具有路沿预警装置的压路机及压路机路沿预警方法与流程

1.本说明书涉及压路机技术领域，具体涉及一种具有路沿预警装置的压路机及压路机路沿预警方法。


背景技术：

2.压路机在作业时为了压平全部道路需要钢轮尽可能贴近路沿，最好能将钢轮外缘到路沿的距离控制在3cm以内。仅靠后视镜目测距离需要丰富的经验及空间想象力，新手司机往往难以做到。如果控制不好距离，要么造成道路边缘不够平整，要么压坏路缘石、损伤压路机车轮。
3.公开号为cn112598727a，公开日期为20210402的中国发明专利申请公开了一种基于视觉压路机导航参数提取方法，具体提取方法包括以下步骤：步骤(1)、道路图像预处理：通过加权平均法进行道路图像的灰度化处理；然后采用双边滤波算法多道路图像进行滤波，该算法能比较好的保留图像细节，便于对导航基准线精确提取；步骤(2)、边缘检测：通过采用耗时较少的marr hildreth算法对经过图像预处理、优化、降噪后得到的二值图像进行边缘检测，从而得到左右两侧的两条边缘线；步骤(3)、导航基准线提取：上一步骤中已经提取了标志线区域的两条边界，为了降低由标志线宽度值造成的偏差，该方法将贴近车体的边缘线视为导航基准线；步骤(4)、采用基于距离的最小二乘法的直线拟合；步骤(5)、导航参数提取：在压路机车体上建立一个世界坐标系对车体的位姿状态进行分析，由于位姿是在三维状态下进行定义的，这样需要将导航基准线转换成世界坐标系，并通过提取的导航基准线参数估算试验模型的偏差。
4.现有技术的缺点：通过车前的图像采集组件，利用视觉方法来检测前方的路沿，并预测侧身的路沿曲线。由于无法直接看到侧身的路沿，仅仅根据车前方的路沿走向来推理，无法达到较高的精度，因此不满足高精度路沿距离检测及报警需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本说明书实施例提供一种具有路沿预警装置的压路机及压路机路沿预警方法，以达到能够进行高精度路沿距离检测的目的。
6.本说明书实施例提供以下技术方案：一种具有路沿预警装置的压路机，包括：机架，设置有容纳空间；钢轮，安装在容纳空间处；图像采集组件，固定安装在机架上并位于钢轮的正上方，图像采集组件能够采集钢轮边缘与路沿的图像；预警处理组件，设置在机架的驾驶舱内，预警处理组件与图像采集组件电连接，预警处理组件能够接收处理图像并发出预警信号。
7.进一步地，钢轮为圆柱状结构，钢轮具有两端，钢轮的每一端的正上方均固定安装有至少一个图像采集组件。
8.进一步地，钢轮为多个，间隔均布在容纳空间处。
9.进一步地，预警处理组件包括：系统级芯片，设置在驾驶舱内并与图像采集组件电
连接；屏幕，设置在驾驶舱内并与系统级芯片电连接；扬声器，设置在驾驶舱内并与系统级芯片电连接。
10.进一步地，屏幕为具有路沿预警装置的压路机的车载屏幕，扬声器为具有路沿预警装置的压路机的车载扬声器。
11.进一步地，图像采集组件为摄像头、单目相机或者双目相机。
12.本发明还提供了一种压路机路沿预警方法，应用于上述的具有路沿预警装置的压路机，压路机路沿预警方法包括：步骤一、通过图像采集组件采集钢轮边缘与路沿的图像；步骤二、通过预警处理组件根据图像计算钢轮的边缘与路沿之间的距离；步骤三、预警处理组件根据预设方案进行预警。
13.进一步地，步骤二包括：步骤2.1、将图像输入到分割网络以获得分割掩膜；步骤2.2、通过分割掩膜提取钢轮边缘与路沿的特征点；步骤2.3、将钢轮的边缘与路沿的特征点映射到世界坐标，以拟合钢轮的边缘与路沿的曲线，然后根据曲线跟踪路沿及钢轮的拟合参数；步骤2.4、根据拟合参数计算钢轮的边缘与路沿之间的距离。
14.进一步地，钢轮的边缘与路沿之间的距离为s，其中，步骤三包括：当s≥10cm时，预警处理组件不进行预警；当5cm≤s＜10cm时，预警处理组件进行一级预警；当2cm≤s＜5cm时，预警处理组件进行二级预警；当s＜2cm时，预警处理组件进行三级预警。
15.进一步地，预警处理组件包括屏幕和扬声器，步骤三还包括以下步骤：通过屏幕实时显示钢轮的边缘与路沿之间的距离；当进行一级预警时，通过扬声器播放第一音效；当进行二级预警时，通过扬声器播放第二音效；当进行三级预警时，通过扬声器播放第三音效。
16.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过将图像采集组件设置在钢轮的正上方，可以直观且清晰的看到钢轮的边缘与路沿，因此本实施例能够将测距精度提升至厘米级，以实现高精度路沿距离检测的目的，进而能有效的辅助司机驾驶压路机作业。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1是本发明实施例的主视结构示意图；
19.图2是图1的俯视结构示意图；
20.图3是图1的侧视结构示意图；
21.图4是本发明实施例的流程示意图。
22.图中附图标记：10、机架；20、钢轮；30、图像采集组件。
具体实施方式
23.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
24.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实
施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
26.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
27.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
28.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。
29.如图1至图4所示，本发明实施例提供了一种具有路沿预警装置的压路机，包括机架10、钢轮20、图像采集组件30和预警处理组件。机架10设置有容纳空间；钢轮20安装在容纳空间处；图像采集组件30固定安装在机架10上并位于钢轮20的正上方，图像采集组件30能够采集钢轮20边缘与路沿的图像；预警处理组件设置在机架10的驾驶舱内，预警处理组件与图像采集组件30电连接，预警处理组件能够接收处理图像并发出预警信号。
30.未改进前的技术由于采用单前视相机，因此无法直接观测车身侧面的路沿，仅能通过拟合的曲线来推测车身路沿的曲线，因此测距精度低。而本实施例中通过将图像采集组件30设置在钢轮20的正上方，可以直观且清晰的看到钢轮20的边缘与路沿，因此本实施例能够将测距精度提升至厘米级，以实现高精度路沿距离检测的目的，进而能有效的辅助司机驾驶压路机作业。
31.本实施例中的钢轮20为圆柱状结构，钢轮20具有两端，钢轮20的每一端的正上方均固定安装有至少一个图像采集组件30。在钢轮20的每一端上方均安装有图像采集组件30，图像采集组件30可以对钢轮20的两侧均进行实时监测，以使本实施例能够进行不同方向压路操作，同时在钢轮20的每一端上方均安装有图像采集组件30还能进一步地保证测距精度。
32.优选地，钢轮20为多个，间隔均布在容纳空间处。本实施例中采用两个间隔均布的钢轮20结构，上述图像采集组件30为四个，参见图1至图3所示，每个图像采集组件30的采集范围为一扇形的范围。在该范围内能够完全覆盖下方的钢轮20的边缘与相应的路沿之间面积，从而能够清楚采集到钢轮20的边缘与路沿之间的图像。
33.本实施例中图像采集组件30的数量至少为钢轮20的数量的两倍，以保证对钢轮20的两侧均进行监控的目的。
34.需要说明的是，图像采集组件30为摄像头、单目相机或者双目相机。本实施例中像采集组件为摄像头。由于仅使用摄像头，本实施例的成本显著低于现有技术中采用深度相机或者激光雷达的技术。并且本实施例光学成像具有分辨率高的特点，与现有技术中的双目成像相比，本实施例采用单目成像在结构复杂度、安装难度、体积、成本方面有着明显的优势，对预警处理组件的算力要求也较低。
35.本方案采用的图像采集组件30的安装位置离路面更近，且视场(fov)角度更小，测距精度更高。并且本实施例图像采集组件30的视觉能得到更多的信息，对路沿的判断更准确，现有技术方案中的深度相机或者激光雷达对路沿与地面高度接近的情况无法判断。且本实施例中图像采集组件30的分辨率更高，成本相比于现有技术也低很多。
36.本实施例中的预警处理组件并未图示，现申请人对其进行说明。预警处理组件包括系统级芯片、屏幕和扬声器。其中系统级芯片设置在驾驶舱内并与图像采集组件30电连接；屏幕设置在驾驶舱内并与系统级芯片电连接；扬声器设置在驾驶舱内并与系统级芯片电连接。
37.上述系统级芯片(soc)的构成可以是系统级芯片控制逻辑模块、微处理器/微控制器cpu内核模块、数字信号处理器dsp模块、嵌入的存储器模块、外部进行通讯的接口模块、含有adc/dac的模拟前端模块、电源提供和功耗管理模块，对于一个无线soc还有射频前端模块、用户定义逻辑(它可以由fpga或asic实现)以及微电子机械模块，更重要的是一个soc内嵌有基本软件(rdos或cos以及其他应用软件)模块或可载入的用户软件等。
38.设置上述系统级芯片、屏幕和扬声器目的是对钢轮20边缘与路沿的图像进行处理，将该处理结果反馈至屏幕上并根据不同的预警方案在屏幕和扬声器处进行反馈，起到警示压路机驾驶员的目的
39.优选地，上述屏幕为具有路沿预警装置的压路机的车载屏幕，同时扬声器为具有路沿预警装置的压路机的车载扬声器。即屏幕和可以共用压力机的车载屏幕和车载扬声器，以达到节约成本的目的。
40.如图4所示，本发明实施例还提供了一种压路机路沿预警方法，应用于上述具有路沿预警装置的压路机，压路机路沿预警方法包括：
41.步骤一、通过图像采集组件30采集钢轮20边缘与路沿的图像；
42.步骤二、通过预警处理组件根据采集的图像计算钢轮20的边缘与路沿之间的距离；
43.步骤三、预警处理组件根据预设方案进行预警。
44.应用本方法可以根据钢轮20的边缘与路沿之间的距离的大小，分级来进行报警，从而能够有效的辅助司机驾驶压路机作业。
45.具体地，步骤二包括：
46.步骤2.1、将图像输入到分割网络以获得分割掩膜；
47.步骤2.2、通过分割掩膜提取钢轮20边缘与路沿的特征点；
48.步骤2.3、将钢轮20的边缘与路沿的特征点映射到世界坐标，以拟合钢轮20的边缘与路沿的曲线，然后根据曲线跟踪路沿及钢轮20的拟合参数；
49.步骤2.4、根据拟合参数计算钢轮20的边缘与路沿之间的距离。
50.上述的分割掩膜是指用选定的图像、图形或物体，对待处理的图像(全部或局部)
进行遮挡，来控制图像处理的区域或处理过程。用于覆盖的特定图像或物体称为掩模或模板。数字图像处理中，掩模为二维矩阵数组，有时也用多值图像。
51.其中，步骤2.3中应采用已经标定的相机内外参将钢轮20的边缘与路沿的特征点映射到世界坐标，从而拟合钢轮20的边缘与路沿的曲线，然后根据曲线跟踪路沿及钢轮20的拟合参数。
52.需要说明的是，本实施例中步骤二的具体计算方法与现有技术中钢轮20的边缘与路沿之间的距离的计算方法相同，此处不对其进行赘述。
53.进一步地，本实施例中钢轮20的边缘与路沿之间的距离为s，其中，步骤三包括：
54.当s≥10cm时，预警处理组件不进行预警；
55.当5cm≤s＜10cm时，预警处理组件进行一级预警；
56.当2cm≤s＜5cm时，预警处理组件进行二级预警；
57.当s＜2cm时，预警处理组件进行三级预警。
58.根据钢轮20的边缘与路沿之间的距离大小将预警分为三级，可以有效提醒驾驶员钢轮20的边缘与路沿之间的位置关系，以达到辅助压路机驾驶员的目的。
59.当然，根据不同需要本实施例中的预警等级可以分为其他等级，例如分为两级、四级或者五级。凡是可以起到预警作用的等级划分方法均应该在本技术的保护范围内。
60.同时，每一预警等级中数值区间的具体划分也可以根据不同需要进行选取，本实施中的数值区间范围并不对本发明造成限制，还可以采用其他划分方法。
61.优选地，预警处理组件包括屏幕和扬声器，步骤三还包括以下步骤：
62.通过屏幕实时显示钢轮20的边缘与路沿之间的距离；
63.当进行一级预警时，通过扬声器播放第一音效；
64.当进行二级预警时，通过扬声器播放第二音效；
65.当进行三级预警时，通过扬声器播放第三音效。
66.通过第一音效、第二音效和第三音效的区分可以帮助驾驶员直观的获知钢轮20的边缘与路沿的距离。同时，上述屏幕上也可以实时显示钢轮20的边缘与路沿之间的距离的具体数值，可以便于驾驶员进行后续操作，防止因距离不当而造成压路效果欠佳的事故发生。
67.上述第一音效、第二音效和第三音效可以采用相同的声音但以不同频率播送，当钢轮20的边缘与路沿的距离小于界限值时可以加快播送频率，达到提醒驾驶员的目的。
68.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
69.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。