[發明專利]一種車輛路徑跟隨誤差視覺測量優化方法

有效

• 申請號: 201710171955.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106885523B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 繆其恒;許煒
• 申請（專利權）人: 浙江零跑科技有限公司
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;楊燕霞

本發明涉及一種車輛路徑跟隨誤差視覺測量優化方法。先通過車輛牽引點單目相機單目間接測量系統獲取車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y；再通過車輛牽引點單目相機及跟隨點單目相機的雙目直接測量系統，獲取車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y_DC；最后進行基于無軌卡爾曼濾波的雙系統融合算法，對單目間接測量系統輸出的車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y進行修正。本發明能夠在更大的測量范圍內獲取更準確的車輛尾部側向偏移距離測量值，此測量值可作為后軸主動轉向系統控制器輸入，以提高長軸距車輛的通過性。

技術領域

本發明涉及車輛控制領域，尤其涉及一種車輛路徑跟隨誤差視覺測量優化方法。

背景技術

長軸距車輛或列車，如公交巴士、商用車、重型車及拖掛車輛等，車輛質心較高，車身長度較長，因而其可操控性以及低速通過性較差。在低速轉彎工況下，此類車輛尾部相對于車輛前部會產生相對于轉彎半徑內側的側向偏移距離。車身長度越長，轉彎半徑越小，該側向偏移距離越大，車輛相應的通過性也越差。為了提高此類車輛的低速安全性能，一些后軸主動轉向系統的應用可以使得整個車輛更好地跟隨駕駛員的期望行駛路徑。車輛尾部相對于車輛前部的側向偏移距離是衡量此類系統表現的重要指標，此參數很難通過傳感系統測量直接獲得，通常需要依據車輛航向角以及橫擺角速度等狀態觀測，通過車輛運動學模型估算而得。

部分視覺系統可以根據路面特征通過直接測量方法或間接測量方法得出車輛尾部側向偏移距離。間接測量方法，可依據單目相機測量車輛牽引點的速度、側偏角以及橫擺角速度，利用牽引點位置移位寄存器以及車輛幾何參數，推算出車輛跟隨點的路徑，從而獲得車輛尾部側向偏移距離。此方法測量范圍不受側向偏移距離限制，但精度易受橫擺角速度積分累積誤差的影響。直接測量方法，可依據牽引點相機與跟隨點相機行駛路徑的特征匹配，直接確定二者之間的側向偏移距離。此方法精度較高，但測量范圍易受兩相機視野重合范圍的影響。對于基于慣性傳感器(陀螺儀)的計算方法，在光滑路面，縱向以及側向坡道存在的工況下車輛尾部路徑跟隨測量誤差較大。

準確地測量此類車輛尾部相對于車輛前部的側向偏移距離對于后軸主動轉向系統的應用具有十分重要的意義。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供一種車輛路徑跟隨誤差視覺測量優化方法，其利用傳感器融合技術，將兩種基于視覺傳感的車輛尾部側向偏移距離的測量方法相結合，對車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離進行實時測量，能夠在更大的測量范圍內獲取更準確的車輛尾部側向偏移距離測量值，此測量值可作為后軸主動轉向系統控制器輸入，以提高長軸距車輛的通過性。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：本發明包括如下步驟：

①通過車輛牽引點單目相機單目間接測量系統獲取車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y；

②通過車輛牽引點單目相機及跟隨點單目相機的雙目直接測量系統，獲取車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y_DC；

③進行基于無軌卡爾曼濾波的雙系統融合算法，對單目間接測量系統輸出的車輛跟隨點相對于車輛牽引點行駛路徑的側向偏移距離y進行修正。

利用信息融合技術，將單目間接測量系統和雙目直接測量系統的測量方法相結合，再通過基于無軌卡爾曼濾波的雙系統融合算法對測量結果進行修正，能夠在更大的測量范圍內獲取更準確的車輛尾部側向偏移距離測量值，此測量值可作為后軸主動轉向系統控制器輸入，以提高長軸距車輛的通過性。

作為優選，所述的步驟①包括如下步驟：

(11)對牽引點單目相機所獲取圖像進行預處理，接著進行FAST特征點提取，再生成SURF特征描述向量，然后利用FLANN特征匹配庫對相鄰兩幀所提取的SURF特征描述向量進行特征匹配，利用RANSAC選取正確匹配樣本，計算 Homography矩陣；