[發明專利]一種用于智能車輛的路口行駛控制方法

有效

• 申請號: 201410678135.3
• 申請日: 2014-11-23
• 公開（公告）號: CN104494598A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉宏哲;袁家政;楊青;鄭永榮;周宣汝
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域：

本發明是一種用于智能車輛的路口行駛控制方法，屬于智能車無人駕駛技術領域和安全智能交通領域。

背景技術：

從20世紀70年代開始，美國、英國、德國等發達國家開始進行無人駕駛智能車的研究，在可行性和實用化方面都取得了突破性的進展。我國從20世紀80年代開始進行無人駕駛智能車的研究，國防科技大學在1992年成功研制出我國第一輛真正意義上的無人駕駛智能車。無人駕駛智能車在結構化道路、高速道路的研究趨于成熟，國內在高速道路上的測試頁取得了很好成績，如2013年有我國科研人員研究的無人駕駛智能車首次完成了京津高速公路測試項目，無人駕駛行程超百公里。目前，國內外開始將無人駕駛智能車的研究重點放在城市道路、鄉村道路這種半結構化、非結構化道路的研究上。近來，德國自由大學的MIG無人駕駛智能車、意大利帕爾馬大學的無人駕駛智能車和美國谷歌公司的無人駕駛智能車，都紛紛開始上路測試。路口行駛控制是城市道路無人駕駛研究的重要內容之一。

專利號為201120510142的一種智能交通燈控制系統、專利號為201010530886的種基于移動車載網的十字路口違章車輛檢測方法以及專利號為200810035904的一種車輛路口左轉違章檢測系統都涉及到了城市道路路口問題并提出了一些很好的思路，但是都只屬于智能交通領域，并沒有結合無人駕駛技術。

發明內容：

本發明的目的在于解決智能車輛在城市道路路口的行駛問題，其中涉及到智能車輛通過路口時的各種技術難題，如車道線、停止線、行人的檢測以及紅綠燈識別等技術，一種用于智能車輛的路口行駛控制方法。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

步驟1：將單目攝像機安裝在智能車輛內后視鏡的正下方并與車體的縱向坐標軸平行，相對車體橫坐標的位移為零；

步驟2：給攝像機安裝濾光片，消除逆光帶來的影響；

步驟3：獲取攝像機的單應性矩陣H，所述的單應性矩陣H是指世界坐標與圖像坐標的對應關系；

步驟4：對采集到的視頻圖像進行車道線檢測；

步驟4-1：圖像二值化；首先將采集到的彩色圖像轉換成灰度圖像，然后使用OTSU方法進行二值化；

步驟4-2：根據步驟3獲得單應性矩陣H，對步驟4-1后得到的圖像進行逆透視變換，得到鳥瞰圖像；

步驟4-3：對鳥瞰圖像進行平行線霍夫直線變換，將傾角相同的平行線歸為一組，然后對每一組平行線做線寬和距離約束，所述的線寬約束是指候選線條的寬度應該符合車道線寬度范圍，所述的距離約束是指線與線之間的垂直距離符合車道寬度范圍；符合約束條件的直線則是車道線；

步驟5：計算車道虛擬中心線；所述的車道虛擬中心線是指兩相鄰車道線的垂直中點的連線，即兩相鄰車道線的之間的平行于車道線的中線；

步驟6：智能車輛方向控制；

步驟6-1：根據步驟5計算出的車道虛擬中心線，利用PD控制算法計算方向盤的角度；首先通過車道虛擬中心線可以計算出傾斜角度Δθ和偏移距離Δd，然后通過以下公式計算出方向盤的角度ω：

ω＝kp·Δd+kd·Δθ???公式1

其中，Δd的單位是厘米(cm)，Δθ的單位是度(°)，kp是偏差比例，其單位是度每厘米(°/cm)，kd是偏差微分。

步驟:6-2：根據步驟6-1計算出的角度，控制智能車輛的方向；所述智能車輛的時速保持在5km/h-30km/h；

步驟7：停止線檢測；

步驟7-1：根據步驟4-2中獲得的鳥瞰圖像，對鳥瞰圖像進行霍夫直線變換檢測，并計算每條直線的水平夾角θ，其單位是度(°)，滿足0≤θ≤30或150≤θ≤180的直線則是停止線的初次候選直線；

步驟7-2：對步驟7-1得到的候選直線進行長度計算，若長度l滿足范圍100<l<115則是停止線的二次候選直線；所述的長度單位是像素，其滿足的范圍是一個車道的寬度范圍；

步驟7-3：對停止線的二次候選直線區域進行上升沿和下降沿檢測，目的是檢測出停止線候選直線的上下邊界，然后計算停止線候選直線的寬度w，當寬度滿足范圍5≤w≤15時則認為該候選直線是停止線；所述w的單位是像素，其滿足的范圍是停止線上下邊沿的寬度范圍；

步驟8：停止線測距；

步驟8-1：根據步驟7檢測到停止線，然后計算出停止線下邊界的中心點P(x，y)；設鳥瞰圖像大小是(width，height)，則根據公式2可以計算出中心點P(x，y)離圖像下邊界中心點(width/2，height/2)的像素歐式距離d: