[发明专利]一种基于路车融合感知的车道偏离预警方法

说明书

本发明公开了一种基于路车融合感知的车道偏离预警方法，涉及自动驾驶领域。首先路侧感知设备采集车道线和车辆的图像并预处理；然后保存行驶轨迹；同时进行车道线检测，通过逆透视变换获得车道线在世界坐标系的位置，同理将目标车辆的位置统一到世界坐标系，获取车辆中心点与两侧车道线之间的距离信息。将目标车辆的若干帧行驶轨迹进行拟合，计算车辆偏航角。最后车辆传感器获取车辆的方向盘转角和转向灯信息，若车辆的偏移行驶不是驾驶员意图，则采集车辆的速度、加速度信息并传输至车载端，车载端根据各测量信息判断车辆是否有偏离车道线的危险。本发明减少车载端数据处理量，提高了检测系统的准确性、鲁棒性，保证了行驶的安全性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，具体是一种基于路车融合感知的车道偏离预警方法。

背景技术

交通安全已经成为威胁人民生命财产安全的重要因素，通过对交通事故起因进行调查和统计，发现很大部分交通事故是由于驾驶行为不当造成的，其中由于车辆驶出预定轨道的占多数，为了提高行车安全，车道偏离预警系统(Lane Departure Warning System，LDWS)应运而生。

LDWS是高级驾驶员辅助系统(Advanced Driver Assistant System，DAS)的代表系统之一，它利用传感器获取车道线和车辆的相对位置信息，利用偏离预警模块识别车辆是否有驶离车道的可能并决定是不是给驾驶员提供警告，图像采集装置获取车道边界线信息并传递给ECU，ECU综合车速信号、转向灯信号、转向盘转角信号和力矩信号等车辆状态信息判断车辆是否有偏离车道的危险。

但是，包括LDWS在内的辅助驾驶系统主要依靠车载端，现有技术中基于车载端的车道偏离预警研究法，如专利号CN106184232A提出了一种基于驾驶员视角的车道偏离预警控制方法，存在以下几点不足，车辆在行驶过程中存在颠簸等情况导致车道线识别失效而无法进行预警，并且在光照较差或者车道线存在缺失或遮挡的情况下很难完成识别。

因为路侧感知设备及道路均为固定装置，车道线相对于感知设备的相对位置固定，通过一次性或定期检测人工标记车道线的位置信息及车道宽度和车道数目信息以供调用，因此利用车道线检测速度和精度相比于车载端更具优势。

发明内容

针对目前利用车载传感器进行车道线检测时存在的问题，本发明提出一种基于路车融合感知的车道偏离预警方法，采用路侧感知设备与车载感知设备融合，当车辆经过时计算车辆与车道线的位置关系，将信息通过通信单元发送给车载端，结合车载端感知设备信息，获取实时、准确、鲁棒性强的车道偏离信息，完成车辆的车道偏离预警。

具体步骤如下：

步骤一、当某目标车辆经过时，利用路侧感知设备实时采集车道线和该车辆的图像；

步骤二、针对每张图像，人工标定出ROI区域，采用高斯滤波算法进行预处理；

步骤三、路侧感知设备采用SSD算法对预处理后的每张图像进行检测，获取目标车辆的位置坐标和类别信息，并将最新若干帧图像的行驶轨迹进行保存。

步骤四、同时路侧感知设备采用霍夫变换法进行车道线检测，并将图像坐标系下的车道线进行逆透视变换，获得车道线在世界坐标系的位置。

设(x,y)为图像坐标系的某个点，(X,Y)为世界坐标系的点，则透视变换表示为：

A＝HB

其中有：

A＝[x y 1]^T

B＝[X Y 1]^T

H为透视变换矩阵，包含8个参数。