用于自动驾驶系统的传感器控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法，属于自动驾驶领域。该方法包括以下步骤：获取当前时刻同一坐标系下的车辆周围的待追踪目标的位置信息和速度信息以及可控传感器的位置信息和速度信息；根据当前时刻的待追踪目标的位置信息和速度信息以及可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻待追踪目标相对于可控传感器的预测夹角值；根据预测夹角值计算可控传感器需要调节的期望角度；根据期望角度调节可控传感器，使得可控传感器的优势感知方向对准待追踪目标，优势感知方向为可控传感器的高性能感知区域中性能最高的方向之一。本发明专利技术的传感器控制方法能够使得自动驾驶系统稳定地跟踪待追踪目标。

Sensor control method for automatic driving system

【技术实现步骤摘要】
用于自动驾驶系统的传感器控制方法
本专利技术涉及自动驾驶领域，特别是涉及一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法。
技术介绍
自动驾驶技术是当前汽车产业的技术热点，根据SAE的自动驾驶分级，目前主要划分为L0-L5这六个自动驾驶分级，其中L0级指没有任何自动驾驶功能的车辆，L1-L2级自动驾驶本质上仍是驾驶辅助系统(ADAS)，L3级自动驾驶可以称之为准自动驾驶系统，L4-L5级自动驾驶可以认为是真正有意义的自动驾驶系统。传统的L1-L2级别自动驾驶车辆，主要利用车载传感器(GPS、IMU、轮速传感器等)和感知传感器(前向雷达、前视摄像头、超声波雷达等)实现简单场景的辅助驾驶功能，例如ACC(AdaptiveCruiseControl)，AEB，TJA，HWA等。随着自动驾驶功能和安全等级的提升，车辆需要具有更精确的感知定位能力，更加可靠稳定的决策控制能力，能够处理更复杂的场景。因此对于自车和周边环境感知能力提出了更高的要求，例如L3-L5的自动驾驶车辆通过增加前向激光雷达、多个角雷达和侧雷达、高像素前视摄像头、侧视摄像头、后视摄像头、高精度地图服务器等，来实现高精度地图/定位、动静态目标检测跟踪、车道路沿检测、交通标识识别等环境感知能力。为了实现自动驾驶，可以通过控制车辆上可调节探测位置的可控传感器来完成对待追踪目标的追踪，调节传感器的优势感知方向来同步跟踪探测待追踪目标。现有技术中，通过实时反馈测量所得的可控传感器和待追踪目标的角度给可控传感器，可控传感器根据反馈值进行调整。但是通过反馈控制，由于测量的角度值存在误差或者不断变化，造成可控传感器方向不停地调节变化去尝试消除稳态误差，使得待追踪目标相对于可控传感器的角度一致处于非稳态，因此导致系统不稳定。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法，能够使得自动驾驶系统稳定地跟踪待追踪目标。特别地，本专利技术提供了一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法，所述自动驾驶系统包括多个可调节探测位置的可控传感器，所述方法包括以下步骤：获取当前时刻同一坐标系下的所述车辆周围的待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息；根据当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻所述待追踪目标相对于所述可控传感器的预测夹角值；根据所述预测夹角值计算所述可控传感器需要调节的期望角度；根据所述期望角度调节所述可控传感器，使得所述可控传感器的优势感知方向对准所述待追踪目标，所述优势感知方向为所述可控传感器的高性能感知区域中性能最高的方向之一。可选地，根据当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻所述待追踪目标相对于所述可控传感器的预测夹角值，包括：根据当前时刻所述待追踪目标的位置信息和所述可控传感器的位置信息获取所述待追踪目标相对于所述可控传感器的当前夹角的夹角表达式；对所述夹角表达式进行求导获得导数表达式；将当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和所述可控传感器的位置信息代入所述夹角表达式获得当前夹角值；将当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息代入所述导数表达式获得导数值；根据所述当前夹角值、所述导数值和下一时刻与当前时刻的时间间隔通过一阶逼近法计算所述预测夹角值。可选地，根据所述期望角度调节所述可控传感器，包括：判断所述期望角度是否超出所述可调传感器的可调角度范围；若是，将所述可控传感器调节至所述期望角度接近的所述可调角度范围的边界值；否则，按照所述期望角度调节所述可控传感器。可选地，根据所述期望角度调节所述可控传感器，还包括：根据角度变化率阈值范围确定所述可控传感器的角度变化值的阈值范围；判断所述可控传感器的角度变化值是否超出所述阈值范围；若是，按照所述可控传感器的角度变化值接近的所述阈值范围的边界值调节所述可控传感器；否则，按照所述期望角度调节所述可控传感器。可选地，所述角度变化率阈值范围根据所述可控传感器的调节步长范围确定。可选地，获取所述车辆周围的对所述车辆威胁性较大的待追踪目标的位置信息和速度信息，包括：接收其他车辆和路基设备的发送的所述车辆周围的所述待追踪目标的位置信息和速度信息，且通过所述车辆的信息采集单元获取所述待追踪目标的位置信息和速度信息。可选地，所述优势感知方向为所述可控传感器的感知视场的中轴线方向。可选地，根据所述期望角度调节所述可控传感器之前，还包括：获取所述系统的当前运行状态数据、资源调用的能力数据、正常功能的维持情况数据和目标检测跟踪的难易程度数据，并基于各项数据分别计算出所述系统的系统运转正常度、资源调用可行度、功能正常维持度和目标检测跟踪容易度；将所述系统运转正常度、所述资源调用可行度、所述功能正常维持度和所述目标检测跟踪容易度按照预设算法计算出所述系统的整体可控度；根据所述系统的整体可控度判断所述系统是否达到控制所述可控传感器的预设标准；在所述系统达到控制所述可控传感器的预设标准时，根据所述期望角度调节所述可控传感器。可选地，将所述系统运转正常度、所述资源调用可行度、所述功能正常维持度和所述目标检测跟踪容易度按照预设算法计算出所述系统的整体可控度，包括：分别以第一系数、第二系数和第三系数对所述资源调用可行度、所述功能正常运行度和所述目标检测跟踪容易度进行加权后相加，取相加值与所述系统运转正常度中的较小值作为所述整体可控度，其中，所述第一系数、第二系数和第三系数的和等于1。可选地，根据所述系统的整体可控度判断所述系统是否达到控制所述可控传感器的预设标准，包括：在所述整体可控度大于第一阈值时判定所述系统达到控制所述可控传感器的预设标准。本专利技术通过当前待追踪目标和可控传感器的位置和速度信息预测下一刻两者的预测夹角值，并根据该预测夹角值计算可控传感器的期望角度，即可控传感器跟踪待追踪目标所需要调节的角度。实际上提供了一种待追踪目标的轨迹预测方法，通过计算预测可控传感器各个时间的期望角度，并根据期望角度去调节可控传感器，而不是根据反馈的测量值进行非稳态调节，因此本方法可以更稳定地追踪待追踪目标，可控传感器不会频繁调节。进一步地，本专利技术通过系统运转正常度、资源调用可行度、功能正常维持度和目标检测跟踪容易度四个维度去考量系统的整体可控度，根据整体可控度判断该系统的资源是否足够用来控制选定传感器。因此在控制选定传感器之前，对系统的进行了较为全面的预估，有利于后期对选定传感器控制。根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本专利技术一个实施例的传感器控制方法的流程框图；图2是根据本专利技术一个实施例的传感器控制方法中计算预测夹角值的流程框图；图3是根据本专利技术一个实施例的传感器控制方法中调节可控传感器的流程框图；图4是根据本专利技术另一个实施例的传感器控制方法的原理图；图5是根据本专利技术另一个实施例的传感器控制方法的流程框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法，所述自动驾驶系统包括多个可调节探测位置的可控传感器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取当前时刻同一坐标系下的车辆周围的待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息；根据当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻所述待追踪目标相对于所述可控传感器的预测夹角值；根据所述预测夹角值计算所述可控传感器需要调节的期望角度；根据所述期望角度调节所述可控传感器，使得所述可控传感器的优势感知方向对准所述待追踪目标，所述优势感知方向为所述可控传感器的高性能感知区域中性能最高的方向之一。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶系统的传感器控制方法，所述自动驾驶系统包括多个可调节探测位置的可控传感器，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取当前时刻同一坐标系下的车辆周围的待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息；根据当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻所述待追踪目标相对于所述可控传感器的预测夹角值；根据所述预测夹角值计算所述可控传感器需要调节的期望角度；根据所述期望角度调节所述可控传感器，使得所述可控传感器的优势感知方向对准所述待追踪目标，所述优势感知方向为所述可控传感器的高性能感知区域中性能最高的方向之一。2.根据权利要求1所述的传感器控制方法，其特征在于，根据当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息预测下一时刻所述待追踪目标相对于所述可控传感器的预测夹角值，包括：根据当前时刻所述待追踪目标的位置信息和所述可控传感器的位置信息获取所述待追踪目标相对于所述可控传感器的当前夹角的夹角表达式；对所述夹角表达式进行求导获得导数表达式；将当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和所述可控传感器的位置信息代入所述夹角表达式获得当前夹角值；将当前时刻的所述待追踪目标的位置信息和速度信息以及所述可控传感器的位置信息和速度信息代入所述导数表达式获得导数值；根据所述当前夹角值、所述导数值和下一时刻与当前时刻的时间间隔通过一阶逼近法计算所述预测夹角值。3.根据权利要求2所述的传感器控制方法，其特征在于，根据所述期望角度调节所述可控传感器，包括：判断所述期望角度是否超出所述可调传感器的可调角度范围；若是，将所述可控传感器调节至所述期望角度接近的所述可调角度范围的边界值；否则，按照所述期望角度调节所述可控传感器。4.根据权利要求3所述的传感器控制方法，其特征在于，根据所述期望角度调节所述可控传感器，还包括：根据角度变化率阈值范围确定所述可控传感器的角度变化值的阈值范围；判断所述可控传感器的角度变化值是否超出所述阈值范围；若是，按照所述可控传感器的角度变化值接近的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓堃，张军，刘卫国，陈文琳，王亮，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33