一种基于滤波校正的网联车超速预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于滤波校正的网联车超速预警方法及系统，通过对激光雷达和摄像头感知数据中同一目标生成时间偏差进行估计，并利用估计的时间偏差分布，对点云目标位置进行滤波校正，实现多源目标映射对齐，解决由于时间偏差造成的点云和图像融合准确率低的问题。本发明专利技术通过标记出参考网联车在连续行驶过程中，分别在点云和图像数据中的中心点坐标，并利用仿射变换矩阵将参考网联车在点云中的中心点映射至图像，利用映射点和在图像中的中心点的距离差，推导出目标的生成时间偏差，并设计一种置信滤波方法重新估计网联车点云目标的最优位置，实现基于点云和图像高精度融合的车辆超速识别预警，为智能网联车安全驾驶提供技术支撑。技术支撑。技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滤波校正的网联车超速预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种基于滤波校正的网联车超速预警方法及系统。

技术介绍

[0002]随着智慧交通建设的高速发展，智慧网联车相关技术逐渐发展兴起，网联车是智慧园区建设的重要部分，也是C
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V2X(车路协同)技术的主要落地应用。智能网联车的安全驾驶是一个重要课题，涉及到感知、协调、决策、控制等多个方面，准确感知周围环境，控制车辆行驶速度是基本安全驾驶准则。车路协同技术通过路侧感知设备感知车辆行驶速度，进一步控制网联车安全驾驶。过去，通过毫米波雷达监测车辆行驶速度的方式，由于不能准确区分车辆而逐渐被废弃，取而代之的是通过激光雷达和摄像头融合感知的车辆行驶速度监测方法。
[0003]目前采用硬件线控触发激光雷达和摄像头的硬件时间同步，由于激光雷达、摄像头传感器曝光机制、目标运动、以太网传输时延、数据编解码等不确定因素造成两个传感器设备采集的数据帧内容并非完全同步，运动目标生成时间存在一定范围内的偏差，造成两者数据融合时同一目标不能完全对齐，由于不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于滤波校正的网联车超速预警方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：选定一辆参考网联车，通过数据帧时间同步的激光雷达和摄像头采集若干帧参考网联车在连续行驶过程中的点云和图像数据，并标记出参考网联车在点云和图像数据中的中心点坐标，利用仿射变换矩阵将参考网联车在点云中的中心点映射至图像，测量出图像上的映射点和参考网联车在图像上的中心点坐标的位置偏差，估计出参考网联车目标在点云和图像中的生成时间偏差，并计算时间偏差分布参数；步骤二：实时获取道路上网联车连续行驶过程中的点云和图像数据，对任一点云帧中检测出的点云网联车目标通过置信滤波方法对点云中心点位置进行滤波校正；具体为：利用检测算法检测出的点云网联车目标的置信度分数和时间偏差分布参数计算置信增益，并基于置信增益重新滤波估计点云网联车目标的最优位置；步骤三：将滤波校正后的点云网联车目标一一映射至对应的图像帧，计算每一个点云网联车目标的中心点在图像中的映射点坐标和图像中任一网联车目标中心点坐标的距离差，距离差最小且小于阈值的即为其在图像中相应的匹配目标，按此方式完成所有点云和图像中网联车目标的映射匹配对齐；步骤四：将匹配对齐后的网联车目标在点云和图像中的感知信息融合，以获取网联车的车牌号和瞬时速度，对瞬时速度超过最大限速的网联车车牌号上报至网联车云控平台同时做出超速预警，并远程控制网联车减速至安全车速。2.根据权利要求1所述的一种基于滤波校正的网联车超速预警方法，其特征在于，步骤一中，采用硬件线控方式控制激光雷达和摄像头数据帧时间同步。3.根据权利要求1所述的一种基于滤波校正的网联车超速预警方法，其特征在于，步骤一中，假设要估计的点云和图像中参考网联车目标生成时间偏差为t，标记出的参考网联车在点云中的中心点坐标为、在图像中的中心点坐标为、朝向角为，计算出的瞬时速度为，点云中心点映射至图像上的映射点坐标为，测量出的参考网联车映射至图像上的映射点坐标和参考网联车在图像中的中心点坐标的位置偏差为；则参考网联车在点云中的中心点坐标和映射至图像上的映射点坐标满足如下关系：其中H为点云到图像的仿射变换矩阵，H矩阵维度大小为3*4，由激光雷达和摄像头联合外参标定和摄像头内参标定得到；表示如下：其中为H矩阵中的元素，均为实数，；
根据参考网联车瞬时行驶速度，得出参考网联车在时间偏差t内发生移动后的位置在点云中的坐标分别为：其中为参考网联车的瞬时速度，为参考网联车发生移动后的位置坐标；则参考网联车发生移动后的位置坐标和在图像中的中心点坐标满足如下关系：因此，根据测量出的参考网联车映射至图像上的映射点坐标和参考网联车在图像中的中心点坐标的位置偏差d，列出如下等式：则可推导出时间偏差t是一个和已知的仿射变换矩阵、点云中心点坐标、朝向角、瞬时速度、位置偏差相关的数值，表示如下：其中，大写字母A，B分别为：。4.根据权利要求3所述的一种基于滤波校正的网联车超速预警方法，其特征在于，参考网联车的瞬时行驶速度通过参考网联车目标在最近邻前后两帧中的中心点移动距离和帧间隔时间比值计算得出。5.根据权利要求1所述的一种基于滤波校正的网联车超速预警方法，其特征在于，计算时间偏差分布参数具体过程如下：
（1）利用Kolmogorov
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Smirnov检验方法检测时间偏差是否符合正态分布；假设估计出的时间偏差数据为N组，计算出数据的均值为，方差为，设置检测显著性水平为；利用Kolmogorov
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Smirnov检验方法检测数据不服从正态分布的概率，即P值，若P值小于等于显著性水平，则时间偏差不符合正态分布，若P值大于显著性水平，则时间偏差符合正态分布；（2）若时间偏差符合正态分布，则其正态分布表达式记为；其中X表示这N组时间偏差数据；（3）...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄倩，刘云涛，李道勋，朱永东，赵志峰，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：