[發(fā)明專利]基于多傳感器數(shù)據(jù)融合的智能車輛換道輔助系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010127272.3
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111532274B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李舜酩;徐坤;丁瑞;馬會杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W50/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

1.基于智能車輛多傳感器數(shù)據(jù)融合換道輔助系統(tǒng)的換道輔助方法，所述智能車輛多傳感器數(shù)據(jù)融合換道輔助系統(tǒng)包括：用于實時采集本車輛前后環(huán)境信息的不同頻率的雷達、信號放大單元、對所采集環(huán)境信息進行預(yù)處理并判斷前后目標(biāo)車輛是危險車輛或非危險車輛的數(shù)據(jù)處理單元、將不同頻率雷達數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)融合控制單元、能夠及時對遠距離危險車輛及近距離危險車輛進行預(yù)警和危險換道轉(zhuǎn)向扭矩反饋的警示預(yù)警單元；不同頻率的雷達信號采集區(qū)域包括非重合區(qū)域和重合區(qū)域；所述不同頻率的雷達為77GHz毫米波雷達傳感器和24GHz毫米波雷達傳感器；所述的77GHz毫米波雷達傳感器為兩個，安裝在汽車左前方和左后方位置；24GHz毫米波雷達傳感器為兩個，安裝在汽車右前方和右后方位置；其特征在于，具體步驟如下：

S1：通過左前方和左后方77GHz傳感器對本車輛所在車道以及目標(biāo)車道前后方環(huán)境信息進行采集，通過右前方和右后方24GHz傳感器對車輛前后方環(huán)境信息進行采集；

S2：分別對采集到的汽車前方以及后方四個傳感器數(shù)據(jù)進行獨立預(yù)處理，實現(xiàn)車輛目標(biāo)的初選；

S3：對四個毫米波雷達傳感器初選出的車輛目標(biāo)分別獨立進行基于卡爾曼濾波的目標(biāo)有效性檢驗；

S4：對于汽車前方或后方檢測到的非重合區(qū)域進行獨立判斷，判斷出目標(biāo)車道前方遠距離內(nèi)是否有減速慢行車輛以及后方遠距離內(nèi)是否有加速快行車輛；

S5：采用D-S證據(jù)理論分別對汽車前方以及后方兩傳感器監(jiān)測到的重合區(qū)域，即產(chǎn)生的經(jīng)過目標(biāo)有效性檢驗的兩條獨立證據(jù)進行數(shù)據(jù)融合；

S6：將步驟S4和S5處理后的結(jié)果輸送給警示預(yù)警單元；

S7：警示預(yù)警單元根據(jù)判斷結(jié)果進行聲音、閃光以及轉(zhuǎn)向反向干預(yù)預(yù)警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換道輔助方法，其特征在于，步驟S1中的環(huán)境信息包括：每個目標(biāo)車輛與本車的相對速度v_r、相對距離x_r以及相對角度

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換道輔助方法，其特征在于，步驟S2中預(yù)處理是通過濾除空信號目標(biāo)、濾除靜止目標(biāo)和濾除虛假目標(biāo)實現(xiàn)的。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換道輔助方法，其特征在于，步驟S3包括：

步驟S3.1：假設(shè)狀態(tài)其中x_n,j,v_n,j,分別代表第n個周期內(nèi)測量到的有效車輛目標(biāo)的縱向相對距離、相對速度和相對加速度；

步驟S3.2：對下一周期的目標(biāo)車輛狀態(tài)進行預(yù)測，如下所示：

上式中，T為毫米波雷達掃描周期，x_(n+1)|n、v_(n+1)|n、分別代表第n+1周期內(nèi)目標(biāo)車輛預(yù)測值的縱向相對距離、相對速度和相對加速度；

步驟S3.3：對第n+1周期的初選車輛目標(biāo)信息與上式所得到第n個周期的有效車輛目標(biāo)信息預(yù)測值進行比較驗證，比較準(zhǔn)則如下：

|x_n+1-x_(n+1)|n|≤|Δx|

|v_n+1-v_(n+1)|n|≤|Δv|

上式中，x_n+1、v_n+1、分別代表第n+1個周期內(nèi)兩車的縱向相對距離、相對速度和相對加速度的采集值；Δx、Δv、分別代表比較準(zhǔn)則的允許最大誤差；

步驟S3.4：對于第n+1周期的初選車輛目標(biāo)，如果滿足式(2)，則認為初選車輛目標(biāo)與第n周期的有效車輛目標(biāo)一致，對此目標(biāo)車輛進行目標(biāo)車輛信息更新，否則進行目標(biāo)不一致性處理，對于監(jiān)控重合區(qū)域目標(biāo)，使用D-S證據(jù)理論進行數(shù)據(jù)融合處理決斷是否為危險車輛；對于非重合區(qū)域目標(biāo)，默認假定車輛目標(biāo)有效，最大限度上保證安全，即如果非重合區(qū)域第n個周期和第n+1個周期判斷的結(jié)果一個是危險車輛，另一個是非危險車輛的話，則認定為危險車輛。