[发明专利]近距离障碍物的光达侦测装置及其方法

说明书

本发明公开了一种近距离障碍物的光达侦测装置及其方法，其利用四个二维光达扫描障碍物，以取得障碍物对应的原始点云数据，其包含障碍物相对车辆的相对距离、相对角度与相对速度。接着，将点云数据分成对应障碍物的点云群组，并依据点云群组的轮廓取得障碍物的边界长度。最后，利用卡尔曼滤波法与外插法预测并追踪动态障碍物的动作路径，且传送对应动态障碍物的相对速度与边界长度予自动驾驶控制装置使用，又根据相对距离取得最接近车辆的动态障碍物的坐标，以传送坐标予自动驾驶控制装置使用，进而有效侦测障碍物。

技术领域

本发明涉及一种障碍物侦测技术，且特别关于一种近距离障碍物的光达侦测装置及其方法。

背景技术

自动驾驶车是一种智能车辆，其通过感测系统感测道路环境，并利用感测获得的道路、车辆位置与障碍物信息，控制车辆的行驶参数，进而使车辆能够安全可靠地在道路上行驶并到达预定目的地。自动驾驶车应用了计算器、感测、通讯、信息融合、人工智能与自动控制技术，已经成为世界各国的研究焦点。

环境传感器是自动驾驶车上不可或缺的组件，包含77千兆赫兹(G Hz)雷达、摄像机、24千兆赫兹(G Hz)雷达与三维光达(Lidar)、二维光达(Lidar)，每一种传感器都有其优缺点，并可依照不同辅助驾驶系统需求进行配置。举例来说，77G Hz雷达负责远距侦测，视野(Field Of View，FOV)为34度，2公尺内为盲区，可侦测距离77G Hz雷达100公尺的位置，但噪声多，FOV有限，难以精准地建立障碍物的模型。摄像机负责远距侦测，FOV为90度，10公尺内为盲区，可侦测距离摄像机80公尺的位置，但易受大雨、浓雾、强光与天气影响。24G Hz雷达负责中距侦测，FOV为80度，可侦测距离24G Hz雷达40公尺的位置，但无法撷取车体的侧边(B柱)的障碍物，且侦测的障碍物的数量受限，数据误差大等限制。三维光达负责中距侦测，FOV为360度，可侦测距离三维光达35公尺的位置，3公尺内为盲区。综合上述所言，目前自驾车普遍采用雷达及摄像机，但由于其各自有噪声多、易受环境因素影响、无法应用于近距侦测等缺点，故可靠度高的三维光达逐渐普及化，但三维光达的数据量庞大，需较高的效能平台进行处理对应的数据量，再者，目前一般皆会通过采用多种类的传感器来搭配，以相互补足使用上的限制，造成整体成本较为昂贵。

因此，本发明针对上述的困扰，提出一种近距离障碍物的光达侦测装置及其方法，以解决现有技术所产生的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种近距离障碍物的光达侦测装置及其方法，其利用卡尔曼(Kalman)滤波法与外插法预测并追踪动态的障碍物的动作路径，以减少运算资源，并快速补足二维光达当下未扫描到障碍物所产生的失误。此外，提供动态的障碍物的边界长度，相较仅提供障碍物的中心点的坐标，更利于估算障碍物碰撞机率。

本发明的另一目的，在于提供一种近距离障碍物的光达侦测装置及其方法，其采用二维光达，二维光达具有数据精准、广视野(FOV)与盲区小，藉此提升车辆的近距侦测能力。此外，二维光达设于车辆四个角落，并位于两个不同高度，针对近距离盲区进行障碍物侦测，提升感测精准度。