[發明專利]基于自車攝像頭、雷達感知信息的周圍車輛側滑識別方法

有效

• 申請號: 202010892719.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112026774B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 羅禹貢;向云豐;陳健;賀巖松;劉金鑫;王博
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W40/105;B60W40/02;B60W40/00;B60W60/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于自車攝像頭、雷達感知信息的周圍車輛側滑識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)通過自車車載攝像頭與雷達進行數據獲取

自車行駛過程中，利用自車的車載攝像頭獲取的信息包括：車道線方程，周圍車輛轉向信號燈狀態，周圍車輛的左右邊緣距離該周圍車輛所在車道的左右車道線的距離l_l、l_r；自車行駛過程中，利用自車的車載雷達獲取的信息包括：當前時刻N周圍車輛相對于自車的速度v_N和距離L_N以及周圍車輛質心與自車質心的連線與自車中軸線的夾角α_N；根據車載攝像頭和雷達獲取的數據得到當前時刻周圍車輛的速度V_N和周圍車輛在三維世界坐標系的位置(x_N，y_N)，計算公式分別如下：

V_N＝v_N+vs_N

x_N＝x_0N+L_N·cosα_N

y_N＝y_0N+L_N·sinα_N

其中，vs_N為自車當前速度；x_0N，y_0N為自車當前時刻在三維世界坐標系下的縱向坐標和橫向坐標；

2)計算當前時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑

設T_N，T_N-1，T_N-2為周圍車輛當前時刻N及其前兩個時刻N-1和N-2對應的軌跡點，其在三維世界坐標系下的坐標分別為(x_N，y_N)，(x_N-1，y_N-1)，(x_N-2，y_N-2)；利用以下公式確定當前時刻N周圍車輛軌跡的曲率半徑ρ(N)：

式中：

θ_1N為N-1時刻和N時刻周圍車輛的速度方向之間的夾角，根據余弦定理計算得到：

其中，l_N-2，N-1、l_N-1，N和l_N-2，N分別為周圍車輛的軌跡點T_N-2和T_N-1、T_N-1和T_N以及T_N-2和T_N之間的距離，計算公式分別如下：

R_N為同時通過周圍車輛三個軌跡點T_N，T_N-1，T_N-2的圓弧半徑，圓弧的圓心為O_N，由三角形O_NT_N-1T_N-2的幾何關系得到：

3)根據周圍車輛歷史軌跡曲率半徑判斷是否存在疑似側滑點

若周圍車輛歷史軌跡的某一時刻k₁的曲率半徑滿足ρ(i-1)≤ρ(i)，i＝k₁-n，k₁-n+1，…，k₁，且滿足ρ(k₁)≥ρ(j)，j＝k₁+1，k₁+2，…，N，則判定周圍車輛歷史軌跡上的該時刻k₁為疑似側滑時刻，記錄時刻k₁并執行步驟4)；若不滿足則執行步驟8)；i和j分別為周圍車輛歷史軌跡上時刻k₁之前和之后的時刻；n為時刻k₁之前設定范圍內的時刻；

4)判斷時刻k₁至時刻N之間周圍車輛邊緣是否離該周圍車輛相應一側對應的車道線的距離越來越近，若越來越近，則執行步驟5)，若時刻k₁至時刻N-1之間周圍車輛邊緣離該周圍車輛相應一側對應的車道線的距離越來越近，且在N時刻周圍車輛邊緣離所述車道線的距離開始變大，則記錄當前時刻為k₂，即k₂＝N，并則執行步驟9)；

5)判斷周圍車輛的當前速度在垂直于該周圍車輛所在車道方向的分量是否大于側滑速度閾值、當前周圍車輛的邊緣到達該周圍車輛所在車道的車道線的時間是否小于側滑時間閾值，當前周圍車輛的邊緣至該周圍車輛所在車道線的距離是否小于側滑距離閾值，若三個條件不同時滿足則執行步驟6)，若同時滿足則執行步驟12)；

6)計算時刻N＝N+1周圍車輛軌跡的曲率半徑，且判斷該時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑是否小于k₁時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑，若是則繼續判定k₁時刻為疑似側滑時刻，并返回步驟4)，若不是則執行步驟7)；

7)判定時刻k₁不為疑似滑移時刻，執行步驟8)；

8)計算時刻N＝N+1周圍車輛軌跡的曲率半徑，返回步驟3)；

9)判斷時刻k₂之后周圍車輛邊緣到與步驟4)中車道線相對的車道線距離是否越來越近，若越來越近，則執行步驟10)，否則執行步驟7)；

10)判斷N時刻周圍車輛的車速在垂直于車道方向分量是否大于側滑速度閾值，邊緣到達車道線的時間是否小于側滑時間閾值，邊緣離車道線的距離是否小于側滑距離閾值，若三個條件不同時滿足則執行步驟11)，若同時滿足則執行步驟12)；

11)計算時刻N＝N+1周圍車輛軌跡的曲率半徑，判斷該時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑是否小于k₁時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑，同時判斷N時刻周圍車輛軌跡的曲率半徑是否在設定范圍內變化，若兩個條件同時滿則返回步驟9)，若不同時滿足則返回步驟7)；

12)判定k₁時刻為重度疑似側滑時刻，結合轉向燈狀態信息判斷周圍車輛是否發生側滑若周圍車輛的轉向燈狀態信息表示的車道保持，則判定k₁時刻是側滑時刻；若周圍車輛的轉向燈狀態信息表示的是車道變換，則結合轉向燈狀態信息判斷周圍車輛是正常換道還是處于側滑狀態：若轉向燈狀態信息表示的是換道，當周圍車輛駛過相應車道線時，判定為正常換道，不為側滑，但換道完成后若周圍車輛再繼續滑出車道線，則將判定周圍車輛發生側滑。