[發明專利]一種基于C-V2X、雷達與視覺的智能路側感知系統

有效

• 申請號: 202011607167.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112767475B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 蔣建春;賈敬森;曾素華;奚川龍;岑明;林家瑞;胡浪
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06T7/70
• 分類號: G06T7/70;G06V10/80;G01S13/72;G08G1/01
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

本發明請求保護一種基于C?V2X、雷達和視覺的智能路側感知系統，該系統集成了C?V2X通信、目標識別、多源信息融合、目標定位、RSU消息轉發等模塊，針對視覺目標檢測和雷達多目標跟蹤，設計了一種輕量級目標檢測神經網絡模型和一種基于無跡卡爾曼濾波的加權鄰域數據關聯多目標跟蹤算法。設計了一種基于信息增益的多源信息融合權重分配方法，針對不同傳感器的采集數據不同步問題，設計了一種基于內插外推法的多傳感器融合時間同步方法，然后結合C?V2X通信，通過車路協同數據對融合結果進行修正補償，設計了一種基于C?V2X的多源信息融合修正方法。最后結合高精度定位，將融合感知后的目標信息廣播給車輛行人，彌補了車載端感知的不足。

技術領域

本發明屬于智能交通領域、具體涉及一種基于C-V2X、雷達和視覺的智能路側感知系統，包括了智能路側感知模塊、C-V2X通信、高精度定位、邊緣計算等，設計了一種集成了C-V2X通信、目標識別、多源信息融合、目標定位、RSU消息轉發等一體化的智能路側感知系統。

背景技術

智能交通系統(ITS)中的環境協同感知和多傳感器信息融合處理是非常重要的一環，相當于智能車的眼睛和耳朵。其中環境感知部分，由于當前道路上行駛的車輛是智能車和非智能車共存的情況，單單依靠車載感知是遠遠不夠的這就需要路側感知來彌補車載感知的不足。將路側端傳感器的融合感知結果，通過5G通信技術和C-V2X通信技術等，進行實時共享，實現“人-車-路-云”的真正協同智能。

除此之外，在路側系統中引入移動邊緣計算平臺，融合計算、存儲、算法、加速以及大數據為一體，大大降低時延，提高數據處理效率。由于移動邊緣計算平臺靠近道路設施、人、車以及數據源頭，提供這樣的邊緣計算服務平臺，能夠滿足對實時性、數據優化處理、響應快等方面的需求。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種基于C-V2X、雷達與視覺的智能路側感知系統。本發明的技術方案如下：

一種基于C-V2X、雷達與視覺的智能路側感知系統，包括智能路側感知模塊、C-V2X路側單元，智能路側感知模塊用于采集道路上的交通對象信息，C-V2X路側單元用于進行車路協同通信和輔助高精度定位，其特征在于，還包括：邊緣計算服務器，所述邊緣計算服務器包括視覺目標檢測模塊、雷達多目標跟蹤模塊、多源信息融合模塊、目標定位模塊及RSU消息轉發模塊，其中視覺目標檢測模塊設計了一種基于MobileNet V2和YOLOv3的輕量級目標檢測神經網絡模型，用于平衡目標檢測速度和小目標檢測精度；雷達多目標跟蹤模塊設計了一種基于無跡卡爾曼濾波的加權鄰域數據關聯多目標跟蹤算法，用于對非有效目標進行濾除，降低雷達的虛警率；多源信息融合模塊設計了一種基于信息增益的多源信息融合權重分配方法；針對不同傳感器的采集數據不同步問題，設計了一種基于內插外推法的多傳感器融合時間同步方法，然后結合C-V2X通信，通過車路協同數據對融合結果進行修正補償，設計了一種基于C-V2X的多源信息融合修正方法；目標定位模塊設計了一種基于高精度定位的目標空間轉換方法；RSU消息轉發模塊設計了一種面向通信效率的路側V2X消息分發方法，最大化效率的分發目標信息。

進一步的，所述視覺目標檢測模塊中，改進設計了一種輕量級目標檢測神經網絡模型，以MobileNet V2網絡和YOLOv3為基礎，引入深度可分離卷積和具有線性瓶頸的倒殘差模塊構建主干特征提取網絡，對得到的特征圖進行空間金字塔池化增大高層特征感受野，然后結合FPN(特征金字塔網絡)+PAN(金字塔注意力網絡)結構，增加一個自底向上的特征金字塔網絡，從不同的主干層對不同的檢測層進行參數聚合，融合多尺度特征。

進一步的，所述基于無跡卡爾曼濾波的加權鄰域數據關聯多目標跟蹤算法具體包括：對于毫米波雷達跟蹤多目標，首先需要利用閾值進行初選：

其中x,y表示目標在橫向和縱向上雷達收到的距離，x_min和y_min是橫向和縱向上的距離閾值。

T時刻的雷達觀測數據為