一种传感器污染后环境重建方法及环境感知系统技术方案

本发明专利技术公开了一种传感器污染后环境重建方法及环境感知系统，当传感器发生轻度污染时，通过多帧数据的融合，对污染后的传感器数据进行补偿和修复，确保环境感知传感器在被污染后仍然能够正常工作。染后仍然能够正常工作。染后仍然能够正常工作。

【技术实现步骤摘要】
一种传感器污染后环境重建方法及环境感知系统


[0001]本专利技术属于传感器
，具体涉及一种传感器污染后环境重建方法及环境感知系统。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶行业的发展，环境感知传感器成为了系统不可缺少的部件，且单机使用数量越来越多。无论是毫米波、激光雷达还是摄像头，其对于环境的适应性都会很差，尤其是污染物和雨水会直接影响其输出的准确性，从而直接影响环境的重建。
[0003]目前大多厂家的解决方式是对多帧数据进行比对，从而计算污染源和污染面积，利用高压清洗液对传感器表面进行清洗。对传感器表面进行清洗确实可以快速恢复环境感知传感器的使用，但其使用频率不高，且当传感器数量过多时，清洗设备的成本和体积使得该方案无法被用户所接受。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了解决传感器发生轻度污染后无法正常工作的问题，本专利技术提出了一种传感器污染后环境重建方法及具备污染后环境重建功能的环境感知系统，当传感器发生轻度污染时，通过多帧数据的融合，对污染后的传感器数据进行修正，确保环境感知传感器在被污染后仍然能够正常工作。
[0005]技术方案：一种传感器污染后环境重建方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：通过集成在环境感知传感器表面的压力传感器，获取压力数据；通过集成在环境感知传感器表面的电容传感器，获取电容数据；通过环境感知传感器获取环境数据，该环境数据包括车辆周围环境图像和车辆状态数据；
[0007]步骤2：基于获取到的压力数据和电容数据，判断环境感知传感器表面是否被污染，若被污染，则基于获取到的压力数据和电容数据，确定被污染区域，并转入步骤3；否则不进行处理；
[0008]步骤3：采用多帧数据融合方法，将当前时刻的环境数据与当前时间轴向前的环境数据进行比对，确定由污染源引起的环境数据变化；转入步骤4；
[0009]步骤4：根据由污染源引起的环境数据变化，对由污染源引起的环境数据变化进行补偿，得到补偿数据，用补偿环境数据替换被污染区域的环境数据，得到补偿后的环境数据；
[0010]步骤5：判断补偿后的环境数据是否完整，若完整，则补偿后的环境数据为所需的准确环境数据；否则结合当前时间轴向前的环境数据对补偿后的环境数据进行修复，修复后的数据即为所需的准确环境数据。
[0011]进一步的，所述步骤3具体包括：
[0012]记在第t帧环境感知传感器表面被污染，取环境感知传感器获取的任意连续两帧或两帧以上的车辆周围环境图像，记第t
‑
1帧车辆周围环境图像、第t
‑
2帧车辆周围环境图
像、
……
、第t
‑
k帧车辆周围环境图像，以此类推；
[0013]比对各帧车辆周围环境图像，取重叠部分，将重叠部分进行切块，得到i个图像子块，其中，i＝1，2，3，
……
，n；
[0014]将第t
‑
1帧车辆周围环境图像中的第1个图像子块、第t
‑
2帧车辆周围环境图像中的第1个图像子块、
……
、第t
‑
k帧车辆周围环境图像的第1个图像子块进行比对，得到图像差异；将第t
‑
1帧车辆周围环境图像中的第2个图像子块、第t
‑
2帧车辆周围环境图像中的第2个图像子块、
……
、第t
‑
k帧车辆周围环境图像的第2个图像子块进行比对，得到图像差异；以此类推，通过比对各帧车辆周围环境图像上相同图像子块的图像差异，得到畸变数据；
[0015]将重叠部分的畸变数据与正常数据进行畸变效应反计算，确定由污染源引起的环境数据变化，并推演得到畸变反函数及对应参数。
[0016]进一步的，所述步骤4具体包括：
[0017]采用畸变反函数及对应参数，对步骤2确定的被污染区域进行畸变还原，得到补偿数据；
[0018]用补偿环境数据替换被污染区域的环境数据，得到补偿后的环境数据。
[0019]进一步的，步骤5中，所述的结合当前时间轴向前的环境数据对补偿后的环境数据进行修复，具体包括：
[0020]根据当前时间轴向前的多帧环境数据，提取车辆周围环境图像中的多个周边物体，结合车辆状态数据推演得到周边物体的运动轨迹；
[0021]基于周边物体的运动轨迹，得到无法补偿的环境数据的修复数据，采用该修复数据替换无法补偿的环境数据，得到所需的准确环境数据。
[0022]本专利技术还公开了一种污染后可实现环境重建的环境感知系统，包括：
[0023]环境感知传感器，用于获取环境数据；
[0024]压力传感器，集成在环境感知传感器表面，用于获取环境感知传感器表面的压力数据；
[0025]电容传感器，集成在环境感知传感器表面，用于获取环境感知传感器表面的电容数据；
[0026]环境重建模块，内置一种传感器污染后环境重建方法，用于计算得到准确环境数据。
[0027]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0028](1)本专利技术通过将压力和电容感知集成在传感器内，不仅能够提高污染源识别准确度，也能有效识别出传感器本体故障；
[0029](2)本专利技术针对由于透明度降低、畸变或颜色变化的污染物引起的传感器本体数据变化进行实时数据补偿，提升传感器本体数据的有效性；
[0030](3)本专利技术针对部分区域遮盖和传感器本体数据性状变化，通过时间轴和空间轴的变化弥补遮挡引起部分区域数据丢失，实现数据修复；本专利技术的数据修复并不一定是还原原始数据，以能够还原传感器数据采集误差对车辆行为的影响为主，如避障、减速等行为。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的环境感知系统结构示意图；
[0032]图2为本专利技术的环境重建方法流程图。
具体实施方式
[0033]现结合附图和实施例进一步阐述本专利技术的技术方案。
[0034]如图1所示，本专利技术的环境感知系统适用于动态和静态环境感知场景，尤其是环境数字化场景中。其具体包括环境信息采集单元101和数字化重建单元105，其中，环境信息采集单元101包括环境感知传感器本体104、电容感知层102和压力感知层103；其中，电容感知层102和压力感知层103用于负责采集水滴、油污等表面覆盖物的区域和类别，环境感知传感器本体104用于采集直接环境数据，并同步将电容感知层102和压力感知层103的数据传输至数字化重建单元105。数字化重建单元105用于将环境信息采集单元101采集到的环境数据重建为场景识别所需的数字化环境信息，即将因水滴、油污等表面覆盖物所引起的物理特性变化进行补偿修复，重建正确的环境数字化数据。
[0035]为实现上述功能，现对本专利技术的数字化重建单元105做进一步说明，其具体包括：污染源识别模块、环境补偿模块、环境修复模块和环境重建模块。
[0036]其中，污染源识别模块用于根据电容感知本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种传感器污染后环境重建方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过环境感知传感器获取环境数据，以及获取环境感知传感器表面的压力数据和电容数据，该环境数据包括车辆周围环境图像和车辆状态数据；步骤2：基于获取到的压力数据和电容数据，判断环境感知传感器表面是否被污染，若被污染，则基于获取到的压力数据和电容数据，确定被污染区域的环境数据，并转入步骤3；否则不进行处理；步骤3：采用多帧数据融合方法，将当前时刻的环境数据与当前时刻向前的一个或多个时刻的环境数据进行比对，确定由污染源引起的环境数据变化；转入步骤4；步骤4：根据由污染源引起的环境数据变化，对由污染源引起的环境数据变化进行补偿，得到补偿环境数据，用补偿环境数据替换被污染区域的环境数据，得到补偿后的环境数据；步骤5：判断补偿后的环境数据是否完整，若完整，则补偿后的环境数据为所需的准确环境数据；否则结合当前时刻向前的h个时刻的环境数据对补偿后的环境数据进行修复，修复后的数据即为所需的准确环境数据，h≥1。2.根据权利要求1所述的一种传感器污染后环境重建方法，其特征在于：所述步骤3具体包括：记在第t帧环境感知传感器表面被污染，取环境感知传感器获取的任意连续两帧或两帧以上的车辆周围环境图像，记第t
‑
1帧车辆周围环境图像、第t
‑
2帧车辆周围环境图像、
……
、第t
‑
k帧车辆周围环境图像，以此类推；比对各帧车辆周围环境图像，取重叠部分，将重叠部分进行切块，得到i个图像子块，其中，i＝1，2，3，
……
，n；将第t
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1帧车辆周围环境图像中的第1个图像子块、第t
‑
2帧车辆周围环境图像中的第1个图像子块、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朋，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：