[發明專利]基于日盲紫外光信號的路徑檢測系統

在審

• 申請號: 201410465331.2
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN105466437A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 閆鋒;王軍;李想;曹汛;朱曦;李偉;潘巍松
• 申請（專利權）人: 江蘇南大五維電子科技有限公司
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發明涉及自動駕駛中的路徑檢測技術，具體而言，涉及一種可通過日盲紫外探測器檢測已被日盲紫外光信號標識的道路信息，并將檢測到的信號進行處理，從而獲取道路路徑詳細參數的系統。

背景技術

隨著科技的不斷進步，飛機及火車早已實現自動駕駛的功能，但對于汽車而言，其行駛環境較為復雜，因此自動駕駛的進程遠遠落后于飛機和火車。目前汽車自動駕駛技術已成為各大汽車開發商爭相開發的技術。就連互聯網巨頭谷歌公司也在研究汽車自動駕駛技術，目前其已開發出原型車。

汽車實現自動駕駛的基礎是能夠感知出周圍行駛環境，獲取到準確的路徑信息?，F有無人駕駛技術中環境感知的方法有多種，例如磁信號傳感、視覺傳感、激光傳感、微波傳感、通訊傳感等。但主流的路徑提取方法有：利用磁信號進行道路導航、利用可見光相機進行視覺導航及利用激光雷達進行環境恢復。

日本早在1995年就研制了一輛具有自動駕駛功能的試驗車，其感知路徑信息的方法是在路面中央埋設一條磁鐵線，汽車上安裝磁場探測傳感器，通過檢測磁鐵線獲取行駛路徑。在2014年，沃爾沃公司公布正在開發磁導航系統，以用于指導無人駕駛。其在道路上鋪設固定距離分布的磁石，在車上安裝磁力感應器，通過實時檢測道路磁石陣信號，檢測出路徑信息以修正航道?；诖判盘柕穆窂綑z測雖具有受環境干擾度低的優點，但當磁傳感器探測一定距離之外的磁信號時信號噪音極大，因而無法提取路徑信息。同時，在多車道的路徑檢測時，磁信號的相互干擾將造成路徑信息不明。故利用磁信號進行道路導航時路徑探測距離受限、探測的道路環境受限。

利用可見光相機進行視覺導航的路徑檢測，是通過攝像機獲取車輛周邊環境兩維或三維圖像信息，通過圖像分析識別技術對行駛環境進行感知。在實際運用中，基于該方式的路徑檢測背景信息雜亂，需要復雜的圖像處理算法，并且在夜晚、惡劣天氣（風沙、大霧、雨水）及環境光照復雜下，難以通過圖像處理手段獲取正確的路徑信息。例如：1.在提取一處正對光源的路徑時，通過可見光相機獲取到的圖像由于復雜光照的影響，可能導致圖像過度飽和，這時是無法通過圖像處理獲取到路徑的。2.在夜晚行駛時，通過可見光相機照射出的路徑漆黑一片，即便利用汽車或自帶的燈光照射，其視野范圍也非常有限；3.若出現路徑情況復雜的情況，可見光相機拍攝到的圖像中有多條道路，同時道路邊沿的大樹等也被拍攝其中，因此需要利用很多復雜的算法、耗費過長的時間才能獲取到可能正確的結果。由上可知，通過可見光攝像機的路徑檢測需要通過一系列復雜的圖像處理，卻不一定能得到正確的路徑結果。這種方式獲取路徑信息時，實時性較低、可靠性較低。

激光傳感方式是基于激光雷達獲取車輛周邊環境兩維或三維距離信息，通過距離分析識別技術對行駛環境進行感知。通過高性能的激光雷達能夠及時精確地繪制出周邊一定范圍內的3D地形圖并上傳至車載電腦中樞，通過該方式，可檢測到行人、車輛及遭遇的移動障礙。該方式是通過發射激光束并通過返回的信息進行測距與環境重建，但當使用在空曠環境中，無法對環境重建的結果進行評估，不能獲取到正確的路徑。激光雷達的路徑探測不僅使用環境受限，并且價格昂貴，不便于車載集成。

除了以上單獨使用的導航方式外，為了增加路徑提取的可靠性，無人駕駛車輛多以不同傳感方式進行組合判斷。以谷歌的無人車為例，其融合了視覺傳感、激光傳感及通訊傳感的方式。無人車輛在導航行駛前，需要人為的在要行駛的路徑上通過攝像頭記錄一次，存儲在其遠程服務器中。在跟蹤路徑行駛時，一方面通過視覺傳感對現有圖像做處理，分析現有路徑信息，同時，通過對比此時拍攝的圖像信息和服務器中存儲的圖像信息，以輔助判斷該路徑的真實情況；另一方面，利用三維激光掃描儀進行路障與背景信息判斷?？梢娖錈o人駕駛的系統復雜、處理耗時、可操作性低。

基于多傳感器融合的路徑提取方式，其感知系統過于復雜、難于集成，造價昂貴及實用性差。而令人遺憾的是，即便通過多傳感器數據進行融合，在處理復雜天氣情況時，谷歌的無人駕駛車輛在路徑提取時仍出現問題。引用谷歌無人駕駛車輛的體驗者，科技博客Recode的記者利茲·加恩斯的報道，“谷歌無人駕駛汽車傳感器在雨天環境中存在問題。如果下雪，問題就更大了。在大霧環境中，最好選擇手動駕駛”。

對汽車自動駕駛領域而言，在整個自動行駛過程中獲取正確的路徑信息無疑是至關重要的，若出現路徑檢測錯誤，將導致汽車行駛方向偏離，會造成不可估量的損失。通過磁信號、可見光信息、激光傳感等路徑檢測的方法在自動駕駛技術領域中均具有一定的缺陷，因此提供一種簡單可靠的路徑檢測方式就顯得極為重要。