一种车道线修补的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车道线修补的方法，其包括如下步骤：1)通过摄像头获取自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息；2)快速识别是否有车道线或车道质量是否良好；3)当没有车道线或车道线质量不好时，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。本发明专利技术还公开一种车道线修补系统。能对车道线进行修补，从根本上解决没有车道线或车道线质量不好，或当摄像头系统故障无法获取车道线信息或摄像头系统被攻击输出错误车道线信息时，自动驾驶车辆无法正常行驶或车辆主动转向控制装置无法正常工作的问题，确保了自动驾驶车辆的正常行驶。确保了自动驾驶车辆的正常行驶。确保了自动驾驶车辆的正常行驶。

【技术实现步骤摘要】
一种车道线修补的方法及系统


[0001]本专利技术属于汽车自动驾驶领域，具体涉及一种车道线修补的方法及系统。

技术介绍

[0002]汽车在自动驾驶时，需要采集车道线信息，根据车道线信息进行道路居中行驶。可有些路段因为使用太久或其他原因，没有车道线或车道线质量不好，或摄像头系统故障无法获取车道线信息，或摄像头系统被攻击输出错误车道线信息，导致自动驾驶车辆无法正常行驶或车辆主动转向控制装置无法正常工作(降级或功能退出)。
[0003]公开号为CN111516673A，专利名称为基于智能摄像头和高精地图定位的车道线融合系统及方法的专利，公开了一种基于智能摄像头和高精地图定位的车道线融合方法，该方法对智能摄像头和高精地图定位控制器输出的车道线信息进行预处理；判断经过预处理的智能摄像头车道线是否存在异常；若出现异常，判断此时高精地图定位器车道线是否可用，若是可用，则选择高精地图定位器输出的车道线来辅助自动驾驶控制；若智能摄像头车道线恢复且可用，则选择智能摄像头输出的车道线来辅助自动驾驶控制；对融合后的车道线进行跟踪验证及处理。该方法对单侧车道线丢失时，仅根据车道宽进行平移补全，无法实时适应各种路面情况，例如不能在当前方路面宽度改变，车道线宽度改变的情况下修补车道线，无法确保车辆正常行驶。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供车道线修补的方法及系统，该方法和系统能对车道线进行修补，从根本上解决没有车道线或车道线质量不好，或当摄像头系统故障无法获取车道线信息或摄像头系统被攻击输出错误车道线信息时，自动驾驶车辆无法正常行驶或车辆主动转向控制装置无法正常工作(降级或功能退出)的问题，确保了自动驾驶车辆的正常行驶。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]一种车道线修补的方法，其包括如下步骤：
[0007]1)通过摄像头获取自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息；
[0008]2)快速识别是否有车道线或车道质量是否良好；
[0009]3)当没有车道线或车道线质量不好时，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。
[0010]步骤3)中，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线的方法为：
[0011]调用之前所储存的有效路径的车道线数据，通过坐标变换将车道线特征点转换到当前车辆坐标系下，结合计算出自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。
[0012]或，步骤3)中，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾
驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线的方法为：
[0013]当前方有车辆时，通过摄像头、毫米波雷达识别车辆在不同传感时刻下的位置坐标，拟合出各传感车辆在本车坐标系下的历史行驶轨迹；根据历史轨迹曲线判断前方车辆是否有变道行为；如没有变道行为，对历史行驶轨迹进行特征点提取，并进行储存，根据历史行驶轨迹的特征点，结合计算出自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。
[0014]更进一步的方案是，如有变道行为，则剔除变道车辆的历史轨迹，不进行坐标点提取。
[0015]更进一步的方案是，根据历史行驶轨迹曲线的曲率极值及平行度偏差来判断车辆是否变道，如果曲率值有较大的变化或者平行度偏差较大，则判断该车辆在进行变道。
[0016]更进一步的方案是，所述车道线特征点包括在车辆行驶过程中，通过自动驾驶系统不断在车道线的可视范围内等间距提取的特征点C、前方车辆行驶历史轨迹特征点；所述前方车辆行驶历史轨迹特征点包括前方车辆与本车在同车道上的历史轨迹特征点A、前方车辆与本车辆在不同车道上的历史轨迹特征点B。
[0017]更进一步的方案是，当前方车道线无法识别时，通过坐标变换，将存储的特征点A、B、C转换到当前车辆坐标系下，根据所提取的转换后的特征点，结合自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线；
[0018]在特征点A、B、C都存在时，优先采用特征点A、C进行拟合，生成新的车道线；当无特征点A，即同车道前方没有车辆时，需要对特征点B在坐标系中进行平移，平移距离为N*D，D为车道线宽度，N为目标车辆与本车辆相隔的车道数，平移后再与特征点C进行拟合，生成新的车道线。
[0019]更进一步的方案是，设当车道线无法识别时，驾驶员可视距离为R，自动存储车道线特征点A、C或B、C的个数为n，因此车道线特征点的提取间隔为此时，车道线特征点的横坐标分别为0，
…
,R；
[0020]设车道线方程为y＝c0+c1x+c2x2+c3x3；
[0021]由此可得y(0)＝c0[0022][0023][0024][0025]…
[0026]y(n)＝c0+c1(R)+c2(R)2+c3(R)3[0027]将车道线特征点变换到当前车辆坐标系下：
[0028]设车辆坐标系平移的行为旋转的角度为θ，
[0029]则变换后的坐标为：
[0030]x
′
＝(x
‑
a)cosθ+(y
‑
b)sinθ
[0031]y
′
＝(y
‑
b)cosθ
‑
(x
‑
a)sinθ
[0032]将车道线特征点的坐标代入后，可计算得到变换后的车道线特征点：
[0033]x
′
(0)＝(x0‑
a)cosθ+(y0‑
b)sinθ
[0034]y
′
(0)＝(y(0)
‑
b)cosθ
‑
(x(0)
‑
a)sinθ
[0035]。。。
[0036]x
′
(n)＝(x
n
‑
a)cosθ+(y
n
‑
b)sinθ
[0037]y
′
(n)＝(y(n)
‑
b)cosθ
‑
(x(n)
‑
a)sinθ
[0038]其中x0，x1，x
,2
,x3,x4。。。x
n
＝0，。。。Ry(0)＝c0，，。。。y(n)＝c0+c1(R)+c2(R)2+c3(R)3[0039]根据车道线方程：y＝c0+c1x+c2x2+c3x3[0040]当车道线特征点不少于4个时，将车道线特征点代入车道线方程，可得：
[0041][0042]计算可得系统计算期望路径所需的必要车道线信息c0′
、c1′
、c2′
、c3′
[0043]从而生成期望路径：
[0044]y...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车道线修补的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)通过摄像头获取自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息；2)快速识别是否有车道线或车道质量是否良好；3)当没有车道线或车道线质量不好时，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。2.根据权利要求1所述的车道线修补的方法，其特征在于：步骤3)中，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线的方法为：调用之前所储存的有效路径的车道线数据，通过坐标变换将车道线特征点转换到当前车辆坐标系下，结合计算出自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。3.根据权利要求1所述的车道线修补的方法，其特征在于：步骤3)中，进行车道线特征点的提取、存储、调用、转换，结合特征点和自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线的方法为：当前方有车辆时，通过摄像头、毫米波雷达识别车辆在不同传感时刻下的位置坐标，拟合出各传感车辆在本车坐标系下的历史行驶轨迹；根据历史轨迹曲线判断前方车辆是否有变道行为；如没有变道行为，对历史行驶轨迹进行特征点提取，并进行储存，根据历史行驶轨迹的特征点，结合计算出自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线。4.根据权利要求3所述的车道线修补的方法，其特征在于：如有变道行为，则剔除变道车辆的历史轨迹，不进行坐标点提取。5.根据权利要求3或4所述的车道线修补的方法，其特征在于：根据历史行驶轨迹曲线的曲率极值及平行度偏差来判断车辆是否变道，如果曲率值有较大的变化或者平行度偏差较大，则判断该车辆在进行变道。6.根据权利要求3所述的车道线修补的方法，其特征在于：所述车道线特征点包括在车辆行驶过程中，通过自动驾驶系统不断在车道线的可视范围内等间距提取的特征点C、前方车辆行驶历史轨迹特征点；所述前方车辆行驶历史轨迹特征点包括前方车辆与本车在同车道上的历史轨迹特征点A、前方车辆与本车辆在不同车道上的历史轨迹特征点B。7.根据权利要求6所述的车道线修补的方法，其特征在于：当前方车道线无法识别时，通过坐标变换，将存储的特征点A、B、C转换到当前车辆坐标系下，根据所提取的转换后的特征点，结合自动驾驶系统计算期望路径所需的必要车道线信息，自动生成新的车道线；在特征点A、B、C都存在时，优先采用特征点A、C进行拟合，生成新的车道线；当无特征点A，即同车道前方没有车辆时，需要对特征点B在坐标系中进行平移，平移距离为N*D，D为车道线宽度，N为目标车辆与本车辆相隔的车道数，平移后再与特征点C进行拟合，生成新的车道线。8.根据权利要求7所述的车道线修补的方法，其特征在于：自动生成车道线的方法为:设当车道线无法识别时，驾驶员可视距离为R，自动存储车道线特征点A、C或B...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯堃，冯佩，黄懿，周龙，饶健，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：