一种与车载全景成像系统融合的车辆周边目标风险报警方法与流程

本发明涉及车载目标检测，尤其为一种与车载全景成像系统融合的车辆周边目标风险报警方法。

背景技术：

1、随着车辆智能化和主动安全技术的发展，车辆周边目标检测和报警功能被广泛应用于客车、校车、工程机械、矿区车辆、港口车辆、环卫车辆、物流车辆等场景。现有车辆周边报警方案包括基于车载全景成像系统的方案，车载全景成像系统通常包括前、后、左、右等多个摄像头，并通过摄像头标定、图像拼接和鸟瞰图变换生成车辆周边俯视图，为驾驶员提供车辆周边环境显示。该类系统本身已经具备多路摄像头、标定参数和车辆周边坐标映射能力，但在传统应用中更多用于显示和辅助观察，未充分用于报警区域计算、目标运动趋势预测及风险判断。

2、现有技术中，部分方案在车辆周边设置了固定的报警区域，当检测到目标进入该区域时触发报警。然而，这类方案存在以下不足：一方面，报警区域通常是固定不变的，无法根据车辆的实际运动状态（如前进、倒车、转向、速度变化等）进行动态调整，导致在不需要大范围报警的工况下频繁误报，而在需要扩大关注范围的工况下又存在预警不足的问题；另一方面，现有方案大多仅基于目标的当前位置进行报警判断，缺乏对目标运动趋势的预测能力，当目标以较快速度接近车辆时，目标可能在很短时间内进入危险区域，而基于当前位置的判断方式无法提前识别此类风险，导致报警不及时，尤其对工程机械、矿区车辆等存在较大视野盲区和较长制动距离的车型而言，这一问题更为突出。此外，现有方案普遍未充分利用全景成像系统已标定好的坐标映射能力，也未考虑将车辆自身结构作为屏蔽区域进行目标过滤，容易将车身边缘、后视镜等自身结构误识别为外部目标而触发误报警，影响驾驶员的正常判断和操作。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种与车载全景成像系统融合的车辆周边目标风险报警方法，以解决现有方案中报警区域固定不变导致误报率高、缺乏目标运动趋势预测导致预警不及时的技术问题。

2、本发明所述的与车载全景成像系统融合的车辆周边目标风险报警方法，包括以下步骤：

3、通过车载全景成像系统标定获得全景标定参数，建立车辆坐标系及图像坐标到车辆坐标系的映射关系；

4、根据车身结构预设车身固定屏蔽区；

5、预设车辆状态与报警区域范围、预测时间及预测时间间隔的对应关系；

6、采集车辆周边图像并进行目标检测，获得目标检测结果；

7、根据所述全景标定参数将目标检测结果转换至车辆坐标系下，获得目标位置； 判断目标是否位于车身固定屏蔽区内，若是，则过滤该目标；

8、对保留目标进行连续帧跟踪，生成目标位置序列；

9、获取车辆当前状态，根据所述对应关系读取与车辆当前状态对应的当前有效报警区域、预测时间和预测时间间隔；

10、若目标当前位置进入所述当前有效报警区域，则输出报警；

11、若目标当前位置未进入所述当前有效报警区域，则根据所述目标位置序列计算目标相对于车辆的运动状态，并结合所读取的预测时间和预测时间间隔，预测目标在未来多个预测时刻的位置；

12、若任一预测时刻的目标位置进入所述当前有效报警区域，则输出报警；

13、若目标当前位置及所有预测时刻的位置均未进入所述当前有效报警区域，则不输出报警。

14、作为本发明的一种优选方案，所述全景标定参数包括摄像头内参、外参、畸变参数、摄像头安装位置参数、鸟瞰图变换参数、图像拼接参数及车辆坐标系转换参数。

15、作为本发明的一种优选方案，所述车身固定屏蔽区包括车体自身区域、后视镜区域、车身边缘区域、保险杠区域、车门边缘区域、机械臂区域、铲斗区域、支腿区域和货箱边缘区域。

16、作为本发明的一种优选方案，所述车辆坐标系以车辆几何中心、后轴中心或车身中心为原点，以车辆前进方向为纵向坐标轴，以车辆左右方向为横向坐标轴。

17、作为本发明的一种优选方案，所述车辆状态包括前进状态、倒车状态、左转状态、右转状态、左变道状态、右变道状态、低速状态、中高速状态、停车状态和作业状态。

18、作为本发明的一种优选方案，所述报警区域范围包括前方报警区域、后方报警区域、左侧报警区域和右侧报警区域，和/或包括红区报警区域和黄区报警区域。

19、作为本发明的一种优选方案，所述车辆状态与报警区域范围的对应关系包括以下至少一种：车辆倒车状态对应后方报警区域扩大；车辆左转或左变道状态对应左侧报警区域扩大；车辆右转或右变道状态对应右侧报警区域扩大；车辆中高速前进状态对应前方报警区域扩大；车辆低速或停车状态对应报警区域缩小；工程车辆作业状态对应作业方向或作业半径相关区域扩大。

20、作为本发明的一种优选方案，所述目标检测结果包括目标类别、目标置信度、目标检测框、目标底部接地点、目标分割轮廓、目标尺寸和目标占位区域；所述目标类别包括行人、车辆、骑行者、障碍物、锥桶、路桩、护栏和未知立体目标。

21、作为本发明的一种优选方案，所述目标检测结果包括目标检测框和目标区域分割结果中的至少一种；所述“根据所述全景标定参数将目标检测结果转换至车辆坐标系下，获得目标位置”具体为：根据所述目标检测框和所述目标区域分割结果中的至少一种提取目标定位特征，并根据所述图像坐标到车辆坐标系的映射关系，确定所述目标定位特征在车辆坐标系下对应的一个或多个候选坐标点；当存在多个候选坐标点时，将距离车身固定屏蔽区外边界最近的候选坐标点确定为所述目标位置。

22、作为本发明的一种优选方案，所述目标相对于车辆的运动状态包括目标相对于车辆的运动速度、运动方向、加速度和运动趋势；所述目标相对于车辆的运动速度根据连续多个时刻的目标位置计算得到。

23、本发明所述的与车载全景成像系统融合的车辆周边目标风险报警方法，充分利用车载全景成像系统已有的多路摄像头及标定参数，通过建立车辆坐标系及图像到车辆坐标系的映射关系，为精准报警提供了坐标基础。通过预设车身固定屏蔽区，有效过滤车体自身结构、后视镜、保险杠及工程车辆机械臂、铲斗、支腿等固定部件被误识别为外部目标的问题，从而降低或减少因车身结构误识别造成的误报警，避免了误报对驾驶员判断和操作的干扰；另外，通过预设车辆状态与报警区域范围、预测时间及预测时间间隔的对应关系，在实时运行中根据车辆当前状态（如前进、倒车、转向、中高速、低速停车、工程作业等）动态读取对应的报警区域，实现了报警区域的自适应调整：倒车时扩大后方报警区域，转向时扩大转向侧报警区域，中高速前进时扩大前方报警区域，低速或停车时缩小报警区域，工程作业时扩大作业方向或作业半径相关区域。相比现有技术中报警区域固定不变的方案，本发明能够根据不同工况合理配置重点关注区域，有效减少了非关注方向上的误报，同时在需要扩大关注的工况下保证了充分的报警覆盖；此外，在判断目标当前位置是否进入报警区域的基础上，进一步对目标进行连续帧跟踪生成位置序列，计算目标相对于车辆的运动状态（速度、方向、加速度、接近趋势），并结合预设的预测时间和预测时间间隔预测目标在未来多个预测时刻的位置；若任一预测时刻的位置进入报警区域即输出报警，解决了现有方案仅依赖当前位置判断导致对快速接近目标预警不及时的问题。同时，采用多个预测时刻进行判断，能够有效避免目标在预测时间范围内穿越报警区域但单点预测无法识别的情况，进一步提高了报警的及时性和可靠性。