[發明專利]一種面向自動駕駛軌跡跟蹤的駕駛員視覺融合方法

有效

• 申請號: 202010696893.3
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111797809B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 胡宏宇;程銘;盛愈歡
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06V20/56
• 分類號: G06V20/56;G06V10/80;G06V10/74
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發明公開了一種面向自動駕駛軌跡跟蹤的駕駛員視覺融合方法，包括：步驟一、獲取駕駛員視角的前視圖像及眼動數據；步驟二、從駕駛員視角的前視圖像中分離出駕駛員注視點；步驟三、將駕駛員注視點定位到固定坐標系下后，得到駕駛員有效注視點的固定坐標；步驟四、確定駕駛員有效注視點的固定坐標的正態分布特性，并且根據注視點正態分布的擬合參數確定駕駛員預瞄點；步驟五、將駕駛員預瞄點變換到地面坐標系，得到預瞄點的地面坐標；根據預瞄點的地面坐標計算預瞄點對應的前視預瞄時間，并且根據車速、預瞄點的概率密度及預瞄點對應的前視預瞄時間得到前視預瞄時間概率密度圖；步驟六、根據前視預瞄時間概率密度圖對預測控制駕駛員模型進行修正。

技術領域

本發明屬于自動駕駛技術領域，特別涉及一種面向自動駕駛軌跡跟蹤的駕駛員視覺融合方法。

背景技術

作為人-車-路閉環系統中核心的決策控制單元，駕駛員的研究對于了解人車路之間相互作用方式、整體優化系統具有重要意義。其中，一種有效的研究方法是建立駕駛員模型，建立駕駛員模型就是將實際駕駛員操縱汽車的過程將其抽象為數學表達的過程。

駕駛員模型相關研究已經開展了半個多世紀，在很多方面均有應用。在車輛設計過程中，引入駕駛員模型可以客觀、準確、全面、深入地評價整體人-車-路閉環系統控制性能；同時隨著低級別自動駕駛系統也就是輔助駕駛系統的廣泛應用，輔助系統的安全性也逐漸受到重視，利用駕駛員模型模擬駕駛員經驗和技能可以在設計階段就有效提升輔助系統的安全性。考慮預瞄行為的駕駛員模型在閉環控制研究領域具有重大的意義，因為不考慮駕駛員在線的控制器會把駕駛員的輸入視作一項干擾，會對駕駛員的輸入產生抑制作用，因此必須把駕駛員在環的設計考慮在內。而駕駛員在駕駛車輛時的預瞄作用，可根據未來時刻汽車實際位置與預估位置的偏差進行決策，從而實現對車輛的控制。期望的預瞄軌跡上的分布軌跡點稱為預瞄點，到預瞄點的距離(前視預瞄距離)與速度的比值稱為預瞄時間，通常根據預瞄時間來優化駕駛員模型的控制參數，實現駕駛員在環設計。

駕駛員駕車時，所接收的信息幾乎全部來自于視覺，交通信號、道路標識、前后車輛等均可以看作是環境對駕駛員的視覺通訊語言。

視覺信息能否正確、實時地處理直接關系到智能車運動速度、路徑跟蹤以及對障礙物的避碰，對系統的實時性和魯棒性具有決定性的作用。駕駛員主要通過視覺信息識別前方障礙物以及可靠路徑，因此，在模仿人類特性的駕駛員模型中，人性化的視覺特性是非常重要的考慮因素。視覺在人類控制運動方面起著主導作用，駕駛員和車輛之間的交互取決于駕駛員如何處理來自前方道路和周圍環境的信息，這些正是駕駛員最重要的信息來源。

現有的駕駛員模型更多的是從車輛動力學的角度出發，將駕駛員模型作為單純的控制單位，關注的重點是如何控制車輛，這些研究往往會忽視駕駛員與環境的交互方式、視覺認知的過程。雖然這些研究可以獲得控制精度接近甚至優于真實駕駛員的模型，但它們在進一步研究人-車-路交互、獲得更人性化的控制效果時有所欠缺，因此，有必要考慮視覺認知特性。

發明內容

本發明的目的是提供一種面向自動駕駛軌跡跟蹤的駕駛員視覺融合方法，通過在實車駕駛過程中對駕駛員前視預瞄時間的分布特征進行計算，并將預瞄時間分布特征融入到駕駛員模型中，對駕駛員模型進行修正，從而提高駕駛員模型的真實性與實用性。

本發明提供的技術方案為：

一種面向自動駕駛軌跡跟蹤的駕駛員視覺融合方法，包括如下步驟：

包括如下步驟：

步驟一、在車輛行駛過程中，獲取駕駛員視角的前視圖像及眼動數據；

步驟二、從所述駕駛員視角的前視圖像中分離出駕駛員注視點；

步驟三、將所述駕駛員注視點定位到固定坐標系下后，得到駕駛員有效注視點的固定坐標；

步驟四、確定駕駛員有效注視點的固定坐標的正態分布特性，并且根據注視點正態分布的擬合參數確定駕駛員預瞄點；