[發(fā)明專利]一種基于時(shí)空同步與信息融合的路面附著系數(shù)估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110684077.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113361121B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭洪艷;趙旭;劉惠;劉俊;郭景征;孟慶瑜;劉暢;戴啟坤;王連冰;譚中秋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T7/00;G06T7/11;G06F16/583;G06N3/04;G06F119/14
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 劉馳宇

本發(fā)明提供了一種基于時(shí)空同步與信息融合的路面附著系數(shù)估計(jì)方法，同時(shí)采集車輛前方路面圖像信息和車輛動(dòng)力響應(yīng)信息，通過語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)提取采集的車輛前方路面圖像中有效的路面區(qū)域，再送入路面類型識(shí)別網(wǎng)絡(luò)得到路面類型識(shí)別結(jié)果，根據(jù)采集的車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息，采用無跡卡爾曼濾波器估計(jì)方法得到路面附著系數(shù)估計(jì)值，通過時(shí)空同步方法篩選得到滿足融合條件的路面類型識(shí)別結(jié)果與路面附著系數(shù)估計(jì)值；最后判斷預(yù)設(shè)的路面類型識(shí)別結(jié)果的置信度門限值與加權(quán)概率值對(duì)比結(jié)果，融合輸出最終的路面附著系數(shù)估計(jì)值；本方法能實(shí)現(xiàn)車輛前方路面類型數(shù)據(jù)和車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息數(shù)據(jù)時(shí)空同步，保證融合后的路面附著系數(shù)估計(jì)結(jié)果的預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于路面附著系數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，涉及一種路面附著系數(shù)估計(jì)方法，更加具體來講，涉及一種基于時(shí)空同步與信息融合的路面附著系數(shù)估計(jì)方法。

背景技術(shù)

路面狀態(tài)的好壞是影響車輛能否安全行駛的最直接因素，而路面附著系數(shù)表征了輪胎與路面之間能夠產(chǎn)生的最大相互作用力，直接影響著汽車的驅(qū)動(dòng)性、制動(dòng)性以及操縱穩(wěn)定性。準(zhǔn)確獲取路面附著系數(shù)能夠擴(kuò)充汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的工況適應(yīng)范圍，提前感知前方路面狀態(tài)變化則有助于主動(dòng)安全系統(tǒng)及時(shí)調(diào)整控制策略。但現(xiàn)有的路面附著系數(shù)識(shí)別方法如基于視覺的路面類型識(shí)別方法能夠識(shí)別前方路面類型，識(shí)別結(jié)果一般為路面附著系數(shù)的范圍值，這種方法預(yù)測(cè)性較好，但是存在一定程度的識(shí)別誤差；基于車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息的路面附著系數(shù)估計(jì)方法能夠準(zhǔn)確估計(jì)車輛當(dāng)前位置的路面附著系數(shù)，這種方法準(zhǔn)確性較好，但是需要滿足一定激勵(lì)條件且存在滯后性，如何將兩種方法結(jié)合，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)路面附著系數(shù)的提前預(yù)測(cè)和準(zhǔn)確估計(jì)，對(duì)于車輛的主動(dòng)安全控制，促進(jìn)汽車智能化發(fā)展具有十分重要的理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有路面附著系數(shù)識(shí)別方法存在一定程度的識(shí)別誤差和滯后性的問題，將基于視覺的路面類型識(shí)別方法和基于車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息的路面附著系數(shù)估計(jì)方法結(jié)合，提出一種基于時(shí)空同步與信息融合的路面附著系數(shù)估計(jì)方法，這種方法具有預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確性的優(yōu)點(diǎn)；首先同時(shí)采集車輛前方路面圖像信息和車輛動(dòng)力響應(yīng)信息；通過語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)提取采集得到的車輛前方路面圖像中有效的路面區(qū)域，再送入路面類型識(shí)別網(wǎng)絡(luò)得到路面類型識(shí)別結(jié)果，同時(shí)，根據(jù)采集得到的車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息，采用無跡卡爾曼濾波器估計(jì)方法得到路面附著系數(shù)估計(jì)值；然后通過時(shí)空同步方法篩選得到滿足融合條件的路面類型識(shí)別結(jié)果與路面附著系數(shù)估計(jì)值；最后判斷預(yù)設(shè)的路面類型識(shí)別結(jié)果的置信度門限值與加權(quán)概率值對(duì)比結(jié)果，融合輸出最終的路面附著系數(shù)估計(jì)值。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于時(shí)空同步與信息融合的路面附著系數(shù)估計(jì)方法，首先同時(shí)采集車輛前方路面圖像信息和車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息；通過語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)提取采集得到的車輛前方路面圖像中有效的路面區(qū)域，再送入路面類型識(shí)別網(wǎng)絡(luò)得到路面類型識(shí)別結(jié)果，同時(shí)，根據(jù)采集得到的車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息，采用無跡卡爾曼濾波器估計(jì)方法得到路面附著系數(shù)估計(jì)值；然后通過時(shí)空同步方法篩選得到滿足融合條件的路面類型識(shí)別結(jié)果與路面附著系數(shù)估計(jì)值；最后判斷預(yù)設(shè)的路面類型識(shí)別結(jié)果的置信度門限值與加權(quán)概率值對(duì)比結(jié)果，融合輸出最終的路面附著系數(shù)估計(jì)值，本方法具體步驟如下：

步驟一、同時(shí)采集前方路面的圖像信息及車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)信息

車輛前方路面的圖像信息由型號(hào)為USB30-AR023ZWDR的單目視覺傳感器采集得到，采集得到的圖像分辨率為1920×1080，每秒采集30張圖像，單目視覺傳感器布置在車內(nèi)位于車輛前風(fēng)擋玻璃正上方位置，調(diào)整高清動(dòng)態(tài)攝像頭的視角，使高清動(dòng)態(tài)攝像頭拍攝的圖像下界剛好位于車輛引擎蓋邊沿，使得高清動(dòng)態(tài)攝像頭拍攝的路面圖像占五分之三以上，由于單目視覺傳感器的安裝位置和最大有效距離的限制，確定前方路面的圖像信息中有效路面區(qū)域?yàn)檐囕v質(zhì)心處前方5至50米范圍內(nèi)，單目視覺傳感器輸出的圖像信息通過USB傳輸?shù)杰囕d工控機(jī)，按固定頻率10Hz讀取；