[发明专利]一种基于多传感器联合配准融合的驾驶系统和融合方法

权利要求书

1.一种基于多传感器联合配准融合的驾驶系统，包括相互通信的前车和后车，其特征在于，所述前车和后车上均设置有信息传感单元、通信单元、控制单元和信息融合单元；

所述信息传感单元包括GPS传感器、激光雷达测距传感器和超声波测距传感器，GPS传感器用于接收卫星信号，对当前车辆进行实时定位；激光雷达测距传感器用于实时获取当前车辆与前车或后车的雷达测距信息；超声波测距传感器用于实时获取当前车辆与前车或后车的超声波测距信息；

所述通信单元包括信号接收传感器和信号发射传感器，所述信号接收传感器用于接收信息传感单元的信息数据信号，信号发射传感器用于将接收到的信息传感单元的信息数据信号发送至信息融合单元；

所述控制单元包括自动转向控制机构、自动油门控制机构、车辆自动制动机构和自动灯光系统；

所述信息融合单元采用车载控制芯片，用于综合本车的GPS信息、当前车辆与前车或后车的雷达测距信息、当前车辆与前车或后车的超声波测距信息以及通过通信单元获取的前车或后车传感器获得的GPS信息、前车或后车与当前车的雷达测距信息、前车或后车与当前车辆的超声波测距信息并融合通讯误差，进而判断当前车辆相对于前车或后车的运动状态，并通过向控制单元发送指令调整车辆行驶状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器联合配准融合的驾驶系统，其特征在于，所述通信单元采用基于专用短程的通讯协议或Zigbee通讯协议进行通信。

3.一种基于多传感器联合配准融合的驾驶系统的融合方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过GPS获取车辆信息，用公式表示为：

式中：为通过GPS获得的包含测量误差的车辆位置信息，为通过GPS获得的包含测量误差的车辆速度信息；p_n(k)为车辆实时位置信息，v_n(k)为车辆实时速度信息；τ^G为系统时间偏差，和为高斯白噪声以表示GPS的随机测量误差；

2)对步骤1)中的GPS信息进行简化，简化后的公式为：

其中，

3)通过激光雷达测距传感器获取当前车辆与前车或后车的雷达测距信息，用公式表示为：

z^R(k)＝h^R(x₁(k)，x₂(k))+η^R+v^R(k)，

式中，z^R(k)为后车的激光雷达测距传感器获得的前车相对于后车的距离和方位信息，h^R(·)为激光雷达测距传感器的测量函数，η^R为激光雷达测距传感器的系统偏差，v^R(k)为高斯白噪声以表示激光雷达测距传感器的随机测量误差；

4)通过信息融合单元收集单个车辆的运动状态，用公式表示为：

x_n(k)＝F_nx_n(k-1)+w_n(k-1)，

其中，n的取值为1或2，当n取1时表示后车，n取2时表示前车，F_n为状态转移矩阵，w_n(k)为高斯白噪声以表示系统的建模误差，x_n(k)＝(p_n(k)，v_n(k))为车辆的运动状态，k为各离散时刻；

扩维状态的当前车辆的运动状态用公式表示为：

x(k)＝Fx(k-1)+w(k-1)，

其中，

融合信息单元中收到的前车的包含通讯误差的GPS信息用公式表示为：

其中：为后车可通过车辆间的通讯获得前车的GPS测量数据，ξ(k)和γ(k)是服从两点分布的白噪声变量；

5)得到经融合信息单元融合后的车辆运动状态，用公式表示为：

z(k)＝h(x(k)，ξ(k)，γ(k)，η)+v(k)，

其中，