車輛駕駛輔助裝置及其運轉方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及車輛駕駛輔助裝置及其運轉方法。
【背景技術】
[0002] -般，汽車是通過自己的引擎產生動力并傳達到車輪而在道路上搬運乘客或貨物 的交通手段。汽車可分為形成外觀的車體化ody)及各種裝置有機連接的底盤（chassis) 兩個大類。底盤包括作為行駛動力的汽車引擎、傳動裝置、轉向裝置、懸架裝置、制動裝置等 主要裝置。
[0003] 另外，最近正在進行對最為汽車便利裝置的立體攝像機的研究。立體攝像機因同 時提供影像及距離信息，作為識別前方行駛環境的用途而得到廣泛研究。
【發明內容】
[0004](要解決的技術問題）
[0005] 本發明的目的在于提供一種駕駛輔助裝置及運轉方法，基于使用由粗到精技法 (Coarse-t〇-fine)的稠密立體視覺值enseStereoVision)而估算路面。
[0006] 本發明的技術問題并不限定于W上涉及的問題，未涉及的其他問題可通過W下記 載，被本行業從業者所明確理解。
[0007](解決問題的手段）
[0008] 根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置，包括：立體攝像機模塊，安裝于車輛，通過 第1攝像頭獲得第1影像，通過第2攝像頭獲得第2影像；及處理器，立體匹配（stereo matching)所述第1影像及所述第2影像而獲得稠密視差圖（densedisparitymap),利用 由粗到精（coarse-to-fine)技法而從所述稠密視差圖估算Η次b樣條（cubicB-spline) 曲線，利用所述Η次b樣條曲線，執行道路縱斷面（roadprofile),將所述車輛行駛的Η維 道路變換成二維。
[0009] 另外，根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置的運轉方法，即包括通過第1攝像頭 獲得第1影像、通過第2攝像頭獲得第2影像的立體攝像機模塊的車輛的駕駛輔助裝置的 運轉方法，
[0010] 包括；立體匹配（stereomatching)所述第1影像及所述第2影像而獲得稠密視 差圖（densedisparitymap)的步驟；利用由粗到精（coarse-to-fine)技法而從所述稠密 視差圖估算Η次b樣條（cubicB-spline)曲線的步驟；及利用所述Η次b樣條曲線，執行 道路縱斷面（roadprofile),將所述車輛行駛的Η維道路變換成二維的步驟。
[0011] 其他實施例的具體事項已包含在詳細的說明及附圖。
[001引（發明的效果）
[0013] 根據本發明的實施例，具有一個或一個W上的如下效果。
[0014] 一、與路面的形態或交通狀況條件無關，能夠正確執行路面估算而提高了性能。
[0015] 二、有助于駕駛員的安全駕駛及提高便利性。
[0016]Η、無需增加另外的工藝或部件就能適用于車輛，具有輕量化等效果。
[0017] 本發明的效果并不局限于W上涉及的效果，未涉及的其他效果可通過權利要求范 圍的記載而被本行業技術人員所明確理解。
【附圖說明】
[0018] 圖1概略性地圖示根據本發明的實施例的包括駕駛輔助裝置的汽車。
[0019] 圖2是根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置的框圖。
[0020] 圖3是用于說明根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置的運轉方法的參照圖。
[0021] 圖4是用于說明根據本發明的實施例的利用由粗到精技法的路面建模的近似化 結果的參照圖。
[0022] 圖5是用于說明根據本發明的實施例的稠密像素處理部的運轉的參照圖。
[0023] 圖6是用于說明根據本發明的實施例的分段線性函數估算部及Η次b樣條曲線估 算部的運轉的參照圖。
[0024] 圖7至圖12是用于說明根據本發明的獲得道路縱斷面的比較實驗結果的參照圖。 [00幼符號說明
[0026] 100 ;駕駛輔助裝置
[0027] 110;立體攝像機模塊
[0028]120 ;輸入部
[0029] 130;存儲器
[0030] 140:顯示部 [00引]150;處理器
【具體實施方式】
[0032] 本發明的優點及特征，W及達成送些的方法，可通過參照附圖和詳細說明的實施 例而明確理解。但本發明并不限定于W下公開的實施例，而是W多種形態體現，提出送些實 施例的目的在于，使本發明公開完整，并向本發明所述技術領域具有一般知識的人完整地 告知本發明的范疇，本發明根據權利要求的范圍而定義。整個說明書中相同的參照符號表 示相同的構成要素。
[0033] 本說明書中把構件的名稱區分為第1、第2是用于區分兩個名稱相同的構件，W下 說明并不限定于其順序。
[0034] 圖1概略性地圖示根據本發明的實施例的包括駕駛輔助裝置的汽車。
[0035] 參照圖1，根據本發明的實施例的車輛輔助裝置100包括立體攝像機模塊110。
[0036] 立體攝像機模塊110安裝于車輛。立體攝像機模塊110可W是能夠可拆卸地結合 到車輛的車頂或前面玻璃的結構。
[0037] 立體攝像機模塊110包括第1攝像頭及第2攝像頭。立體攝像機模塊110通過第 1攝像頭獲得第1影像，通過第2攝像頭獲得第2影像。
[0038] 圖2是根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置的框圖。
[0039] 參照圖2,根據本發明的實施例的駕駛輔助裝置100包括；立體攝像機模塊110、輸 入部120、存儲器130、顯示部140及處理器150。
[0040] 立體攝像機模塊110如所述參照圖1的說明。
[0041] 輸入部120可具備車輛駕駛輔助裝置100,尤其，粘貼到立體攝像機模塊110的多 個按鈕或觸摸屏。可通過多個按鈕或觸摸屏而打開車輛駕駛輔助裝置100的電源而使其運 轉。除此之外，也可執行多種輸入運轉。
[0042] 存儲器130能夠保存駕駛輔助裝置100整體運轉所需的多種數據，如用于處理或 控制處理器150的程序等。
[0043] 顯示部140能夠顯示駕駛輔助裝置100的運轉相關的圖像。為顯示送種圖像，顯 示部100可包括車輛內部前面的群集（cluster)或HUEKHead化Displa廠抬頭顯示器）。 另外，顯示部140為HUD時，車輛的前面玻璃可包括投射圖像的投射模塊。另外，顯示部140 可W是AVN(AudioVideo化vigation-音頻視頻導航）模塊。
[0044] 處理器150立體匹配（stereomatching)從立體攝像機模塊110接收的第1影 像及第2影像并獲得稠密視差圖（densedisparitymat)。處理器150利用由粗到精 (coarse-to-fine)技法，從稠密視差圖估算Η次b樣條（cubicB-spline)曲線。處理器 150利用Η次b樣條曲線，執行道路縱斷面（roadprofile),使車輛行駛的Η維道路變換成 二維。
[0045] 處理器150估算路面的形態。一般，障礙物被定義為存在于路面上的物體，路面估 算結果對障礙物檢測性能造成直接的影響。因此，正確估算路面是非常重要的。路面實際上 是Η維曲面，但考慮到精密度、穩健性、演算量，一般近似化為2D切片（slice)而估算。送 樣W2D切片（slice)表現的路面可稱為道路縱斷面（roadprofile)。
[0046] 處理器150把道路縱斷面建模為分段線性（piecewiselinear)函數而進行估算， 或建模為B-spline(樣條）曲線而進行估算。駕駛輔助裝置100優選建模為Η次b樣條 (cubicB-spline)曲線而估算道路縱斷面。因Η次b樣條曲線的自由度較高，在精密度及 柔初性方面具有優勢。
[0047] 根據實施例，處理器150使用卡爾曼濾波器化almanfilter)而估算已建模為 cubicB-spline(Η次b樣條）曲線的道路縱斷面。送時，若輸入到卡爾曼濾波器化alman filter)的Η維點為包括路面上提取的高斯噪聲（Gaussiannoise)的點，會正確地運轉，但 若Η維點中包括從障礙物或立體匹配錯誤提取的點，就無法正確地運轉。
[0048] 為了克服送種局限性，處理器150利用基于關必領域的outlier(異常值）消除 方法而估算道路縱斷面。例如，可利用1)基于行跡傳感器信息而設定predicted化iving corridor(預測駕駛走廊）的方法，2)使用實驗性地選擇的2次多項式形態關必領域的方 法，3)使用基于Triangulationerror(Η角測量誤差）計算的expectedvariance(期望 方差）的方法，4)基于道路縱斷面（roadprofile)的predictedhei曲t(預測高度）和 cumulativevariance(累積方差）而設定關必領域的方法。所述方法具有消除Η維點所 包括的outlier(異常值）而減少B-spline曲線估算誤差的效果，但通過實驗性設定的關 必領域而在多種路面狀況下消除大部分的outlier(異常值）并維持大部分的inlier(內 圍層）是非常不易的。并且，若是遠距離路面，predicted化ivingcorridor(預測駕駛走 廊）的誤差與Triangulationerror(Η角測量誤差）的誤差會變得特別大，因此難W使用 該方法。
[0049] 為了克服outlier(異常值）消除方法的局限性，處理器150利用基于robust estimator(穩健估計）的方法而估算道路縱斷面。該方法逐漸增加參與路面估算的路面 領域而連續執行least-squaresestimation(最小二乘估計），對outlier(異常值）穩健 地估算路面。該方法可命名為使用實驗性地設定的二進加權值函數的M-estimator(M估計 量）基礎方式。M-estimato;r(M估計量）基礎方法能夠確保對少數outlier(異常值）的 穩健性，因存在鄰近的障礙物而產生多數outlier(異常值）的狀況下，其具有容易包括到 localoptimum(局部最優）的局限性。[10].并且，包括多數outlier(異常值）的狀況下， 還會增加實驗性地設定的二進加權值函數選擇錯誤Η維點的可能性。
[0050] 根據本發明的實施例是為了克服現有方法的局限性，基于W下的Η次b樣條曲線 而估算道路縱斷面。送時，存在多個outlier(異常值）的狀況下，很難直接估算自由度較 高的函