【技术实现步骤摘要】
一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法
[0001]本专利技术涉及智能驾驶汽车及车路协同感知领域,具体涉及一种基于交通语义和博弈论的多源异构传感器超视距自组网方法。
技术介绍
[0002]智能汽车的安全驾驶是由环境感知、规划决策、控制执行等功能模块协同工作组成的复杂系统。其中,环境感知效果是汽车能否进行正确规划决策及控制执行的重要前提,直接影响了车辆行驶的安全性及舒适性。目前常用环境感知方案包括摄像机、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达等传感器采集数据配合自动驾驶地图以及高精度定位系统协同感知,各类传感器基于不同工作原理具有不同的感知精度、内容和范围,面对不同的环境及目标各有优劣。
[0003]基于车载及路侧单元的各类传感器,构建车路协同多源异构传感器感知系统,提升单车感知能力,利用多车感知进行时空协同,扩展单车视野,是智能车辆达到超视距无盲区的环境感知效果技术发展的必然趋势。
[0004]随着近年来5G通讯技术的迅猛发展,5G车联网基于D2D技术可实现V2X通信,且空口延时在1ms左右,端到端延时也为毫秒级,已能够满足车联网低延时高可靠的通信要求。
[0005]中国专利公开了“ADAS与V2V结合的超视距感知与发布方法及系统”(CN107979812A),该系统将车载ADAS系统感知信息与其他车辆ADAS系统进行融合匹配,大大提高了车辆感知范围,但是仅仅与车辆的信息交互依旧存在感知信息死角,动态信息匹配困难等问题。中国专利公开了“基于车路协同的智能网联汽车运行系统”(CN10971 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,其特征在于,包括:S1:对车载传感器在不同光照、天气条件下的有效感知范围进行量化;S2:对路侧端传感器进行量化;S3:基于交通场景及道路交通状态两项交通语义建立基础场景库;针对各类交通参与对象在基于不同交通语义中表现出的不同行为,建立预警场景库;将基础场景库与预警场景库融合,共同构成典型场景库;S4:识别车辆当前行驶道路并匹配场景库,确定基于当前场景多传感器超视距自组网的感知需求;S5:基于当前车辆感知需求及感知范围内传感器,进行第一层博弈,获取满足当前交通语义感知需求的多源异构传感器组合;S6:基于满足感知需求的传感器组合,进行第二层博弈,获取当前组合中多传感器动态自组织的最优组合方式。2.根据权利要求1所述的一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,其特征在于,所述S1中,对车载传感器的量化包括但不限于感知视角、感知距离、感知精度、感知内容,所述车载传感器包括但不限于视觉传感器,激光雷达,毫米波雷达,红外传感器。3.根据权利要求1所述的一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,其特征在于,所述S2中,对路侧端传感器的量化包括在不同光照、天气、安装高度及角度条件下的有效感知范围进行量化;所述路侧端传感器包括但不限于视觉传感器,激光雷达,测速仪。4.根据权利要求1所述的一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,其特征在于,所述S3的实现包括如下:以交通场景、交通道路状态、交通参与对象及数量三个维度作为构成交通语义的变量,进行排列组合场景划分,建立典型场景数据库;其中:变量一:交通场景包括但不限于,高速公路、匝道、城市道路-快速路-主干路-次干路、交叉路口等典型交通场景;在不同的交通场景中,道路质量、道路可行驶区域、路标及车道线划分、车辆的最高限速方面存在的差异,能够影响车辆在该交通场景中的运动行为;变量二:道路交通状态包括:通畅、轻度拥堵、重度拥堵;通过道路场景中摄像头、激光雷达捕捉感知范围内车辆的数量及平均车速,对比该条道路硬件设施情况,判断得出时刻的道路交通状态;变量三:交通参与对象包括:大型客货车、小型汽车、非机动车、行人、宠物;同一个交通参与对象在不同的交通语义中会表现出不同的行为状态,不同的交通参与对象在相同的交通语义中行为状态也存在区别,有些行为会对后车行驶状态产生影响,有些行为甚至会对后车造成危险;根据车辆行驶的交通场景以及当前时刻的道路交通状态两个维度构建典型场景库,将不同的道路交通状态对应上不同的交通场景,组成的组合构建成基础场景库;各类交通参与对象在基础场景库中的特殊危险行为情况作为预警场景库;基础场景库和预警场景库共同组成典型场景库。5.根据权利要求1所述的一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,
其特征在于,所述S4的实现包括:车辆在不同的道路上行驶时,通过GPS定位、交通标志识别、周边环境监测确认行驶环境,并在典型场景库中基于交通语义匹配到对应场景;方案1:以时间为界限确定感知范围需求当车辆正确识别到当前时刻对应场景库时,获取在该场景下对应的平均行驶速度,将平均行驶车速乘以超前感知时间,即可获得所需超前感知范围,提前感知时间为5秒~1分钟;方案2:以距离为界限确定感知范围需求当车辆正确识别到当前时刻对应场景库中工况时,获取在该工况下设定的感知范围;危险预警感知补充:当车载、路侧传感器检测到有行人横穿街道,动物在马路上移动,路面存在障碍物等特殊工况,应对当前行驶在该道路上一定范围内的车辆广播危险预警信息。6.根据权利要求1所述的一种基于交通语义和博弈论的多传感器超视距自组网方法,其特征在于,所述S5的实现包括:将车辆感知需求范围内所有感知设备进行组合,并构建第一层博弈论模型:MSF1={C1,Λ,μ1}其中,C1表示由参与融合的N
c
个传感器组成的感知系统C1={1,2,
…
,N
c
},Λ表示传感器有效感知范围,μ1为根据感知需求设计的支付函数。设Г
tk
表示当前行驶环境所需感知的空间范围,S(t
k
)表示各传感器在t
k
时刻的策略集,即各传感器选择某一具体策略s
j
的状态集合,则μ1为可建模当前策略集下多传感器融合对Г的覆盖程度:μ1...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈龙,罗彤,蔡英凤,王海,李祎承,陈小波,刘擎超,孙晓强,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:
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