障碍物感知方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明涉及驾驶技术领域，尤其涉及一种障碍物感知方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.汽车的发展日益智能化，搭载有无人驾驶技术的汽车逐渐增多，在无人驾驶技术中，准确感知车身周围障碍物是汽车安全驾驶的重要前提。


技术实现要素：

3.本发明提供一种障碍物感知方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中障碍物感知精确度低的缺陷，实现高精确度地障碍物感知。
4.本发明实施例提供一种障碍物感知方法，该方法包括：
5.使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
6.按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
7.将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
8.对像素分布图进行障碍物感知。
9.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知方法，在按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，还包括：
10.利用光敏传感器感知在光学采集设备的拍摄方向上的光亮度分布信息，并根据光亮度分布信息获得对应的电信号分布方向。
11.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知方法，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据，包括：
12.在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据。
13.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知方法，在在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，还包括：
14.获取行驶环境的太阳位置信息；
15.在太阳位置信息位于拍摄方向上的情况下，确定光图像为逆光拍摄。
16.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知方法，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据，包括：
17.根据预先设置的目标电信号区间，按照电信号分布数据从小到大的分布方向对电信号的值逐渐减小，使得调整得到的电信号的值位于目标电信号区间内。
18.本发明实施例还提供一种障碍物感知装置，该装置包括：
19.光图像采集模块，使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
20.电信号调整模块，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
21.像素转换模块，将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
22.障碍物感知模块，对像素分布图进行障碍物感知。
23.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知装置，该装置还包括：
24.光亮度感知模块，在按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，利用光敏传感器感知在光学采集设备的拍摄方向上的光亮度分布信息，并根据光亮度分布信息获得对应的电信号分布方向。
25.根据本发明实施例提供的一种障碍物感知装置，电信号调整模块具体用于：
26.在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据。
27.根据本发明提供的一种障碍物感知装置，该装置还包括：
28.太阳位置获取模块，在在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，获取行驶环境的太阳位置信息；
29.逆光拍摄确定模块，在太阳位置信息位于拍摄方向上的情况下，确定光图像为逆光拍摄。
30.本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如上述任一种障碍物感知方法的步骤。
31.本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种障碍物感知方法的步骤。
32.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种障碍物感知方法的步骤。
33.本发明实施例提供的障碍物感知方法、装置、设备及存储介质，
34.通过使用光学采集设备采集车辆行驶方向上行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据，由于光图像是收集物体反射光形成的，光图像的亮度能够反映行驶环境的光亮度分布信息，光亮度分布信息进一步反映到电信号分布数据。按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，那么较大电信号值变小，那么对应光图像中较亮区域的像素值减小，从而能够降低强烈光信号所导致的过曝光问题，这样如果对应像素区域拍摄到障碍物，则障碍物的轮廓会因亮度变暗而变得更清晰，进而提升障碍物感知精确度，降低障碍物感知漏检或误检的几率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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
附图获得其他的附图。
36.图1是本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程示意图之一；
37.图2是本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程示意图之二；
38.图3是本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程示意图之三；
39.图4是本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程示意图之四；
40.图5是本发明实施例提供的障碍物感知装置的结构示意图之一；
41.图6是本发明实施例提供的障碍物感知装置的结构示意图之二；
42.图7是本发明实施例提供的障碍物感知装置的结构示意图之三；
43.图8是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
44.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
45.在实践中发现，在车辆逆光行驶过程中，出现基于视觉图像的障碍物感知不准确而导致障碍物躲避不及时的问题。
46.通过分析问题发现，在行驶过程中拍摄行驶环境图像时，如果拍摄方向上分布有强光，强光会对行驶环境图像的相应区域产生过曝光，导致成像区域模糊。
47.在这种情况下，如果该成像区域恰好有障碍物，则该障碍物图像模糊，那么在对该区域进行障碍物感知时，可能会感知不到该障碍物，导致障碍物漏检。
48.本发明实施例提供障碍物感知技术方案，通过使用光学采集设备采集车辆行驶方向上行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据，由于光图像是收集物体反射光形成的，光图像的亮度能够反映行驶环境的光亮度分布信息，光亮度分布信息进一步反映到电信号分布数据。按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，那么较大电信号值变小，那么对应光图像中较亮区域的像素值减小，从而能够降低强烈光信号所导致的过曝光问题，这样如果对应像素区域拍摄到障碍物，则障碍物的轮廓会因亮度变暗而变得更清晰，进而提升障碍物感知精确度，降低障碍物感知漏检或误检的几率。
49.下面结合图1-图4描述本发明实施例的障碍物感知方法的流程图，本方法的执行主体是障碍物感知系统、或装载该障碍物感知系统的行车电脑或车载系统。
50.参考图1，本发明实施例提供的障碍物感知方法包括如下步骤：
51.步骤110：使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
52.步骤120：按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
53.步骤130：将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
54.步骤140：对像素分布图进行障碍物感知。
55.使用本发明实施例的方法，由于光图像是收集物体反射光形成的，光图像能够反
映行驶环境的光亮度分布信息，光亮度分布信息进一步反映到电信号。按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，那么较大电信号值变小，那么对应光图像中较亮光区域的像素值减小，从而能够降低强烈光信号所导致的过曝光问题，这样如果较亮光区域拍摄到障碍物，则障碍物的轮廓会因亮度变暗而变得更清晰，进而提升障碍物感知精确度，降低障碍物感知漏检或误检的几率。
56.在本发明实施例的方法可以用于自动驾驶场景，通过自动感知自车周围，尤其是前方行驶方向上的障碍物，做出驾驶决策，如控制车辆绕过障碍物或控制车辆紧急制动。
57.在本发明实施例中，该障碍物可以是自车周围的其他车辆、路障、防护栏、绿化带等，在此不作具体限定。
58.在本发明实施例中，光学采集设备分布在车辆周围，例如自车周围180
°
范围内，进行行驶环境图像拍摄，以用作基于视觉学习技术的障碍物感知。
59.具体地，该光学采集设备可以是相机或摄像机，在此不作限定。
60.在本发明实施例中，光学采集设备利用镜头收集被摄物体的反射光，这些光通过调整进光量的快门，以及可以改变口径的光圈，以光学采集设备为数码相机时，最后在感光耦合组件ccd(charge
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coupled device)上形成光图像。
61.在光学采集设备上集成有光电变换部分，光电变换部分用于光图像向电信号的转换。光电变换部分的器件使用ccd图像传感器，因此，数码相机的光电转换部分大部分都是由ccd图像传感器与其驱动信号产生电路组成的。
62.ccd具有光电转换、电荷存储和电荷转移的功能，主要特点是将光图像转变成电信号，在ccd驱动脉冲的作用下输出表示图像的电信号分布。
63.在本发明实施例中，按照电信号分布从小到大的分布方向对电信号的值逐渐减小，使得较大值电信号的值减小。
64.可选地，调整后的电信号分布比较均匀。
65.可选地，按照电信号分布从小到大的分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布，具体包括如下步骤：
66.根据预先设置的目标电信号区间，按照电信号分布从小到大的分布方向对电信号的值逐渐减小，使得调整得到的电信号的值位于目标电信号区间内。
67.目标电信号分布可以提供对像素分布图进行亮度调整的基准，确保调整后的像素区域具有足够的清晰度。
68.可选地，目标电信号区间可以是根据非逆光条件或非强光条件下的光电信号设定的、或该目标电信号区间可以是根据当前的电信号分布确定的，例如取中位区间或平均值。
69.在可选实施例中，参照图2，障碍物感知方法可以包括：
70.步骤210：使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
71.步骤220：利用光敏传感器感知在光学采集设备的拍摄方向上的光亮度分布信息，并根据光亮度分布信息获得对应的电信号分布方向；
72.步骤230：按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
73.步骤240：将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
74.步骤250：对像素分布图进行障碍物感知。
75.在本实施例中，事先感知光亮度分布信息来获得电信号分布方向，光亮度分布信息能够反映电信号分布方向，而且光亮度分布信息感知过程是使用单独的光敏传感器实现，不会占用额外资源。这样在得到电信号分布数据时，可以依据事先获得的电信号分布方向匹配电信号分布数据，从而不需要对电信号分布数据实时分析其电信号分布方向，提升电信号调整效率，进而提升障碍物感知效率。
76.在本实施例中，光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。
77.具体地，光敏传感器可以分为很多种类，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、ccd和cmos图像传感器等光纤式光电传感器等。其中一种光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。
78.在本发明实施例中，光敏传感器可以设置于光学采集设备内，例如设置在光学采集设备的摄像头前。
79.这样，光亮度分布信息可以是电信号大小信息或根据电信号大小信息转换得到的光亮度，光亮度是指在拍摄方向上单位投影面积的面光源沿该方向的发光强度。
80.在本发明实施例中，光亮度分布信息是环境光强度，反映到电信号分布数据，光亮度分布信息与电信号分布数据之间具有区域对应关系，光亮度分布信息投射到电信号分布数据上，认为电信号分布数据与光亮度分布信息基本一致。
81.因此，电信号分布数据的电信号分布方向能够根据拍摄方向上的光亮度分布信息确定。如果是强光线照射，则对电信号分布数据中对应的电信号进行调小。光亮度越大，则调小幅度越大，而光亮度小，则可以不用调小或调小幅度小。
82.图3为本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程图，本方法包括如下步骤：
83.步骤310：使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
84.步骤320：利用光敏传感器感知在光学采集设备的拍摄方向上的光亮度分布信息，并根据光亮度分布信息获得对应的电信号分布方向；
85.步骤330：在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
86.步骤340：将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
87.步骤350：对像素分布图进行障碍物感知。
88.其中，步骤310、340、350的内容分别参考上文步骤110、130、 140的内容，在此不再详述。
89.本发明实施例的障碍物感知方法尤其适用于逆光场景下的障碍物检测，应对逆光产生的成像过曝光问题，提升障碍物感知精确度。
90.在逆光条件下，强光光束形成焦点区域，焦点区域为高强光聚集区域，该焦点区域相比于周围其他区域光亮度差异较大，光亮度值较大，因此可以在调整电信号分布数据之前检测逆光，并在满足逆光拍摄条件时调整电信号，这就不需要频繁调整电信号，提升电信号调整效率。
91.图4为本发明实施例提供的障碍物感知方法的流程图，本方法包括如下步骤：
92.步骤410：使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
93.步骤420：获取行驶环境的太阳位置信息；
94.步骤430：在太阳位置信息位于拍摄方向上的情况下，确定光图像为逆光拍摄；
95.步骤440：在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
96.步骤450：将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
97.步骤460：对像素分布图进行障碍物感知。
98.其中，步骤410、450、460的内容分别参考上文步骤110、130、 140的内容，在此不再详述。
99.在本发明可选实施例中，太阳位置信息可以通过当前的季节信息和时间信息确定，还可以是根据当前天气信息确定的。
100.在本发明可选实施例中，太阳位置信息可以是利用光敏传感器感知到的光亮度分布信息确定的。
101.具体可选地，感知光场的光敏传感器为：在一个立方体的多个面上都安装上光敏电阻，将没有光敏电阻的那一面固定在车体的摄像头旁边的车体上；
102.利用多个光敏电阻阻值的不同，计算得到太阳在光敏电阻坐标系下的方位，再根据光敏电阻和摄像头之间的坐标转换关系，计算得到太阳在摄像头坐标系下的方位，从而计算出太阳在图像中的位置。
103.下面对本发明实施例提供的障碍物感知装置进行描述，下文描述的障碍物感知装置与上文描述的障碍物感知方法可相互对应参照。
104.参照图5，本发明实施例提供的障碍物感知装置可以包括：
105.光图像采集模块510，使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
106.电信号调整模块520，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
107.像素转换模块530，将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
108.障碍物感知模块540，对像素分布图进行障碍物感知。
109.使用本发明实施例提供的障碍物感知装置，通过使用光学采集设备采集车辆行驶方向上行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据，由于光图像是收集物体反射光形成的，光图像的亮度能够反映行驶环境的光亮度分布信息，光亮度分布信息进一步反映到电信号分布数据。按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，那么较大电信号值变小，那么对应光图像中较亮区域的像素值减小，从而能够降低强烈光信号所导致的过曝光问题，这样如果对应像素区域拍摄到障碍物，则障碍物的轮廓会因亮度变暗而变得更清晰，进而提升障碍物感知精确度，降低障碍物感知漏检或误检的几率。
110.可选地，与图5相比，图6所示障碍物感知装置还包括：
111.光亮度感知模块610，在按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信
号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，利用光敏传感器感知在光学采集设备的拍摄方向上的光亮度分布信息，并根据光亮度分布信息获得对应的电信号分布方向。
112.可选地，电信号调整模块620具体用于：
113.在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据。
114.可选地，与图5相比，图7所示障碍物感知装置还包括：
115.太阳位置获取模块710，在在根据光亮度分布信息确定光图像为逆光拍摄的情况下，按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据之前，获取行驶环境的太阳位置信息；
116.逆光拍摄确定模块720，在太阳位置信息位于拍摄方向上的情况下，确定光图像为逆光拍摄。
117.图8示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图8所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(communicationsinterface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行障碍物感知方法，该方法包括：
118.使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
119.按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
120.将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
121.对像素分布图进行障碍物感知。
122.此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案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中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
123.另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的障碍物感知方法，该方法包括：
124.使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
125.按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
126.将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
127.对像素分布图进行障碍物感知。
128.又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程
序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的障碍物感知方法，该方法包括：
129.使用光学采集设备采集行驶环境的光图像，并将光图像进行光电变换，输出电信号分布数据；
130.按照电信号分布数据从小到大的电信号分布方向对电信号的值逐渐减小，得到调整的电信号分布数据；
131.将调整的电信号分布数据转换成像素分布图；
132.对像素分布图进行障碍物感知。
133.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
134.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各实施方式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。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
135.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。