[發明專利]汽車駕駛輔助系統傳感器優選配置方法

有效

• 申請號: 201711096307.6
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN108304605B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 李克強;解來卿;羅禹貢;羅劍;李升波;陳銳;秦兆博;孔偉偉;王庭晗;楊殿閣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 白海燕;張沫

1.一種汽車駕駛輔助系統傳感器優選配置方法，其特征在于，包括如下步驟：

首先，根據汽車駕駛輔助系統功能定位，選取典型應用場景，對系統所需感知的環境信息進行統一描述，包括汽車駕駛輔助系統需要感知的范圍、精度、信息類型；

其次，從包含有成本、功能和可靠性的多個維度，構建汽車駕駛輔助系統傳感器配置的指標評價體系，進而建立多維綜合評價指標模型；

再次，建立備選傳感器的感知功能模型，描述傳感器的感知范圍、感知精度、探測率及在車上不同安裝位置的感知范圍；

最后，根據篩選條件和綜合評價指標模型，采用全局搜索算法，對備選傳感器及備選安裝位置進行篩選尋優，實現傳感器最優配置的計算機求解；

其中，建立傳感器配置多維綜合評價指標模型的方法是：

首先，從傳感器的功能、成本、可靠性三個維度，分別構建評價指標；

其次，采用德爾菲法確定各評價指標的權重系數；

再次，對各指標進行歸一化處理；

最后，對各維度下的評價指標進行線性加權求和，即為最終的綜合評價指標：

式中，J(X_n)為綜合評價指標，X_n代表配置的傳感器集合，共有n個傳感器，i＝1,2,3分別代表功能、成本、可靠性三種指標，J_i分別代表三種指標歸一化后的指標值，δ_i分別代表三種指標的權重系數，根據德爾菲法確定；

傳感器功能指標，用感知覆蓋范圍占比S(X_n)評價：

S(X_n)＝F(X_n)/S_R

X_n代表配置的傳感器集合，共有n個傳感器，F(X_n)代表該配置下的傳感器感知范圍，S_R代表系統所需的感知范圍；

傳感器成本指標，包含所選傳感器的成本價格和安裝成本，用下式定義：

P(X_n)為配置的傳感器總成本，m_i為第i種傳感器數量，共有m種，Pr_i為第i種傳感器單價；L_ij為第i種傳感器在車上第j個位置的安裝成本，共有l個安裝位置；

傳感器可靠性指標，采用配置的傳感器集合X_n中平均無故障工作時間指標最小值作為傳感器的可靠性指標，用下式定義：

T(X_n)＝min[MTTF(x_i)]

其中T(X_n)為傳感器配置的平均無故障工作時間，MTTF(x_i)代表第i種傳感器的平均無故障工作時間。

2.根據權利要求1所述的汽車駕駛輔助系統傳感器優選配置方法，其特征在于，還包括在對備選傳感器及備選安裝位置進行篩選尋優之后，對優選出的配置方案進行系統測試與評價、循環修正的步驟，包括：

首先，在仿真軟件中搭建典型交通場景；

其次，按照優選的傳感器配置方案在汽車上配置傳感器；

然后，對汽車駕駛輔助系統功能進行仿真測試與驗證；

最后，根據驗證效果，循環修正傳感器配置方案。

3.根據權利要求1或2所述的汽車駕駛輔助系統傳感器優選配置方法，其特征在于，建立傳感器感知功能模型的方法是：

根據汽車駕駛輔助系統常用傳感器的感知機理和技術參數，分層次建立其感知功能模型，具體分為如下三個層次，從中選取一種方式：

真值層：不考慮傳感器性能，只考慮傳感器在車輛上的安裝位置，輸出傳感器探測目標距離和方位，屬于幾何模型；

性能層：根據傳感器技術參數，輸出傳感器探測目標距離、誤差范圍及探測率，屬于參數模型；

能量層：考慮天氣衰減、探測目標具體反射面積因素，建立能量反射模型，輸出傳感器探測目標反射回的能量，描述其探測率，屬于能量模型。

4.根據權利要求1或2所述的汽車駕駛輔助系統傳感器優選配置方法，其特征在于，對備選傳感器及其位置進行篩選尋優的方法是：

首先，設定傳感器的初選約束條件，從傳感器配置評價指標體系中選取一個或多個指標限值設定約束條件；

其次，根據約束條件對常用的傳感器種類進行初選，篩選掉明顯不滿足約束條件的傳感器，進而將滿足初選要求的傳感器確定為備選傳感器；

然后，根據備選傳感器的外形特征及安裝要求，確定它們在車上的所有適合安裝的位置，為備選安裝位置；

再次，對符合初選條件的備選傳感器及備選安裝位置分別編號，采用序列浮動前向選擇算法，對備選傳感器及其安裝位置不斷選入和剔除，每選入一個傳感器到車上一個安裝位置，計算該配置的綜合評價指標值J(X_n)，指標值增加就選入，指標值減少就剔除，按編號順序不斷選入和剔除，直至選出配置方案的綜合評價指標達到最優；

最后，實現傳感器優化配置方案的計算機求解。