[发明专利]一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统，其安装在自动驾驶车辆中，其特征在于，包括：机器视觉模块、激光雷达模块、车辆信息采集模块、远程通讯模块和主控模块；

所述机器视觉模块采集当前车辆周围的障碍物的形状信息、车道线信息、障碍车辆信息、交通指示牌和信号灯的交通环境信息并进行编程处理，将编程处理后的交通环境信息传输至所述主控模块；

所述激光雷达模块用于探测障碍物的距离信息，并将探测的障碍物信息传输至所述主控模块；

所述车辆信息采集模块用于获取当前车辆的基本识别信息以及动态运行数据，并将车辆信息传输至所述远程通讯模块和所述主控模块；

所述远程通讯模块用于实现当前车辆与远程终端和其他车辆之间进行数据通讯交互；

所述主控模块结合交通环境信息、障碍物信息和车辆信息进行计算，并根据计算结果控制当前车辆的行驶状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统，其特征在于，所述机器视觉模块包括第一摄像机、第二摄像机和图像处理模块；所述第一摄像机采集当前车辆周围的近处车道线信息和障碍车辆信息；所述第二摄像机采集远处的交通指示牌和信号灯信息；所述图像处理模块将所述第一摄像机和所述第二摄像机所采集的视频信息进行计算处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统，其特征在于，所述图像处理模块包括车辆识别模块、车道线识别模块、交通标志识别模块和交通信号灯识别模块；

所述车辆识别模块用于生成感兴趣区域，并对图像信息依次进行预处理、轮廓提取、尺寸筛选和卡尔曼滤波处理，最后基于概率神经网络的分类器对周围障碍车辆的图像进行识别；

所述车道线识别模块用于生成感兴趣区域，并对图像信息依次进行预处理、canny边缘检测、霍夫线变换、斜率筛选、车道线合并和拟合中线处理，对车道线图像进行识别；

所述交通标志识别模块对图像信息依次进行灰度化、二值化、滤波、形态学处理、感兴趣区域分割和特征提取处理，对交通标志图像进行识别；

所述交通信号灯识别模块用于识别交通信号灯的颜色状态，并根据颜色状态发送相应信号至所述主控模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统，其特征在于，所述机器视觉模块还包括形状识别模块，所述形状识别模块包括第三摄像机、坐标建立模块、坐标转换模块、规则障碍物估计模块、不规则障碍物估计模块；

所述坐标建立模块以过所述第三摄像机与地面的垂点为原点，建立固结于车上的实际坐标系；

所述第三摄像机用于采集障碍物的图像信息；

所述坐标转换模块用于将障碍物的图像信息数据转换至所述实际坐标系下；

所述规则障碍物估计模块用于对规则障碍物进行长度、高度和宽度的估算，并将估算结果发送至所述主控模块；

所述不规则障碍物估计模块用于对不规则障碍物进行宽度和高度的估计，确定障碍物的图像信息数据所对应的节点坐标，取对应节点坐标上的最大值作为不规则障碍物的宽度和高度，并将所述不规则障碍物的宽度和高度信息发送至所述主控模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉与激光雷达的路侧数据采集及车辆控制集成系统，其特征在于，所述激光雷达模块包括光学发射模块、光学接收模块、光电转换电路、控制电路、计数器和计算与输出电路；

所述光学发射模块对准被测障碍物，所述控制电路控制所述光电转换电路发射激光脉冲至所述光学发射模块，同时所述控制电路触发所述计数器计时；

所述光学发射模块将所述激光脉冲发射至被测障碍物，所述激光脉冲发生反射产生回波信号，所述光学接收模块接收所述回波信号进行判断，如果所述回波信号大于阈值，则说明所述回波信号有效，触发所述光电转换电路将所述回波信号转化为电信号并传输至所述控制电路，所述控制电路控制所述计数器停止计时；

所述计算与输出电路根据所述计数器所采集的时间计算被测障碍物的距离，并将所述距离信息传输至所述主控模块。