[發明專利]一種毫米波雷達與激光雷達融合的車輛前碰撞預警方法

有效

• 申請號: 202010765252.9
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111708016B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 楊超;王偉達;馬正;郄天琪;劉文婕;王偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S13/86
• 分類號: G01S13/86;G01S13/931;G01S17/931;G01S7/40;G01S7/497
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明提供一種毫米波雷達與激光雷達融合的車輛前碰撞預警方法，分別獲取毫米波雷達數據與激光雷達數據，經過坐標轉換與處理；采集同一時刻得到的處理后的毫米波雷達與激光雷達數據，判斷兩個數據是否存在異常或則缺失；如果兩個數據都正常，將毫米波雷達與激光雷達數據進行融合，如果一個數據不正常，警示系統并直接計算TTC；設定TTC閾值A、B，TTC與閾值比較判斷狀態并采取對應的措施。本發明使得前碰撞預警的結果更加準確，增強了系統的魯棒性。

技術領域

本發明涉及車輛安全預警技術領域，尤其是涉及一種毫米波雷達與激光雷達融合的車輛前碰撞預警方法。

背景技術

前碰撞預警系統(FCWS)是車輛上的一種主動安全系統，它能夠時刻監測前方車輛，當存在碰撞危險時提起警告駕駛員，甚至觸發制動器，保證車輛乘客的安全。FCWS需要對前方車輛進行感知，目前在智能電驅動車輛上，用于感知的傳感器包括激光雷達，毫米波雷達與單目或雙目攝像頭。毫米波雷達使用毫米波進行檢測，激光雷達通過發射激光束探測目標的位置，本身具有非常精確的測距能力，測量誤差可以控制在幾個厘米之內，且探測范圍廣，但是不能直接測量速度，在雨雪霧等極端天氣下性能較差。毫米波雷達是工作在毫米波波段探測的雷達，穿透霧、煙、灰塵的能力強，相比激光雷達在極端天氣下性能更好，能夠通過多普勒頻移原理進行測速，因此能更精確的測量出移動物體的速度，但是不易識別非金屬障礙物，因此對人的感知能力較差，而且在距離的感知上不如激光雷達。將毫米波雷達與激光雷達進行融合后用于前碰撞預警，通過冗余設計提高了整體系統的魯棒性與安全性，相比單一傳感器能夠獲得前方障礙物更精確的距離與速度，使得前碰撞預警結果更加準確。

專利號CN110834627A提供一種基于毫米波雷達的車輛碰撞預警控制方法、系統及車輛，S1：獲取毫米波雷達識別的障礙物信息，所述障礙物信息包括：障礙物的當前位置、障礙物與車輛的橫向相對距離、縱向相對距離、橫向相對速度、縱向相對速度及障礙物寬度，定義車輛行駛方向為縱向正方向，本車駕駛員右手方向為橫向正方向；S2：對所述障礙物信息進行處理，得到橫向相對距離最佳估計值、縱向相對距離最佳估計值、橫向相對速度最佳估計值及縱向相對速度最佳估計值；S3：根據所述距離最佳估計值、縱向相對距離最佳估計值、橫向相對速度最佳估計值及縱向相對速度最佳估計值，建立所述障礙物的運動軌跡；S4：根據所述障礙物的運動軌跡，預測所述車輛與所述障礙物的縱向相遇時間，并預測所述縱向相遇時間對應的橫向相對距離；S5：根據所述縱向相遇時間對應的橫向相對距離判斷所述車輛與所述障礙物是否存在碰撞風險；S6：如果是，則確定與所述障礙物的當前位置對應的車輛遠光燈中的LED光源，并控制所述LED光源閃爍，以進行碰撞預警。

該方法僅依靠單一傳感器毫米波雷達無法提供準確的位置信息，且毫米波雷達識別人時容易失敗，造成危險。

發明內容

本發明提供一種毫米波雷達與激光雷達融合的車輛前碰撞預警方法，應用于智能電驅動車輛的感知與決策系統，提高了前碰撞預警系統的整體性能。

為實現上述目的，本申請采用的技術方案是：

一種毫米波雷達與激光雷達融合的車輛前碰撞預警方法，包括以下步驟：

S1.分別啟動毫米波雷達與激光雷達進行前方車輛檢測；

S2.分別獲取毫米波雷達數據與激光雷達數據，經過坐標轉換與處理后得到(ρ,θ,ρ’)與(x,y,v_x,v_y)，其中以毫米波雷達安裝位置中心為坐標原點，車輛向前行駛方向為y軸正方向，與x軸垂直向右且平行于路面為x軸正方向

(ρ,θ,ρ’)中，ρ代表矢徑，為毫米波雷達探測到的障礙物距離坐標原點的距離，θ為障礙物與x軸正方向的夾角，ρ’為沿矢徑方向探測到的速度；

(x,y,v_x,v_y)中，x,y為激光雷達探測到的障礙物相對于原點的橫向與縱向坐標，v_x,v_y為計算得到的橫向與縱向的速度；