一种车辆前方障碍区域感知方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种车辆前方障碍区域感知方法及装置，属于智能车辆领域。其中方法包括：1)利用视觉传感器对目标障碍物进行跟踪，根据目标障碍物的运动轨迹确定目标障碍物相对车辆的运动方向a；2)利用毫米波雷达确定目标障碍物相对车辆的径向方向与以及沿径向方向的速度大小V

【技术实现步骤摘要】
一种车辆前方障碍区域感知方法及装置


[0001]本专利技术涉及一种车辆前方障碍区域感知方法及装置，属于智能车辆领域。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步，以汽车先进智能辅助驾驶系统为出发点解决交通安全问题，正被众多消费者和学者所重点关注。环境感知是汽车智能辅助驾驶系统的关键，而传感器又是环境感知的硬件基础。毫米波雷达、视觉传感器、激光雷达、超声波雷达等各种传感器均有其自身的优缺点和适应场景，单一传感器的使用无法满足日益复杂的交通工况。
[0003]为保证感知效果，常采用多种传感器，并利用多传感器融合技术对各项数据加以综合利用。然而，现有技术中对多传感器数据的融合水平较低，耦合性较差，使得对车辆前方障碍区域感知的精确性仍相对较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种车辆前方障碍区域感知方法和装置，以解决目前对车辆前方障碍区域感知的精确性相对较差的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出一种车辆前方障碍区域感知方法，包括以下步骤：
[0006]1)利用视觉传感器对目标障碍物进行跟踪，根据目标障碍物的运动轨迹确定目标障碍物相对车辆的运动方向a；
[0007]2)利用毫米波雷达确定目标障碍物相对车辆的径向方向与以及沿径向方向的速度大小V
radial
；
[0008]3)根据步骤1)中运动方向a、步骤2)中径向方向、速度大小V
radial
和三角函数关系，计算目标障碍物相对车辆的速度大小V
real
；
[0009]4)根据步骤1)确定的运动方向a和步骤3)计算的速度大小V
real
，预测目标障碍物的位置，得到车辆的障碍区域。
[0010]另外，本专利技术还提出一种车辆前方障碍区域感知装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时执行上述车辆前方障碍区域感知方法中的步骤。
[0011]有益效果是：视觉传感器对物体的识别度较高，能够实现多目标的轨迹跟踪，横向位置准确而纵向测距精度较差，需要依靠毫米波雷达探测的目标信息进行修正；毫米波雷达可以得到目标相对本车径向方向的相对速度，但没有切向运动的速度，不能表征物体实际相对本车的运动方向；本专利技术利用视觉传感器获取目标障碍物方向信息，利用毫米波雷达获取目标障碍物相对车辆的径向方向速度信息，充分发挥视觉传感器和毫米波雷达的优点，将视觉传感器和毫米波雷达数据进行了深度融合，数据耦合度高，提高了对车辆前方障碍区域感知的精确性。
[0012]进一步的，上述车辆前方障碍区域感知方法及装置中，步骤3)中计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的过程为：
[0013]①
建立向量b＝(V
radial
*cosθ,V
radial
*sinθ)，θ为目标障碍物相对车辆的径向方向与车辆运动方向的夹角；
[0014]②
根据公式计算cosβ，β为目标障碍物相对车辆的运动方向与目标障碍物相对车辆的径向方向的夹角；
[0015]③
根据公式求目标障碍物相对车辆速度大小V
real
。
[0016]有益效果是：提供了一种计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的具体算法，实现了对目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的精确计算。
[0017]进一步的，上述车辆前方障碍区域感知方法及装置中，步骤3)中计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的过程为：
[0018]Ⅰ、根据目标障碍物相对车辆的运动方向a确定目标障碍物相对车辆的运动方向与车辆运动方向的夹角γ，根据目标障碍物相对车辆的径向方向确定目标障碍物相对车辆的径向方向与车辆运动方向的夹角θ；
[0019]Ⅱ、根据夹角γ和夹角θ的关系求夹角β，β为目标障碍物相对车辆的运动方向与目标障碍物相对车辆的径向方向的夹角；
[0020]Ⅲ、根据公式求目标障碍物相对车辆速度大小V
real
。
[0021]有益效果是：提供了另一种计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的具体算法，实现了对目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的精确计算。
[0022]进一步的，上述车辆前方障碍区域感知方法及装置中，步骤1)中根据目标障碍物的运动轨迹确定目标障碍物相对车辆的运动方向a的过程包括以下步骤：
[0023]a、计算目标障碍物t-1时刻与t时刻的位置差对应的方位角以及目标障碍物t-2时刻与t时刻的位置差对应的方位角t为当前时刻，X
t
为t时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t
为t时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，t-1为前一帧对应的时刻，X
t-1
为t-1时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t-1
为t-1时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，t-2为前2帧对应的时刻，X
t-2
为t-2时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t-2
为t-2时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，X轴和Y轴对应的原点为车辆，X轴方向为车辆运动方向；
[0024]b、确定目标障碍物相对车辆的运动方向a＝(α1+α2)/2。
[0025]有益效果是：提供了确定目标障碍物相对车辆的运动方向的具体过程，实现了对目标障碍物相对车辆的运动方向的精确判断。
[0026]进一步的，上述车辆前方障碍区域感知方法及装置中，所述目标障碍物是通过对视觉传感器检测到的目标障碍物和毫米波雷达检测到的目标障碍物进行融合匹配后得到的，包括以下步骤：
[0027]A、分别利用视觉传感器和毫米波雷达检测目标障碍物位置；
[0028]B、在视觉传感器确定的目标障碍物位置的设定范围内匹配毫米波雷达检测的目标障碍物；
[0029]C、若匹配成功，则认定为同一目标障碍物。
[0030]有益效果是：基于视觉传感器和毫米波雷达共同确定了目标障碍物，准确性更高。
附图说明
[0031]图1为本专利技术车辆前方障碍区域感知方法实施例中视觉传感器和毫米波雷达布置和感知范围示意图；
[0032]图2为本专利技术车辆前方障碍区域感知方法实施例中车辆前方障碍区域感知方法流程图；
[0033]图3为本专利技术车辆前方障碍区域感知方法实施例中车辆坐标系及速度分解示意图。
具体实施方式
[0034]车辆前方障碍区域感知方法实施例：
[0035]本专利技术的主要构思在于：视觉传感器对物体的识别度较高，能够实现多目标障碍物的轨迹跟踪，横向位置准确而纵向测距精度较差，需要依靠毫米波雷达探测的目标障碍物信息进行修正；毫米波雷达可以得到目标障碍物相对本车径向方向的相对速度，但没有切向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆前方障碍区域感知方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用视觉传感器对目标障碍物进行跟踪，根据目标障碍物的运动轨迹确定目标障碍物相对车辆的运动方向a；2)利用毫米波雷达确定目标障碍物相对车辆的径向方向与以及沿径向方向的速度大小V
radial
；3)根据步骤1)中运动方向a、步骤2)中径向方向、速度大小V
radial
和三角函数关系，计算目标障碍物相对车辆的速度大小V
real
；4)根据步骤1)确定的运动方向a和步骤3)计算的速度大小V
real
，预测目标障碍物的位置，得到车辆的障碍区域。2.根据权利要求1所述的车辆前方障碍区域感知方法，其特征在于，步骤3)中计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的过程为：
①
建立向量b＝(V
radial
*cosθ,V
radial
*sinθ)，θ为目标障碍物相对车辆的径向方向与车辆运动方向的夹角；
②
根据公式计算cosβ，β为目标障碍物相对车辆的运动方向与目标障碍物相对车辆的径向方向的夹角；
③
根据公式求目标障碍物相对车辆速度大小V
real
。3.根据权利要求1所述的车辆前方障碍区域感知方法，其特征在于，步骤3)中计算目标障碍物相对车辆速度大小V
real
的过程为：Ⅰ、根据目标障碍物相对车辆的运动方向a确定目标障碍物相对车辆的运动方向与车辆运动方向的夹角γ，根据目标障碍物相对车辆的径向方向确定目标障碍物相对车辆的径向方向与车辆运动方向的夹角θ；Ⅱ、根据夹角γ和夹角θ的关系求夹角β，β为目标障碍物相对车辆的运动方向与目标障碍物相对车辆的径向方向的夹角；Ⅲ、根据公式求目标障碍物相对车辆速度大小V
real
。4.根据权利要求1或2或3所述的车辆前方障碍区域感知方法，其特征在于，步骤1)中根据目标障碍物的运动轨迹确定目标障碍物相对车辆的运动方向a的过程包括以下步骤：a、计算目标障碍物t-1时刻与t时刻的位置差对应的方位角以及目标障碍物t-2时刻与t时刻的位置差对应的方位角t为当前时刻，X
t
为t时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t
为t时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，t-1为前一帧对应的时刻，X
t-1
为t-1时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t-1
为t-1时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，t-2为前2帧对应的时刻，X
t-2
为t-2时刻目标障碍物所在位置沿X轴的分量，Y
t-2
为t-2时刻目标障碍物所在位置沿Y轴的分量，X轴和Y轴对应的原点为车辆，X
轴方向为车辆运动方向；b、确定目标障碍物相对车辆的运动方向a＝(α1+α2)/2。5.根据权利要求1所述的车辆前方障碍区域感知方法，其特征在于，所述目标障碍物是通过对视觉传感器检测到的目标障碍物和毫米波雷达检测到的目标障碍物进行融合匹配后得到的，包括以下步骤：A、分别利用视觉传感器和毫米波雷达检测目标障碍物位置；B、在视觉传感器确定的目标障碍物位置的设定范围内匹配毫米波雷达检测的目标障碍物；C、若匹配成功，则认定为同一目标障碍物。6.一种车辆前方障碍区域感知装置，包括存储器、处理器以及存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国荣，苏常军，黄琨，王辉，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：