一种车载野外行人位置识别系统及方法与流程

1.本发明涉及目标识别技术领域，尤其涉及一种车载野外行人位置识别系统及方法。


背景技术：

2.随着人们对野外工作的不断拓展，对于野外的侦查成为其中必不可少的一部分内容。
3.目前无人车进行野外侦察时，主要是通过摄像头、毫米波等车载传感器识别行人。
4.通过多传感器融合对行人进行识别，由于野外路面颠簸，远处的行人在车辆坐标系下的位置精度较差，无法实现准确的行人侦察。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种车载野外行人位置识别系统及方法，能够提高野外环境下行人位置检测的准确性。
6.根据本发明的一方面，提供了一种车载野外行人位置识别系统，该系统包括：图像采集模块、双舵机模块以及位置识别控制模块；
7.所述位置识别控制模块，与所述双舵机模块连接，用于发送控制信号至所述双舵机模块；以及用于接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；
8.所述双舵机模块，与所述图像采集模块连接，用于根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块转动采集目标行人图像；
9.所述图像采集模块，与所述位置识别控制模块连接，用于将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块；
10.所述位置识别控制模块，还用于根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。
11.根据本发明的另一方面，提供了一种车载野外行人位置识别方法，该方法包括：
12.基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块；以及接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；
13.基于所述双舵机模块根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像；
14.基于所述图像采集模块将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块；
15.基于所述位置识别控制模块根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。
16.本发明实施例的技术方案，位置识别控制模块，与双舵机模块连接，用于发送控制信号至双舵机模块；以及用于接收双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；双舵机模块，与图像采集模块连接，用于根据控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像；图像采集模块，与位置识别控制模块连接，用于将目标行人图像发送
至位置识别控制模块；位置识别控制模块，还用于根据目标行人图像和转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。本技术方案，能够提高野外环境下行人位置检测的准确性。
17.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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。
19.图1是根据本发明实施例一提供的一种车载野外行人位置识别系统的示意图；
20.图2为本发明实施例二提供了一种车载野外行人位置识别方法的流程图。
具体实施方式
21.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
22.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
23.实施例一
24.图1是根据本发明实施例一提供的一种车载野外行人位置识别系统的示意图，如图1所示，该系统包括：图像采集模块110、双舵机模块120以及位置识别控制模块130；
25.所述位置识别控制模块130，与所述双舵机模块120连接，用于发送控制信号至所述双舵机模块120；以及用于接收所述双舵机模块120发送的舵机传感器的转向角信息；
26.所述双舵机模块120，与所述图像采集模块110连接，用于根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块110转动采集目标行人图像；
27.所述图像采集模块110，与所述位置识别控制模块130连接，用于将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块130；
28.所述位置识别控制模块130，还用于根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。
29.在本实施例中，车载野外行人位置识别系统安装在车辆顶部，用于获取野外环境下目标行人相对于车辆的位置，为野外行人侦查提供了信息。其中，车辆可以是指无人车。
30.在本方案中，图像采集模块110用于采集野外环境下车辆周围的目标行人图像。可选的，图像采集模块110可以采集野外环境下车辆周围60-100m距离内的目标行人图像。其中，图像采集模块110可以是摄像头、摄像机等采集设备。
31.其中，双舵机模块120由舵机传感器构成，用于控制图像采集模块110进行360度旋转。双舵机模块120和图像采集模块110之间机械连接。
32.在本实施例中，控制信号可以由字母、数字或者字符串等构成，用于控制双舵机模块120进行旋转。
33.在本方案中，转向角信息可以是指双舵机模块120的转向角度信息，可以基于双舵机模块120内部的角度传感器进行获取转向角信息。
34.在本实施例中，当车辆在野外环境下进行行人侦查时，可以通过位置识别控制模块130发送控制信号至双舵机模块120，双舵机模块120根据控制信号进行旋转，使得图像采集模块110采集车辆周围360度环境中的目标行人图像。采集完成后，基于图像采集模块110将目标行人图像发送至位置识别控制模块130，以及基于双舵机模块120将舵机传感器的转向角信息发送至位置识别控制模块130，并通过位置识别控制模块130识别出目标行人相对于车辆的位置，以便于为野外行人侦察功能提供信息。
35.可选的，所述位置识别控制模块130，具体用于：
36.发送第一控制信号至所述双舵机模块120，以使得所述双舵机模块120根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器；以及，
37.发送第二控制信号至所述双舵机模块120，以使得所述双舵机模块120根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器。
38.在本方案中，位置识别控制模块130通过pid(proportion integral differential)算法控制负责水平方向旋转的舵机，以及通过pid算法控制负责垂直方向旋转的舵机。
39.通过pid算法控制双舵机模块中的舵机传感器，能够实现图像采集模块正对被测行人，进而准确获得目标行人相对于车辆的位置。
40.可选的，所述双舵机模块120，具体用于：
41.根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块110采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像水平方向中心；以及，
42.根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块110采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像垂直方向中心。
43.在本方案中，位置识别控制模块130通过pid算法控制负责水平方向旋转的舵机，使目标行人图像中的行人头部包围框的中点处于图像水平方向中心；再通过pid算法控制负责垂直方向旋转的舵机，使目标行人图像中的行人头部包围框的中心处于图像垂直方向中心，此时行人头部的包围框中心处于图像的中心位置。
44.通过控制双舵机模块中的舵机传感器，能够实现图像采集模块正对被测行人，进而准确获得目标行人相对于车辆的位置。
45.可选的，所述双舵机模块120，还用于：
46.获取舵机传感器的转向角信息，并将所述转向角信息发送至所述位置识别控制模块130。
47.在本实施例中，双舵机模块120内部安装有角度传感器，可以通过角度传感器实时获取舵机传感器的转向角信息。
48.通过获取舵机传感器的转向角信息，能够确定目标行人相对于车辆的3d朝向信息。
49.可选的，所述图像采集模块110，具体用于：
50.采集车辆范围内的目标行人图像，并对目标行人图像进行识别，确定行人包围框和行人头部包围框。
51.在本实施例中，图像采集模块110可以获得车辆周围360度环境中的目标行人图像，并可以通过ai(artificial intelligence，人工智能)算法识别目标行人图像，从而得到行人的2d包围框，并进一步获得行人头部包围框。
52.通过获取行人包围框和行人头部包围框，能够基于行人包围框和行人头部包围框确定目标行人相对于车辆的距离信息。
53.可选的，所述位置识别控制模块130，具体用于：
54.根据所述行人包围框和行人头部包围框，确定行人距离信息；以及根据所述转向角信息，确定行人朝向信息；
55.根据所述行人距离信息和行人朝向信息，确定目标行人相对于车辆的位置。
56.在本方案中，可以根据图像处理算法计算行人包围框和行人头部包围框，根据包围框大小查取预先设定的标定值，就可以获得目标行人相对于车辆的距离信息，即获得行人距离信息。
57.在本实施例中，根据图像采集模块110的成像规律可知，通过双舵机模块120控制图像采集模块110进行旋转，此时目标行人接近正对图像采集模块110光轴方向，通过双舵机模块120获取舵机传感器的转向角信息，就可以获得行人相对于车辆的3d朝向信息，即可以获得行人朝向信息。
58.进一步的，结合行人距离信息和行人朝向信息，就可以获得目标行人相对于车辆的位置信息。
59.通过将图像采集模块安装在两自由度的双舵机模块上，并实时测量控制舵机传感器的转向角信息，使图像采集模块正对被测行人，通过机械对准的方式弥补了图像采集模块测向不准的缺陷，再通过对行人头部包围框大小的标定，实现测距，从而提高了野外环境下行人位置检测的准确性。
60.本发明实施例的技术方案，位置识别控制模块，与双舵机模块连接，用于发送控制信号至双舵机模块；以及用于接收双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；双舵机模块，与图像采集模块连接，用于根据控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像；图像采集模块，与位置识别控制模块连接，用于将目标行人图像发送至位置识别控制模块；位置识别控制模块，还用于根据目标行人图像和转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。通过执行本技术方案，通过将图像采集模块安装在两自由度的双舵机模块上，并实时测量控制舵机传感器的转向角信息，使图像采集模块正对被测行人，通过机械对准的方式弥补了图像采集模块测向不准的缺陷，再通过对行人头部包围框大小的标定，实现测距，从而提高了野外环境下行人位置检测的准确性。
61.实施例二
62.图2为本发明实施例二提供了一种车载野外行人位置识别方法的流程图，本实施例可适用于对野外环境下目标行人进行识别的情况，该方法可以由一种车载野外行人位置识别系统来执行。如图2所示，该方法包括：
63.s210、基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块；以及接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息。
64.在本实施例中，车载野外行人位置识别系统安装在车辆顶部，用于获取野外环境下目标行人相对于车辆的位置，为野外行人侦查提供了信息。其中，车辆可以是指无人车。
65.在本实施例中，控制信号可以由字母、数字或者字符串等构成，用于控制双舵机模块进行旋转。
66.在本方案中，转向角信息可以是指双舵机模块的转向角度信息，可以基于双舵机模块内部的角度传感器进行获取转向角信息。
67.可选的，基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块，包括：
68.发送第一控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器；以及，
69.发送第二控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器。
70.在本方案中，位置识别控制模块通过pid(proportion integral differential)算法控制负责水平方向旋转的舵机，以及通过pid算法控制负责垂直方向旋转的舵机。
71.通过pid算法控制双舵机模块中的舵机传感器，能够实现图像采集模块正对被测行人，进而准确获得目标行人相对于车辆的位置。
72.s220、基于所述双舵机模块根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像。
73.其中，双舵机模块由舵机传感器构成，用于控制图像采集模块进行360度旋转。双舵机模块和图像采集模块之间机械连接。
74.可选的，基于所述双舵机模块根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块转动采集目标行人图像，包括：
75.根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像水平方向中心；以及，
76.根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像垂直方向中心。
77.在本方案中，位置识别控制模块通过pid算法控制负责水平方向旋转的舵机，使目标行人图像中的行人头部包围框的中点处于图像水平方向中心；再通过pid算法控制负责垂直方向旋转的舵机，使目标行人图像中的行人头部包围框的中心处于图像垂直方向中心，此时行人头部的包围框中心处于图像的中心位置。
78.通过控制双舵机模块中的舵机传感器，能够实现图像采集模块正对被测行人，进而准确获得目标行人相对于车辆的位置。
79.可选的，所述方法还包括：
80.获取舵机传感器的转向角信息，并将所述转向角信息发送至所述位置识别控制模块。
81.在本实施例中，双舵机模块内部安装有角度传感器，可以通过角度传感器实时获取舵机传感器的转向角信息。
82.通过获取舵机传感器的转向角信息，能够确定目标行人相对于车辆的3d朝向信息。
83.s230、基于所述图像采集模块将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块。
84.在本方案中，图像采集模块用于采集野外环境下车辆周围的目标行人图像。可选的，图像采集模块可以采集野外环境下车辆周围60-100m距离内的目标行人图像。其中，图像采集模块可以是摄像头、摄像机等采集设备。
85.s240、基于所述位置识别控制模块根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。
86.在本实施例中，当车辆在野外环境下进行行人侦查时，可以通过位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块，双舵机模块根据控制信号进行旋转，使得图像采集模块采集车辆周围360度环境中的目标行人图像。采集完成后，基于图像采集模块将目标行人图像发送至位置识别控制模块，以及基于双舵机模块将舵机传感器的转向角信息发送至位置识别控制模块，并通过位置识别控制模块识别出目标行人相对于车辆的位置，以便于为野外行人侦察功能提供信息。
87.本发明实施例的技术方案，基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块；以及接收双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；基于双舵机模块根据控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像；基于图像采集模块将目标行人图像发送至位置识别控制模块；基于位置识别控制模块根据目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。通过执行本技术方案，通过将图像采集模块安装在两自由度的双舵机模块上，并实时测量控制舵机传感器的转向角信息，使图像采集模块正对被测行人，通过机械对准的方式弥补了图像采集模块测向不准的缺陷，再通过对行人头部包围框大小的标定，实现测距，从而提高了野外环境下行人位置检测的准确性。
88.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
89.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种车载野外行人位置识别系统，其特征在于，所述系统包括：图像采集模块、双舵机模块以及位置识别控制模块；所述位置识别控制模块，与所述双舵机模块连接，用于发送控制信号至所述双舵机模块；以及用于接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；所述双舵机模块，与所述图像采集模块连接，用于根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块转动采集目标行人图像；所述图像采集模块，与所述位置识别控制模块连接，用于将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块；所述位置识别控制模块，还用于根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置识别控制模块，具体用于：发送第一控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器；以及，发送第二控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述双舵机模块，具体用于：根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像水平方向中心；以及，根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像垂直方向中心。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述双舵机模块，还用于：获取舵机传感器的转向角信息，并将所述转向角信息发送至所述位置识别控制模块。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像采集模块，具体用于：采集车辆范围内的目标行人图像，并对目标行人图像进行识别，确定行人包围框和行人头部包围框。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述位置识别控制模块，具体用于：根据所述行人包围框和行人头部包围框，确定行人距离信息；以及根据所述转向角信息，确定行人朝向信息；根据所述行人距离信息和行人朝向信息，确定目标行人相对于车辆的位置。7.一种车载野外行人位置识别方法，其特征在于，包括：基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块；以及接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；基于所述双舵机模块根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得图像采集模块转动采集目标行人图像；基于所述图像采集模块将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块；基于所述位置识别控制模块根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于位置识别控制模块发送控制信号至双舵机模块，包括：
发送第一控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器；以及，发送第二控制信号至所述双舵机模块，以使得所述双舵机模块根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述双舵机模块根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块转动采集目标行人图像，包括：根据所述第一控制信号控制水平方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像水平方向中心；以及，根据所述第二控制信号控制垂直方向旋转的舵机传感器，以使得所述图像采集模块采集的目标行人图像中的行人头部包围框中心处于图像垂直方向中心。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取舵机传感器的转向角信息，并将所述转向角信息发送至所述位置识别控制模块。

技术总结
本发明公开了一种车载野外行人位置识别系统及方法。该系统包括：图像采集模块、双舵机模块以及位置识别控制模块；位置识别控制模块，与双舵机模块连接，用于发送控制信号至所述双舵机模块；以及用于接收所述双舵机模块发送的舵机传感器的转向角信息；所述双舵机模块，与所述图像采集模块连接，用于根据所述控制信号控制舵机传感器旋转，以使得所述图像采集模块转动采集目标行人图像；所述图像采集模块，与所述位置识别控制模块连接，用于将所述目标行人图像发送至所述位置识别控制模块；所述位置识别控制模块，还用于根据所述目标行人图像和所述转向角信息，确定目标行人相对于车辆的位置。本技术方案，能够提高野外环境下行人位置检测的准确性。人位置检测的准确性。人位置检测的准确性。


技术研发人员：柳广照 朱显明 赵伟
受保护的技术使用者：一汽解放汽车有限公司
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/16