[發(fā)明專利]基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法

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• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113064172A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏振亞;陳無畏;張先鋒;劉菲;崔國良;丁雨康
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽卡思普智能科技有限公司
• 主分類號: G01S13/931
• 分類號: G01S13/931;G01S13/86
• 代理公司: 合肥市長遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34119
• 代理人: 孫麗麗

1.基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將毫米波雷達(dá)獲取的目標(biāo)進(jìn)行分類，通過濾波剔除干擾目標(biāo)，獲取有效目標(biāo)；

S2、將有效目標(biāo)映射至視覺圖像中，并生成相應(yīng)的雷達(dá)目標(biāo)ROI，實現(xiàn)雷達(dá)與視覺的空間融合；

S3、對雷達(dá)目標(biāo)ROI進(jìn)行對稱性分析，改進(jìn)雷達(dá)目標(biāo)ROI橫向位置；

S4、判斷雷達(dá)目標(biāo)ROI中是否含有車輛，若雷達(dá)目標(biāo)ROI內(nèi)存在車輛，則采用KCF算法跟蹤該車輛，若雷達(dá)目標(biāo)ROI內(nèi)不存在車輛，根據(jù)自車與前車的相對距離與相對速度判斷自車是否可以換道；若雷達(dá)目標(biāo)ROI內(nèi)不存在車輛，則保持車輛在原車道行駛。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，步驟S2中將有效目標(biāo)映射至視覺圖像中采用基于偽逆的單值化估計的方法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，步驟S3中對雷達(dá)目標(biāo)ROI進(jìn)行對稱性分析是通過對稱軸檢測算法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，步驟S4中判斷雷達(dá)目標(biāo)ROI中是否含有車輛是采用基于Adaboost算法訓(xùn)練的車輛檢測器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，步驟S4分別設(shè)置速度閾值V1與相對距離閾值X1，若目標(biāo)車輛的速度與相對距離滿足公式則車輛可調(diào)換車道。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于毫米波雷達(dá)與機(jī)器視覺融合的汽車安全換道方法，其特征在于，步驟S1的分步驟如下：

S11、將雷達(dá)探測的任一目標(biāo)數(shù)據(jù)描述為如下向量：

x＝(r,α,v)#(1)

其中r表示探測物體的距離；a表示探測物體的方位角；v表示探測物體的速度；

S12、將雷達(dá)探測目標(biāo)的相對距離分解為：相對縱向距離distY與相對橫向距離distX，其求解公式如式(2)：

S13、通過設(shè)定橫向范圍X1與縱向范圍Y1，約束distX和distY的范圍，保留滿足公式(3)的目標(biāo)作為備選跟蹤目標(biāo)：

S14、確定待跟蹤目標(biāo)，設(shè)定4個參數(shù)：某個雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes、對應(yīng)雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimes、T_F與T_L；T_F與T_L分別為對應(yīng)雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes與雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimes的判別閾值；雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes與雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimes的初始值均為0，設(shè)定目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes大于T_F的目標(biāo)為待跟蹤目標(biāo)；

S15、利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法預(yù)測下一周期目標(biāo)信息；X_n＝[x_n,y_n,v_xn,v_yn]為描述目標(biāo)運(yùn)動的狀態(tài)向量，x_n、y_n、v_xn、v_yn分別為第n周期內(nèi)獲得的有效目標(biāo)橫向相對距離、縱向相對距離、橫向相對速度以及縱向相對速度，下一周期目標(biāo)預(yù)測值可通過式(4)獲得：

其中，T為雷達(dá)掃描周期，x_n+1|n、y_n+1|n、v_xn+1|n、v_yn+1|n為根據(jù)上一周期計算所得的最終狀態(tài)值；

S16、通過公式(5)計算本周期目標(biāo)狀態(tài)預(yù)測值與本周期目標(biāo)實際測量值的差值，判斷二者是否指代同一目標(biāo)；若是同一目標(biāo)，則對應(yīng)的目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes加1；否則對應(yīng)的目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes減1，雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimes加1；

其中，x_n+1、y_n+1、v_xn+1、v_yn+1是本周期有效目標(biāo)實際測量值，Δx、Δy、Δv_x、Δv_y是目標(biāo)實際測量值與預(yù)測值之間的準(zhǔn)許誤差；

S17、根據(jù)本周期每個目標(biāo)的目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimes與雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimes大小，確定是否繼續(xù)跟蹤；若滿足目標(biāo)連續(xù)被探測到的次數(shù)FindTimesT_F且雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimesT_L時，則將該目標(biāo)作為有效目標(biāo)，繼續(xù)跟蹤；若滿足雷達(dá)目標(biāo)連續(xù)丟失的次數(shù)LostTimesT_L時，則判斷該目標(biāo)為干擾目標(biāo)，將其拋棄并重新選定跟蹤目標(biāo)。