全景環(huán)視功能標(biāo)定系統(tǒng)的研究及應(yīng)用

摘要：隨著車載軟件智能化技術(shù)的提高，全景環(huán)視功能的使用也越來(lái)越普遍。環(huán)視功能的四路視圖需要經(jīng)過(guò)標(biāo)定之后才能正常顯示全景畫面，實(shí)現(xiàn)行泊車輔助功能?；诖?，論述了全景環(huán)視功能標(biāo)定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、系統(tǒng)架構(gòu)和自動(dòng)標(biāo)定流程，以及標(biāo)定效果。

關(guān)鍵詞：全景環(huán)視系統(tǒng)；自動(dòng)標(biāo)定；標(biāo)定流程

中圖分類號(hào)：U462? 收稿日期：2024-03-22

DOI：1019999/jcnki1004-0226202406024

1 前言

隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，駕駛輔助系統(tǒng)在行車和泊車中發(fā)揮越來(lái)越積極的作用。全景環(huán)視系統(tǒng)主要應(yīng)用于泊車、復(fù)雜路面低速行車（狹窄巷道）等場(chǎng)合。該系統(tǒng)通過(guò)安裝于車頭、車尾、車身兩側(cè)的4個(gè)超廣角攝像頭和相應(yīng)的圖像處理單元[1]，使駕駛員通過(guò)顯示屏可以直接查看車身周圍360°全景鳥瞰俯視圖，地面上不存在視角盲區(qū)，可以幫助駕駛員全面直觀地確認(rèn)車輛周邊是否存在障礙物，從而使駕駛更智能、簡(jiǎn)單和安全。

安裝全景環(huán)視功能的車輛，為了消除相機(jī)安裝誤差，需要出廠前對(duì)相機(jī)安裝位置進(jìn)行標(biāo)定，即對(duì)4個(gè)攝像頭采集到的原始圖像進(jìn)行矯正、拼接、視角變換后，形成一幅從上往下的全景俯視畫面。

2 全景環(huán)視系統(tǒng)

全景環(huán)視系統(tǒng)主要由4個(gè)前后左右攝像頭、控制器、LVDS、車機(jī)和顯示屏組成。系統(tǒng)工作時(shí)，四路攝像頭將采集到的圖像傳送給環(huán)視控制器，經(jīng)過(guò)一系列圖像處理，將拼接完成的視圖通過(guò)LVDS線傳給車機(jī)，車機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后輸出給顯示屏，系統(tǒng)原理如圖1所示。

3 標(biāo)定系統(tǒng)

全景環(huán)視控制的四路視圖需要經(jīng)過(guò)標(biāo)定之后才能正常顯示全景畫面，圖2為整車標(biāo)定系統(tǒng)框圖。測(cè)試儀（即診斷儀）和全景環(huán)視控制器進(jìn)行通信，在診斷儀輸入相應(yīng)的標(biāo)定命令來(lái)引導(dǎo)全景環(huán)視系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)標(biāo)定程序，最終將標(biāo)定結(jié)果輸出顯示，診斷儀通過(guò)請(qǐng)求標(biāo)定狀態(tài)獲取全景環(huán)視控制器當(dāng)前的標(biāo)定狀態(tài)。

標(biāo)定是為了對(duì)車載相機(jī)安裝位置進(jìn)行校準(zhǔn)，需要在特定場(chǎng)景下對(duì)相機(jī)安裝位置進(jìn)行標(biāo)定，因此設(shè)計(jì)由棋盤格標(biāo)定場(chǎng)地和車輛限位裝置。棋盤格標(biāo)定場(chǎng)地由黑白矩形格子組成，矩形大小數(shù)目按照設(shè)計(jì)繪制，輪胎導(dǎo)軌作為車輛限位裝置確保車輛在標(biāo)定場(chǎng)地中的相對(duì)位置。

4 標(biāo)定流程和標(biāo)定方法

41 自動(dòng)標(biāo)定流程

全景環(huán)視系統(tǒng)的標(biāo)定主要分為以下4個(gè)步驟[2]，具體如圖3所示。

步驟1：標(biāo)定工位。準(zhǔn)備標(biāo)定開始前，檢測(cè)標(biāo)定工位，確認(rèn)標(biāo)定工位尺寸滿足要求，確保標(biāo)定板清潔和標(biāo)定設(shè)備工作正常。

步驟2：車輛定位。標(biāo)定人員將待標(biāo)定車輛沿著導(dǎo)軌駛?cè)霕?biāo)定工位。

步驟3：車輛標(biāo)定。標(biāo)定人員通過(guò)標(biāo)定診斷儀進(jìn)行標(biāo)定操作，當(dāng)環(huán)視系統(tǒng)控制器從診斷儀接收到標(biāo)定指令后，環(huán)視系統(tǒng)執(zhí)行自動(dòng)標(biāo)定程序，自動(dòng)標(biāo)定結(jié)束后，標(biāo)定模塊將標(biāo)定結(jié)果（成功或者失?。┓答伣o診斷儀且會(huì)將標(biāo)定效果圖在大屏上顯示出來(lái)。

步驟4：標(biāo)定結(jié)束。標(biāo)定結(jié)束后，將標(biāo)定診斷儀放回原位，駕駛車輛離開標(biāo)定工位。車輛有兩種方式駛離標(biāo)定工位：駛回原處或徑直離開，具體方式由整車廠車間空間布局決定。

42 自動(dòng)標(biāo)定信號(hào)交互

自動(dòng)標(biāo)定過(guò)程中，診斷儀通過(guò)與全景環(huán)視控制器通信對(duì)標(biāo)定狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，具體的標(biāo)定過(guò)程如圖4所示。整個(gè)交互過(guò)程使用ISO 14229中服務(wù)[3]，交互過(guò)程如下：

a.診斷儀發(fā)送10服務(wù)，請(qǐng)求控制器切換至擴(kuò)展會(huì)話模式；b.診斷儀發(fā)送27服務(wù)，請(qǐng)求安全訪問(wèn)控制器；c.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請(qǐng)求控制器檢查標(biāo)定條件；d.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請(qǐng)求控制器標(biāo)定條件檢查結(jié)果，如果條件滿足，診斷儀請(qǐng)求進(jìn)入標(biāo)定例程；如果條件不滿足，則終止標(biāo)定例程；e.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請(qǐng)求控制器進(jìn)入自動(dòng)標(biāo)定例程，標(biāo)定期間診斷儀可通過(guò)診斷判斷是否標(biāo)定完成；f.如果標(biāo)定成功，控制器自動(dòng)保存標(biāo)定結(jié)果，并將標(biāo)定結(jié)果顯示在大屏上；g.如果標(biāo)定失敗，控制器反饋標(biāo)定失敗結(jié)果及原因，并將標(biāo)定結(jié)果顯示在大屏上；h.診斷儀發(fā)送31服務(wù)，請(qǐng)求控制器結(jié)束標(biāo)定流程；i.診斷儀發(fā)送11服務(wù)，請(qǐng)求控制器重啟；j.標(biāo)定成功后會(huì)重新啟動(dòng)環(huán)視系統(tǒng)，輸出拼接圖案，在大屏上確認(rèn)拼接結(jié)果。

43 自動(dòng)標(biāo)定結(jié)果

標(biāo)定前需要確保標(biāo)定環(huán)境光線均勻，地面整潔，車輛靜止且車門關(guān)閉狀態(tài)。確認(rèn)標(biāo)定結(jié)果優(yōu)良，即四角的標(biāo)定圖案無(wú)明顯的錯(cuò)位、扭曲或變形，如圖5所示。

5 結(jié)語(yǔ)

本文描述了全景環(huán)視系統(tǒng)原理、標(biāo)定系統(tǒng)組成、自動(dòng)標(biāo)定流程和標(biāo)定方法。該標(biāo)定方法在量產(chǎn)車上投入使用且成效顯著，標(biāo)定后的車機(jī)系統(tǒng)為用戶提供優(yōu)質(zhì)全景畫面，目前正在更多的車型上推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李東浩，闞晶晶一種360°全景泊車控制器電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]汽車實(shí)用技術(shù)，2019（14）：50-53

[2]宋紹文，羅傳東，姜家如一種全景泊車控制器標(biāo)定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J]汽車實(shí)用技術(shù)，2021（6）：68-70

[3]Road vehicles-Unified diagnostic services（UDS）-Part 1：Specification and requirements： ISO 14229-1：2013［S］

作者簡(jiǎn)介：

巴怡然，女，1984年生，工程師，研究方向?yàn)槠囍悄荞{駛功能軟件。