基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统，该方法首先将输入的车载毫米波雷达静态目标点进行初步筛选，获得比较稳定的静态目标点，通过设置查找范围利用首个起始点进行聚类找出所有边界点的策略在稳定的静态目标点中筛选所有可能的道路边界点，然后，结合雷达上一帧筛选得到的边界点利用最小二乘法进行二次曲线拟合，最后，考虑道路边界不会短时间发生跳变，利用卡尔曼滤波算法对得到的二次曲线中三个系数进行滤波处理，得到时域中较为稳定的曲线输出，进而提高了道路边界检测精确度。路边界检测精确度。路边界检测精确度。

Road boundary detection method and system based on vehicle mounted millimeter wave radar

【技术实现步骤摘要】
基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统


[0001]本专利技术涉及道路检测
，尤其涉及一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统。

技术介绍

[0002]传统道路边界检测一般是利用激光雷达来实现，但是激光雷达价格昂贵，无法得到普及，而车载毫米波雷达价格低廉，并且对目标有较好的测距测速能力，对雨雾有较好的穿透能力，以及不被光照强度影响，成为了智能驾驶方案中不可替代的传感器选择。
[0003]由于高速道路与城市道路上存在车辆等干扰，利用现有检测方法根据车载毫米波雷达采集的雷达数据获取的道路边界线输出往往在时域上不稳定，从而导致检测精确度较低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法和系统，其解决了现有技术中根据车载毫米波雷达采集的雷达数据获取的道路边界线输出在时域上不稳定，检测精确度较低的问题。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，包括：
[0006]获取车载毫米波雷达输出的当前帧所有的静态目标点；
[0007]根据初始筛选范围从所有的所述静态坐标点中筛选出多个稳定静态目标点，所述初始筛选范围根据雷达探测能力确定；
[0008]将位于预设筛选范围内的所述稳定静态目标点作为备选边界起始点；其中，以雷达中心轴线为对称轴，在车载毫米波雷达的视场角范围内设定两个查找范围，将设定的两个查找范围作为所述预设筛选范围，每个查找范围以车载毫米波雷达的视场角范围对应的扇形半径边界为其中一个边界，另一个边界与扇形半径边界平行；
[0009]对所述备选边界起始点按照与雷达原点之间距离的由小到大进行排序，将距离最小的所述备选边界起始点作为边界起始点；
[0010]以所述边界起始点为起始点，在预设的查找范围内从所述稳定静态目标点中查找边界点，并将找到的边界点作为新的起始点继续查找下一个边界点，直至查找不到下一个边界点为止；
[0011]利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数；
[0012]利用卡尔曼滤波算法对所述当前帧的二次曲线系数和上一帧的二次曲线系数进行滤波处理，以得到目标二次曲线系数和目标道路边界曲线。
[0013]可选地，还包括：如果在预设的查找范围内查找到多个边界点，则求取每个边界点与雷达原点之间的距离；
[0014]将所有边界点按照求得的距离由小到大的顺序进行排序，并将距离最小值对应的
边界点作为新的起始点。
[0015]可选地，边界点与雷达原点之间的距离计算公式表示为：
[0016]d2＝αP
x2
+βP
y2
‑‑‑
(1)
[0017]式中：d为计算得到的边界点与雷达原点之间的距离，α为横向的比例因子，β为纵向的比例因子，P
x
为边界点的横坐标，P
y
为边界点的纵坐标。
[0018]可选地，还包括：
[0019]如果查找得到的所有边界点满足设定的数量阈值和长度阈值，则转入利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数的步骤；
[0020]否则，去除当前的所述边界起始点，并将排序中位于当前的所述边界起始点的下一位的所述备选边界起始点作为新的边界起始点。
[0021]可选地，所述去除当前的所述边界起始点，并将排序中位于当前的所述边界起始点的下一位的所述备选边界起始点作为新的边界起始点的步骤包括：
[0022]统计剩余的所述备选边界起始点的数量；
[0023]如果所述剩余的所述备选边界起始点的数量大于零，则将排序中位于当前的所述边界起始点的下一位的所述备选边界起始点作为新的边界起始点。
[0024]可选地，在雷达坐标系下，通过设置横向阈值与纵向阈值得到所述初始筛选范围；其中，所述横向阈值根据真实场景下道路宽度、雷达探测能力得到；所述纵向阈值根据雷达探测能力确定。
[0025]可选地，利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数，包括：
[0026]获取上一帧查找得到的所有边界点；
[0027]将当前帧查找得到的所有边界点和上一帧查找得到的所有边界点进行融合；
[0028]利用最小二乘法对融合得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数。
[0029]可选地，起始点的纵坐标越大，对应的预设的查找范围的横向宽度和纵向宽度越大。
[0030]另一方面，本专利技术还提供了一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测系统，包括：
[0031]目标点获取模块，被配置为获取车载毫米波雷达输出的当前帧所有的静态目标点；
[0032]初步筛选模块，被配置为根据初始筛选范围从所有的所述静态坐标点中筛选出多个稳定静态目标点，所述初始筛选范围根据雷达探测能力确定；
[0033]备选起始点获取模块，被配置为将位于预设筛选范围内的所述稳定静态目标点作为备选边界起始点；其中，以雷达中心轴线为对称轴，在车载毫米波雷达的视场角范围内设定两个查找范围，将设定的两个查找范围作为所述预设筛选范围，每个查找范围以车载毫米波雷达的视场角范围对应的扇形半径边界为其中一个边界，另一个边界与扇形半径边界平行；
[0034]初始起始点确定模块，被配置为对所述备选边界起始点按照与雷达原点的之间距离由小到大进行排序，将距离最小的所述备选边界起始点作为边界起始点；
[0035]查找模块，被配置为以所述边界起始点为起始点，在预设的查找范围内从所述稳
定静态目标点中查找边界点，并将找到的边界点作为新的起始点继续查找下一个边界点，直至查找不到下一个边界点为止；
[0036]曲线拟合模块，被配置为利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数；
[0037]以及，滤波处理模块，被配置为利用卡尔曼滤波算法对所述当前帧的二次曲线系数和上一帧的二次曲线系数进行滤波处理，以得到目标二次曲线系数和目标道路边界曲线。
[0038]再一方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现如上述所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法。
[0039]又一方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法。
[0040]本专利技术的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法首先将输入的车载毫米波雷达静态目标点进行初步筛选，获得比较稳定的静态目标点，通过设置查找范围利用首个起始点进行聚类找出所有边界点的策略在稳定的静态目标点中筛选所有可能的道路边界点，然后，结合雷达上一帧筛选得到的边界点利用最小二乘法进行二次曲线拟合，最后，考虑道路边界不会短时间发生跳变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，其特征在于，包括：获取车载毫米波雷达输出的当前帧所有的静态目标点；根据初始筛选范围从所有的所述静态坐标点中筛选出多个稳定静态目标点，所述初始筛选范围根据雷达探测能力确定；将位于预设筛选范围内的所述稳定静态目标点作为备选边界起始点；其中，以雷达中心轴线为对称轴，在车载毫米波雷达的视场角范围内设定两个查找范围，将设定的两个查找范围作为所述预设筛选范围，每个查找范围以车载毫米波雷达的视场角范围对应的扇形半径边界为其中一个边界，另一个边界与扇形半径边界平行；对所述备选边界起始点按照与雷达原点之间的距离由小到大进行排序，将距离最小的所述备选边界起始点作为边界起始点；以所述边界起始点为起始点，在预设的查找范围内从所述稳定静态目标点中查找边界点，并将找到的边界点作为新的起始点继续查找下一个边界点，直至查找不到下一个边界点为止；利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数；利用卡尔曼滤波算法对所述当前帧的二次曲线系数和上一帧的二次曲线系数进行滤波处理，以得到目标二次曲线系数和目标道路边界曲线。2.根据权利要求1所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，其特征在于，还包括：如果在预设的查找范围内查找到多个边界点，则求取每个边界点与雷达原点之间的距离；将所有边界点按照求得的距离由小到大的顺序进行排序，并将距离最小值对应的边界点作为新的起始点。3.根据权利要求2所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，其特征在于，边界点与雷达原点之间的距离计算公式表示为：d2＝αP
x2
+βP
y2
‑‑‑
(1)式中：d为计算得到的边界点与雷达原点之间的距离，α为横向的比例因子，β为纵向的比例因子，P
x
为边界点的横坐标，P
y
为边界点的纵坐标。4.根据权利要求1所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，其特征在于，还包括：如果查找得到的所有边界点满足设定的数量阈值和长度阈值，则转入利用最小二乘法对查找得到的所有边界点进行二次曲线拟合得到当前帧的二次曲线系数的步骤；否则，去除当前的所述边界起始点，并将排序中位于当前的所述边界起始点的下一位的所述备选边界起始点作为新的边界起始点。5.根据权利要求4所述的基于车载毫米波雷达的道路边界检测方法，其特征在于，所述去除当前的所述边界起始点，并将排序中位于当前的所述边界起始点的下一位的所述备选边界起始点作为新的边界起始点的步骤包括：统计剩余的所述备选边界起始点的数量；如果所述剩余的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜红灯，石志轩，刘鹏耀，顾翔，
申请(专利权)人：江苏涵润汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：