[发明专利]一种黑暗场景中自动驾驶辅助安全预警系统及其预警方法

权利要求书

1.一种黑暗场景中自动驾驶辅助安全预警系统的预警方法，通过一种黑暗场景中自动驾驶辅助安全预警系统实现，该预警系统包括热敏相机、远红外相机、光照传感器、惯导单元、报警装置和控制模块；所述热敏相机、远红外相机、光照传感器组成传感器组件，并依次排列安装在车辆前方中心处；所述惯导单元安装在车辆底盘中心处；所述控制模块和报警模块安装在车辆中控台位置；所述传感器组件、惯导单元和报警模块均与控制模块通过数据线连接；所述热敏相机用于采集行人特征信息；所述远红外相机用于在黑暗场景中采集视觉信息，所述惯导单元用于监测自身车速和位置信息；所述光照传感器用于检测行驶车辆周围的光强信息；所述报警装置用于对自身和外界发出预警信息；所述控制模块用于整个预警系统的数据处理和输出；所述的控制模块集成了Faster R-CNN算法、DQN深度强化学习算法；所述Faster R-CNN算法用于对传感器组件采集的目标进行分类；所述DQN深度强化学习算法用于利用在黑暗场景中不同车辆的、前后车灯发光的光强和车辆速度、方位之间关系的数据学习训练，增加其检测车辆的多样性；其特征在于，该预警方法包括以下步骤：

步骤一、由传感器组件采集前方道路信息，传输至控制模块进行处理；

步骤二、判断场景类型；

步骤三、判断是否存在碰撞危险，所述控制模块定义第一防撞预警阈值A₁、第二防撞预警阈值A₂、第三防撞预警阈值A₃和第四防撞预警阈值A₄，若接收的行人及车辆的方位信息小于第一防撞预警阈值A₁、第二防撞预警阈值A₂ 和第三防撞预警阈值 A₃ 时和第四防撞预警阈值 A₄a₀ ， a₀ 为驾驶车辆的最小制动距离；控制模块将信号传输至报警装置，由报警装置发出预警；

所述步骤一的具体方法如下：

远红外相机采集的视觉图像，将前方车道区域作为感兴趣区域，依据图像的灰度信息，利用Faster R-CNN算法将检测目标进行语义分割，分类标准为：车道线、行驶车辆、行人、路面障碍物及其他无关物体；车道线的检测，结合图像的灰度信息，利用均匀性和边缘突变原理进行分离；将热敏相机检测到的行人信息和通过光照传感器检测到的行驶车辆车灯的光照信息和远红外相机检测的对应分类进行融合，准确检测行人及车辆的方位；

所述步骤二的具体方法如下：

若传感器组件采集到车辆、行驶车辆车灯的光照或行人、障碍物信息，车辆能进行跟车行驶，但是否存在碰撞风险有待进行数据处理和判断，控制模块将其定义为场景1；远红外相机采集视觉图像时，当感兴趣区域内路面出现光照信息变化，即是检测到路面出现区域性灰度值非线性变化时，结合光照传感器检测到的信光强变化信息，判断为前方盲区有侧向有行驶车辆，控制模块将其定义为场景2；

所述步骤三的具体方法如下：

31)若车辆在场景1中行驶，设定第一防撞预警阈值A₁，当超过此阈值时，汽车安全跟车行驶，反之则发出预警，车辆进行减速，同时向外界发出警报；A₁的表达式为：

A₁＝K(Δv)²

其中，K为与训练结果、车辆的减速能力相关的系数；Δv为驾驶车辆与目标车辆或行人的沿行驶方向的相对速度；当二者距离小于A₁时，安全行驶，反之减速，向行驶车辆或行人发出预警；

32)若车辆在场景1中行驶，当目标车辆发生刹车行为而造成的车灯光强的急剧变化时，设置为第二防撞预警阈值A₂，其表达式为：

其中，E₂为前方车辆刹车时检测到的光强信息；t₂为前方车辆刹车时检测到的时刻；E₁为目标正常行驶时的光强信息；t₁为目标正常行驶时的时刻；A₂为光强的瞬时变化率，其数值由训练结果确定，同时融合远红外相机检测到的不同车道的车辆行驶状况，区分车辆刹车或迎面驶来车辆是否在更换远近光；

33)若车辆在场景1中行驶，当前方车辆发生变道而产生的车灯光强的脉冲变化，将此变化频率设置为第三防撞预警阈值A₃；判断车辆是否存在变道行驶意图；A₃的数值由训练结果确定；

34)若车辆在场景2中行驶，侧向盲区存在行驶车辆，光照传感器检测到的路面光照区域，其光照强度设定第四防撞预警阈值A₄，A₄的表达式为：

其中，K₂为驾驶车辆与检测 车辆交汇点和检测车辆距离相关的系数；E₀为驾驶车辆发现路面出现光照时的光强初始值；K₁为与检测车辆行驶速度相关的系数；ΔE为光照传感器所检测到路面感兴趣区域内光强变化率；V为驾驶车辆的车速；L为驾驶车辆与路面感兴趣区域内光照区域的距离；

当A₄a₀时，不会与驾驶盲区驶出的车辆发生碰撞；

当A₄a₀时，预期会与驾驶盲区驶出的车辆发生碰撞；

其中，a₀为驾驶车辆的最小制动距离；

K₁,E₀的数值均由训练结果确定。

2.根据权利要求1所述的一种黑暗场景中自动驾驶辅助安全预警系统的预警方法，其特征是，所述控制模块能在实际自动驾驶中不断的通过数据处理、学习训练中对第一防撞预警阈值A₁、第二防撞预警阈值A₂、第三防撞预警阈值A₃、第四防撞预警阈值A₄进行自动更新。