路况图像所包含的图像元素进行明度调节获得待整合图像，然后将待整合图像发送至车载娱乐主机；车载娱乐主机读取本地预存的车模俯视图，将待整合图像与车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。本发明通过对当前路况中的物体按照不同的hsl调色方式进行区别显示，使得驾驶员在复杂路段时能够直观的查看复杂路面中的坑洼物体或高低路沿，提高了驾驶过程中的便利性以及安全性。

附图说明

图1为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统第一实施例的示意图；

图2为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统中车载娱乐主机显示坑洼路段的示意图；

图3为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统中车载娱乐主机显示狭窄路段的示意图；

图4为本发明基于激光雷达的辅助驾驶方法第一实施例的流程示意图。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统第一实施例的示意图。

如图1所示，该基于激光雷达的辅助驾驶系统可以包括：雷达传感器10、雷达控制器20以及车载娱乐主机30。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于激光雷达的辅助驾驶系统的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

需要说明的是，所述雷达传感器10可以是能够发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的激光雷达。本实施例中，所述雷达传感器10包括三个激光雷达，其中一个前向的激光雷达布置在车辆前保险杠中央，另外两个前角激光雷达布置在车辆头部两侧，三个激光雷达的布置位置的水平高度相同，从而能够覆盖到从车轮往前4米，车左右各1米范围内所有路面。所述雷达控制器20可以是能够控制所述雷达传感器10的控制设备，该控制设备具备对数据和图像进行运算和处理的能力。所述车载娱乐主机30则可以是车辆上装载的电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)，又称“行车电脑”、“车载电脑”、“车辆中控系统”。

所述雷达传感器10，用于对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至所述雷达控制器20；

需要说明的是，所述预设范围即所述雷达传感器10所能覆盖的测量范围。所述图像信息采集则是对车辆前方路面上的各类物体进行图像、位置、高度等信息的实时测量，从而获得相应的路况图像或影像。

在具体实现中，雷达传感器10在对预设范围内的路况进行图像信息采集后，即可将采集的路况图像发送至雷达控制器20。

进一步地，考虑到复杂路况一般为坑洼路段或狭窄路段，而坑洼路段中可能存在高矮不一的障碍物以及深浅不一坑洞，狭窄路段的两侧也通常存在高于或低于路沿的物体。因此本实施例考虑通过测量路面物体与雷达传感器所在水平面的垂直距离，然后根据垂直距离所处的数值范围对路面物体对应的色度、饱和度以及亮度进行调整来表征这些物体是属于坑洼、路障或路沿物体中的哪一类。

具体的，本实施例中所述雷达传感器10，还用于对预设范围内的路况进行图像信息采集，获得当前路况图像；然后根据所述当前路况图像确定车辆与各物体之间的垂直距离信息；再将所述当前路况图像和所述垂直距离信息作为采集的路况图像发送至所述雷达控制器20。

所述雷达控制器20，用于接收所述路况图像，并采用hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像；

应理解的是，hsl是一种将rgb色彩模型中的点在圆柱坐标系中的表示方法。hsl即色度(hue)、饱和度(saturation)、亮度/明度(lightness)。

其中，色度(h)是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等。饱和度(s)是指色彩的纯度，饱和度越高色彩越纯，饱和度低则逐渐变灰。明度(v)或亮度(l)可表示物体的明暗程度。

本实施例中，hsl调色方式即通过调整路况图像中图像元素(即路面物体)的色度、饱和度以及明度来表征路面每个物体的形态。

考虑到物体明度的高低能够在图像中较为直观的反映出物体的高矮程度，本实施例中，优选通过hsl调色方式对路况图像所包含的图像元素进行明度调节。

在具体实现中，所述雷达控制器20，还用于接收所述路况图像，并提取所述路况图像中的垂直距离信息；然后按预设距离范围对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，并根据分类结果通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

本实施例中，所述预设距离范围包括：距离下限值和距离上限值。相应地，所述雷达控制器20，还用于根据所述距离下限值和所述距离上限值对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，获得垂直距离集合(例如将垂直距离大于等于122.5mm的垂直距离作为第一类、将垂直距离小于等于0mm的垂直距离作为第二类、将垂直距离处于0至122.5mm垂直距离作为第三类)；然后根据所述垂直距离集合在预先构建的映射关系中查找对应的明度调节策略(所述映射关系中包含垂直距离集合和明度调节策略之间的对应关系，例如第一类垂直距离集合与第一明度调节策略对应，第二类垂直距离集合与第二明度调节策略对应)，；根据所述明度调节策略通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

其中，第一类垂直距离(的路面物体)对应的(第一)明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度255；第二类垂直距离(的路面物体)对应的(第二)明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度0；第三类垂直距离(的路面物体)对应的(第三)明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度0～255。

具体的，可将与车辆雷达垂直距离大于等于122.5mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度255)的颜色(纯白)表征；将与雷达垂直距离小于等于0mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度0)的颜色(纯黑)表征；将与雷达垂直距离处于0至122.5mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度0～255)的灰色表征，且距离每变化0.5mm对应明度(值)变化1。

参照图2，图2为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统中车载娱乐主机显示坑洼路段的示意图。

如图2所示，当车辆行驶在坑洼路段时，驾驶员减速，并打开车载娱乐主机30，车载娱乐主机30即可显示前方近距离图像。图2中黑色表示凸起，颜色越深高度越高，白色表示坑洞，颜色越浅深度越深。通过该图像驾驶员可以做到低速环境下，避让高度较高的凸起与深度较深的坑洞，避免轮胎陷落或是车辆颠簸，提高了驾驶的安全性与舒适性。

参照图3，图3为本发明基于激光雷达的辅助驾驶系统中车载娱乐主机显示狭窄路段的示意图。

如图3所示，当车辆行驶在狭窄路段时，驾驶员减速，并打开车载娱乐主机30，打开车载娱乐主机30即可显示前方近距离图像。图3中左右侧黑色凸起表明路沿。通过该图像驾驶员可以做到慢低速环境下，精确控制车辆通过狭窄路段，避免了仅通过视觉判断的误差，提高了驾驶的安全性与舒适性。

所述雷达控制器20，用于将所述待整合图像发送至所述车载娱乐主机30；

在具体实现中，雷达控制器20在获得上述待整合图像后即可将该待整合图像发送至车载娱乐主机30进行后续的图像整合。

所述车载娱乐主机30，用于读取本地预存的车模俯视图，将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

应理解的是，所述车模俯视图即包含有车辆模型俯视图像的图片，该车模俯视图可以显示车辆模型的一部分车身，使得用户能够清楚直观的知晓车辆前方的路况信息。

在具体实现中，车载娱乐主机30可在获取到所述待整合图像时，读取本地预存的车模俯视图，然后将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

进一步地，为了在车辆前方的障碍物高度过高时，对车辆进行及时预警，本实施例中，所述雷达控制器20，还用于根据所述垂直距离信息从所述当前路况图像中选取垂直距离小于或等于所述距离下限值的目标图像元素；然后获取所述目标图像元素的实际垂直距离，并判断所述实际垂直距离是否小于预设预警阈值，若小于则生成制动预警，并将所述制动预警发送至所述车载娱乐主机30。

其中，所述制动预警，可以是采用语音播报、图像显示或蜂鸣的方式提示驾驶员车辆前方存在高度过高的障碍物，注意避让，以提高行车安全。

本实施例基于激光雷达的辅助驾驶系统通过雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至雷达控制器；雷达控制器接收路况图像并采用hsl调色方式对路况图像所包含的图像元素进行明度调节获得待整合图像，然后将待整合图像发送至车载娱乐主机；车载娱乐主机读取本地预存的车模俯视图，将待整合图像与车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。本实施例通过对当前路况中的物体按照不同的hsl调色方式进行区别显示，使得驾驶员在复杂路段时能够直观的查看复杂路面中的坑洼物体或高低路沿，提高了驾驶过程中的便利性以及安全性。

参考图4，图4为本发明基于激光雷达的辅助驾驶方法第一实施例的流程示意图。

本实施例提供的基于激光雷达的辅助驾驶方法包括以下步骤：

步骤s10：雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至所述雷达控制器；

需要说明的是，所述雷达传感器可以是能够发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的激光雷达。本实施例中，所述雷达传感器包括三个激光雷达，其中一个前向的激光雷达布置在车辆前保险杠中央，另外两个前角激光雷达布置在两侧，三个激光雷达的布置位置的水平高度相同，从而能够覆盖到从车轮往前4米，车左右各1米范围内所有路面。所述雷达控制器可以是能够控制所述雷达传感器的控制设备，该控制设备具备对数据和图像进行运算和处理的功能。所述车载娱乐主机则可以是车辆上装载的电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)，又称“行车电脑”、“车载电脑”、“车辆中控系统”。

应理解的是，所述预设范围即雷达传感器所覆盖的测量范围。所述图像信息采集则是对车辆前方路面上的各类物体进行图像、位置、高度等信息的采集，从而获得路况图像或影像。

在具体实现中，雷达传感器在对预设范围内的路况进行图像信息采集后，即可将采集的路况图像发送至雷达控制器。

进一步地，考虑到复杂路况一般为坑洼路段或狭窄路段，而坑洼路段中可能存在高矮不一的障碍物以及深浅不一坑洞，狭窄路段的两侧也通常存在高于或低于路沿的物体。因此本实施例考虑通过测量路况图像中物体与雷达传感器所在水平面的垂直距离，然后根据垂直距离对应的色度、饱和度以及亮度来表征这些物体是属于坑洼、路障或路沿物体。

具体的，本实施例中所述雷达传感器可对预设范围内的路况进行图像信息采集，获得当前路况图像；然后根据所述当前路况图像确定车辆与各物体之间的垂直距离信息；再将所述当前路况图像和所述垂直距离信息作为采集的路况图像发送至所述雷达控制器。

步骤s20：所述雷达控制器接收所述路况图像，并采用hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像；

应理解的是，hsl是一种将rgb色彩模型中的点在圆柱坐标系中的表示法。hsl即色度、饱和度、亮度(hue，saturation，lightness)。

其中，色度(h)是色彩的基本属性，就是平常所说的颜色名称，如红色、黄色等。饱和度(s)是指色彩的纯度，越高色彩越纯，低则逐渐变灰，取值范围为0-100％的数值。明度(v)或亮度(l)，取值范围为0-100％。

本实施例中，hsl调色方式即通过调整路况图像中图像元素的(色度、饱和度、明度)来表征路面每个物体的高矮程度。

考虑到物体明度的高低能够在图像中较为直观的反映出物体的高矮程度，本实施例中，优选通过hsl调色方式对路况图像所包含的图像元素进行明度调节。

在具体实现中，所述雷达控制器可接收所述路况图像，并提取所述路况图像中的垂直距离信息；然后按预设距离范围对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，并根据分类结果通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

本实施例中，所述预设距离范围包括：距离下限值和距离上限值。相应地，所述雷达控制器可根据所述距离下限值和所述距离上限值对所述垂直距离信息中包含的垂直距离进行分类，获得垂直距离集合(例如将垂直距离大于等于122.5mm的垂直距离作为第一类、将垂直距离小于等于0mm的垂直距离作为第二类、将垂直距离处于0至122.5mm垂直距离作为第三类)；然后根据所述垂直距离集合在预先构建的映射关系中查找对应的明度调节策略，所述映射关系中包含垂直距离集合和明度调节策略之间的对应关系；根据所述明度调节策略通过hsl调色方式对所述路况图像所包含的图像元素进行明度调节，获得待整合图像。

其中，第一类垂直距离(的路面物体)对应的明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度255；第二类垂直距离(的路面物体)对应的明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度0；第三类垂直距离(的路面物体)对应的明度调节策略为将色度、饱和度和明度设置为：色度0、饱和度0、明度0～255。

具体的，可将与车辆雷达垂直距离大于等于122.5mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度255)的颜色(纯白)表征；将与雷达垂直距离小于等于0mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度0)的颜色(纯黑)表征；将与雷达垂直距离处于0至122.5mm高度的路面物体用(色度0、饱和度0、明度0～255)的灰色表征，且距离每变化0.5mm对应明度(值)变化1。

步骤s30：所述雷达控制器将所述待整合图像发送至所述车载娱乐主机；

在具体实现中，雷达控制器在获得上述待整合图像后即可将该待整合图像发送至车载娱乐主机进行后续的图像整合。

步骤s40：所述车载娱乐主机读取本地预存的车模俯视图，将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

应理解的是，所述车模俯视图即包含有车辆模型俯视图像的图片，该车模俯视图可以显示车辆模型的一部分车身，使得用户能够清楚直观的知晓车辆前方的路况信息。

在具体实现中，车载娱乐主机可在获取到所述待整合图像时，读取本地预存的车模俯视图，然后将所述待整合图像与所述车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。

进一步地，为了在车辆前方的障碍物高度过高时，对车辆进行及时预警，本实施例中，所述雷达控制器，还用于根据所述垂直距离信息从所述当前路况图像中选取垂直距离小于或等于所述距离下限值的目标图像元素；然后获取所述目标图像元素的实际垂直距离，并判断所述实际垂直距离是否小于预设预警阈值，若小于则生成制动预警，并将所述制动预警发送至所述车载娱乐主机。其中，所述制动预警，可以是采用语音播报、图像显示或蜂鸣的方式提示驾驶员车辆前方存在高度过高的障碍物，注意避让，以提高行车安全。

本实施例基于激光雷达的辅助驾驶系统通过雷达传感器对预设范围内的路况进行图像信息采集，并将采集的路况图像发送至雷达控制器；雷达控制器接收路况图像并采用hsl调色方式对路况图像所包含的图像元素进行明度调节获得待整合图像，然后将待整合图像发送至车载娱乐主机；车载娱乐主机读取本地预存的车模俯视图，将待整合图像与车模俯视图进行整合，并对整合后的图像进行显示。本实施例通过对当前路况中的物体按照不同的hsl进行显示，使得驾驶员在复杂路段时能够直观的把握路面中的坑洼物体，提高了驾驶过程中的便利性以及安全性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

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。