一种后方道路模型生成方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种后方道路模型生成方法及装置，该方法包括：根据车辆的运动信息计算车辆前N个周期的历史轨迹，周期为运动信息的采集周期；利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N个周期的曲率、车道中心线当前位置处的航向角和横向截距；基于车辆前N个周期的历史轨迹、车道中心线前N个周期的曲率、以及车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。本发明专利技术借助自适应巡航控制系统和车道保持辅助系统需配备的前向摄像头来生成后方道路模型，为自动换道辅助驾驶系统筛选后方有效目标车辆提供判断的依据，并且降低了自动换道辅助驾驶系统的量产成本。了自动换道辅助驾驶系统的量产成本。了自动换道辅助驾驶系统的量产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种后方道路模型生成方法及装置


[0001]本专利技术涉及智能驾驶
，更具体地说，涉及一种后方道路模型生成方法及装置。

技术介绍

[0002]如今，智能驾驶技术逐渐成熟，越来越多的汽车厂商想要将自适应巡航控制系统(Adaptive Cruise Control，ACC)、车道保持辅助系统(Lane KeepingAssist，LKA)、以及自动换道辅助驾驶系统(Autonomous Lane Change,ALC) 集成，形成功能更强大的驾驶辅助系统。但是，功能更强大也就意味着需要获取更多的环境信息。
[0003]对于自动换道辅助驾驶系统来说，不仅要筛选目标车道前方慢速行驶及有碰撞风险的目标车辆，还需要筛选目标车道后方快速接近及有碰撞危险的目标车辆，在后方有碰撞风险时禁止换道。而筛选后方有效目标车辆的前提是需要知道后方道路模型。由于自适应巡航控制系统的广泛应用和普及，对道路模型的研究基本上都是针对前方而言，对后方道路模型的研究甚少，有待深入研究。
[0004]因此，如何生成后方道路模型，成为现阶段亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种后方道路模型生成方法及装置。技术方案如下：
[0006]一种后方道路模型生成方法，所述方法包括：
[0007]根据车辆的运动信息计算所述车辆前N个周期的历史轨迹，所述周期为所述运动信息的采集周期；
[0008]利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距；
[0009]基于所述车辆前N个周期的历史轨迹、所述车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。
[0010]优选的，所述根据车辆的运动信息计算所述车辆前N个周期的历史轨迹，包括：
[0011]采集所述车辆前N个周期的横摆角速度和纵向车速；
[0012]利用所述车辆前N个周期的横摆角速度，计算所述车辆前N个周期相对于当前坐标系的航向角；
[0013]根据所述车辆前N个周期的纵向车速和航向角，计算所述车辆前N个周期相对于所述当前坐标系的横坐标和纵坐标。
[0014]优选的，所述利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距，包括：
[0015]针对前N个周期中的每个周期，通过所述前向摄像头采集车道线在该周期内的曲率、航向角、横向截距和置信度，所述车道线包括左车道线和右车道线；
[0016]根据所述左车道线的置信度判断所述左车道线在该周期内是否存在，以及根据所述右车道线的置信度判断所述右车道线在该周期内是否存在；
[0017]如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内均存在，根据所述左车道线在该周期内的曲率、以及所述右车道线在该周期内的曲率，计算所述车道中心线在该周期内的曲率；
[0018]根据所述左车道线在该周期内的航向角、以及所述右车道线在该周期内的航向角，计算所述车道中心线在该周期内的航向角；
[0019]根据所述左车道线在该周期内的横向截距、以及所述右车道线在该周期内的横向截距，计算所述车道中心线在该周期内的横向截距；
[0020]如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内存在一个车道线，将存在的车道线的曲率作为所述车道中心线在该周期内的曲率；
[0021]如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内均不存在，则丢弃该周期；
[0022]将当前周期内的航向角和横向截距分别作为所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距。
[0023]优选的，所述基于所述车辆前N个周期的历史轨迹、所述车道中心线前N 个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型，包括：
[0024]根据所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹判断所述后方道路模型是否分为两段；
[0025]如果所述后方道路模型不分为两段，则将所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹和所述车辆前N个周期的曲率作为输入，输入至回旋曲线曲率模型中，并应用最小二乘法计算后方道路模型的曲率和曲率变化率；
[0026]基于所述后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。
[0027]优选的，所述基于所述后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型，还包括：
[0028]如果所述后方道路模型分为两段，从所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹中分别截取第一段后方道路模型的第一纵向轨迹、以及第二段后方道路模型的第二纵向轨迹；
[0029]从所述车辆前N个周期的曲率中分别截取所述第一段后方道路模型的第一曲率、以及所述第二段后方道路模型的第二曲率；
[0030]将所述第一纵向轨迹和所述第一曲率作为输入，输入至回旋曲线曲率模型中，并应用最小二乘法计算所述第一段后方道路模型的曲率和曲率变化率；
[0031]基于所述第一段后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距，生成第一段后方道路模型，并计算所述第二段后方道路模型起点的横坐标、航向角和曲率；
[0032]将所述第二纵向轨迹和所述第二曲率作为输入，输入至所述回旋曲线曲率模型中，并应用所述最小二乘法计算所述第二段后方道路模型的曲率变化率；
[0033]基于所述第二段后方道路模型的曲率变化率和所述第二段后方道路模型起点的横坐标、航向角和曲率，生成第二段后方道路模型。
[0034]一种后方道路模型生成装置，所述装置包括：
[0035]第一计算模块，用于根据车辆的运动信息计算所述车辆前N个周期的历史轨迹，所述周期为所述运动信息的采集周期；
[0036]第二计算模块，用于利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N 个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距；
[0037]模型生成模块，用于基于所述车辆前N个周期的历史轨迹、所述车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。
[0038]优选的，所述第一计算模块，具体用于：
[0039]采集所述车辆前N个周期的横摆角速度和纵向车速；利用所述车辆前N 个周期的横摆角速度，计算所述车辆前N个周期相对于当前坐标系的航向角；根据所述车辆前N个周期的纵向车速和航向角，计算所述车辆前N个周期相对于所述当前坐标系的横坐标和纵坐标。
[0040]优选的，所述第二计算模块，具体用于：
[0041]针对前N个周期中的每个周期，通过所述前向摄像头采集车道线在该周期内的曲率、航向角、横向截距和置信度，所述车道线包括左车道线和右车道线；根据所述左车道线的置信度判断所述左车道线在该周期内是否存在，以及根据所述右车道线的置信度判断所述右车道线在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种后方道路模型生成方法，其特征在于，所述方法包括：根据车辆的运动信息计算所述车辆前N个周期的历史轨迹，所述周期为所述运动信息的采集周期；利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距；基于所述车辆前N个周期的历史轨迹、所述车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆的运动信息计算所述车辆前N个周期的历史轨迹，包括：采集所述车辆前N个周期的横摆角速度和纵向车速；利用所述车辆前N个周期的横摆角速度，计算所述车辆前N个周期相对于当前坐标系的航向角；根据所述车辆前N个周期的纵向车速和航向角，计算所述车辆前N个周期相对于所述当前坐标系的横坐标和纵坐标。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用前向摄像头的车道线信息计算车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距，包括：针对前N个周期中的每个周期，通过所述前向摄像头采集车道线在该周期内的曲率、航向角、横向截距和置信度，所述车道线包括左车道线和右车道线；根据所述左车道线的置信度判断所述左车道线在该周期内是否存在，以及根据所述右车道线的置信度判断所述右车道线在该周期内是否存在；如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内均存在，根据所述左车道线在该周期内的曲率、以及所述右车道线在该周期内的曲率，计算所述车道中心线在该周期内的曲率；根据所述左车道线在该周期内的航向角、以及所述右车道线在该周期内的航向角，计算所述车道中心线在该周期内的航向角；根据所述左车道线在该周期内的横向截距、以及所述右车道线在该周期内的横向截距，计算所述车道中心线在该周期内的横向截距；如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内存在一个车道线，将存在的车道线的曲率作为所述车道中心线在该周期内的曲率；如果所述左车道线和所述右车道线在该周期内均不存在，则丢弃该周期；将当前周期内的航向角和横向截距分别作为所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述车辆前N个周期的历史轨迹、所述车道中心线前N个周期的曲率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型，包括：根据所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹判断所述后方道路模型是否分为两段；如果所述后方道路模型不分为两段，则将所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹和所述车辆前N个周期的曲率作为输入，输入至回旋曲线曲率模型中，并应用最小二乘法计算后方道路模型的曲率和曲率变化率；
基于所述后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距生成后方道路模型，还包括：如果所述后方道路模型分为两段，从所述车辆前N个周期的历史轨迹的纵向轨迹中分别截取第一段后方道路模型的第一纵向轨迹、以及第二段后方道路模型的第二纵向轨迹；从所述车辆前N个周期的曲率中分别截取所述第一段后方道路模型的第一曲率、以及所述第二段后方道路模型的第二曲率；将所述第一纵向轨迹和所述第一曲率作为输入，输入至回旋曲线曲率模型中，并应用最小二乘法计算所述第一段后方道路模型的曲率和曲率变化率；基于所述第一段后方道路模型的曲率和曲率变化率、以及所述车道中心线当前位置处的航向角和横向截距，生成第一段后方道路模型，并计算所述第二段后方道路模型起点的横坐标、航向角和曲率；将所述第二纵向轨迹和所述第二曲率作为输入，输入至所述回旋曲线曲率模型中，并应用所述最小二乘法计算所述第二段后方道路模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏满飞，
申请(专利权)人：上海汽车工业集团总公司，
类型：发明
国别省市：