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一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法及装置.pdf

  • 上传人:a2
  • 文档编号:821334
  • 上传时间:2018-03-14
  • 格式:PDF
  • 页数:8
  • 大小:394.04KB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201010229331.4

    申请日:

    2010.07.16

    公开号:

    CN102338876A

    公开日:

    2012.02.01

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情:

    发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G01S 17/93申请公布日:20120201|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 17/93申请日:20100716|||公开

    IPC分类号:

    G01S17/93; G01S7/02; B60R21/01; B60Q5/00; G08G1/16

    主分类号:

    G01S17/93

    申请人:

    李少勤

    发明人:

    李少勤

    地址:

    201102 上海市闵行区古美五村29号101室

    优先权:

    专利代理机构:

    上海科盛知识产权代理有限公司 31225

    代理人:

    赵继明

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    内容摘要

    本发明涉及一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法及装置,该方法包括以下步骤:(1)转向角速度传感器采集车辆转向信息;(2)俯仰传感器采集坡度信息;(3)四线扫激光雷达采集目标距离信息和目标速度信息;(4)驾驶员通过人机接口进行信息设置;(5)利用危险模糊度函数处理信息并给出危险等级;(6)告警信号输出;该装置包括四线扫激光雷达、俯仰传感器、转向角速度传感器、处理器、按键设备、报警设备。与现有技术相比,本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高,可以减少恶性交通事故、防止驾驶员的意外操作等优点。

    权利要求书

    1: 一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在于, 该方法包括以下步 骤: (1) 转向角速度传感器采集车辆转向信息 ; (2) 俯仰传感器采集坡度信息 ; (3) 四线扫激光雷达采集目标距离信息和目标速度信息 ; (4) 驾驶员通过人机接口进行信息设置 ; (5) 利用危险模糊度函数处理信息并给出危险等级 ; (6) 告警信号输出。
    2: 根据权利要求 1 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在 于, 所述的步骤 (1) 具体是转向角速度顺时针为负, 逆时针为正。
    3: 根据权利要求 1 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在 于, 所述的步骤 (2) 具体是地平线以上为正, 地平线以下为负。
    4: 根据权利要求 1 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在 于, 所述的步骤 (4) 中的信息包括车体宽度, 路况等级、 主观感受等级, 报警等级、 以及灵敏 度。
    5: 根据权利要求 1 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在 于, 所述的步骤 (5) 具体为 : 1) 获得追尾危险影响因子 Wx2、 坡度影响因子 Wx3、 人为设置因子 Wx4 ; 2) 判断侧向距离 W 是否大于 0, 如果判断为是则进行步骤 3), 否则进行步骤 4) ; 3) 计算转弯时间和追上目标时间, 如果转弯时间大于追上目标时间 + 余量, 判断为危 险, 并形成归一化函数 ; D 为障碍物与车的直线距离, a 为车体宽度, ω 为车的转向角速度, θ 为障碍物与车之 间的连线段与车前进方向之间形成的夹角 4) 计算追上目标时间, 如果时间小于给定阀值, 则开始报警, 并形成归一化函数 ) ;
    6: 根据权利要求 5 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法, 其特征在 于, 所述的归一化函数将开始告警规定为 0.1, 碰撞上规定为 1, 一共划分为 10 个等级, 归一 化函数如下 : Danger 为危险模糊度函数, nomalize 为归一化函数。
    7: 一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的装置, 其特征在于, 该装置包括四线扫 激光雷达、 俯仰传感器、 转向角速度传感器、 处理器、 按键设备、 报警设备, 所述的四线扫激 光雷达、 俯仰传感器、 转向角速度传感器、 按键设备、 报警设备分别与处理器连接。
    8: 根据权利要求 7 所述的一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的装置, 其特征在 2 于, 所述的转向角速度传感器、 俯仰传感器采用石英晶体角速度传感器。

    说明书


    一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法及装置

        技术领域 本发明涉及一种防撞激光雷达系统处理告警信息的方法及装置, 尤其是涉及一种 汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的方法及装置。
         背景技术 汽车防撞激光雷达可以解决行进中车辆的防撞问题, 在现代交通日益繁忙的复杂 路况下, 可以减少恶性事故、 防止驾驶员的意外操作, 因而具有重要意义。
         现有的专利大都只是从结构上提出了如何实现对障碍物的探测, 但是如何利用探 测数据, 形成告警策略, 都未涉及。
         专利 CN200610044077.4 公开了一种一维扫描防撞激光雷达系统, 未提及如何使 用雷达参数形成告警数据。
         专利 CN200410044477.6 公开了一种机动车防撞系统, 简单地提及了如何形成障 碍的距离、 速度信息, 也未给出如何形成告警参数。
         这些专利只是提出了实现车辆前方障碍检测的方法, 并未提出针对复杂路况如何 界定危险程度、 根据危险程度给驾驶员提供怎样的告警级别。 因为在复杂的路况条件下, 面 对众多的障碍, 简单地给出是否有障碍是没有意义的。 只有给出障碍方位的同时, 给出警告 的级别, 才能让驾驶员做出取舍, 否则只会让人不胜其烦, 难以达到辅助安全驾驶的效果。 另外减少雷达的误报也是防撞雷达必须着重解决的问题。 所有这一切都涉及防撞激光雷达 的障碍判断技术。
         由于车辆在道路中行驶状况十分复杂, 并线、 移线、 转弯、 上下坡以及道路两旁的 静态护栏、 标志牌, 还有各种恶劣天气的影响等, 使得雷达对危险的判别非常复杂。建立障 碍对行驶车辆的危险模糊度函数是度量的基础, 也是给出合适告警, 辅助驾驶员做出正确 判断的依据。
         发明内容
         本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、 成本 低、 灵敏度高, 可以减少恶性交通事故、 防止驾驶员的意外操作的汽车防撞激光雷达系统处 理告警信息的方法及装置。
         本发明的目的可以通过以下技术方案来实现 : 一种汽车防撞激光雷达系统处理告 警信息的方法, 该方法包括以下步骤 : (1) 转向角速度传感器采集车辆转向信息 ; (2) 俯仰 传感器采集坡度信息 ; (3) 四线扫激光雷达采集目标距离信息和目标速度信息 ;
         (4) 驾驶员通过人机接口进行信息设置 ; (5) 利用危险模糊度函数处理信息并给 出危险等级 ; (6) 告警信号输出。
         所述的步骤 (1) 具体是转向角速度顺时针为负, 逆时针为正。
         所述的步骤 (2) 具体是地平线以上为正, 地平线以下为负。
         所述的步骤 (4) 中的信息包括车体宽度, 路况等级、 主观感受等级, 报警等级、 以及灵敏度。
         所述的步骤 (5) 具体为 : 1) 获得追尾危险影响因子 Wx2、 坡度影响因子 Wx3、 人为设 置因子 Wx4 ; 2) 判断侧向距离 W 是否大于 0, 如果判断为是则进行步骤 3), 否则进行步骤 4) ; 3) 计算转弯时间和追上目标时间, 如果转弯时间大于追上目标时间 + 余量, 判断为危险, 并 形成归一化函数 ;
         D 为障碍物与车的直线距离, a 为车体宽度, ω 为车的转向角速度, θ 为障碍物与 车之间的连线段与车前进方向之间形成的夹角
         4) 计算追上目标时间, 如果时间小于给定阀值, 则开始报警, 并形成归一化函 数);
         所述的归一化函数将开始告警规定为 0.1, 碰撞上规定为 1, 一共划分为 10 个等 级, 归一化函数如下 :
         Danger 为危险模糊度函数, nomalize 为归一化函数。
         一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的装置, 其特征在于, 该装置包括四线 扫激光雷达、 俯仰传感器、 转向角速度传感器、 处理器、 按键设备、 报警设备, 四线扫激光雷 达、 俯仰传感器、 转向角速度传感器、 按键设备、 报警设备分别与处理器连接。
         所述的转向角速度传感器、 俯仰传感器采用石英晶体角速度传感器。
         与现有技术相比, 本发明具有以下优点 :
         1、 装置结构简单、 成本低、 灵敏度高 ;
         2、 可以减少恶性交通事故、 防止驾驶员的意外操作。
         附图说明
         图 1 为函数变量关系示意图 ; 图 2 为激光雷达扫描对障碍的分割示意图 ; 图 3 为本发明方法的流程图 ; 图 4 为本发明装置的结构框图。具体实施方式
         下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
         实施例
         如图 1 所示, A 为本体车, B 为障碍, O 为 A 车的激光雷达所处位置 ; 取本体车 O 点的左侧为负, 右侧为正 ; 描述障碍的一维参数为直线距离 D 与角度 θ, 化成垂直距离为 d ; 侧向距离为 w ; 本车体宽度为 a ; 本体车的转向角速度为 ω( 顺时针为负, 逆时针为正 ), 俯 仰角度 ( 坡度 ) 为 β( 地平线上为正, 地平线以下为负 ) ; 定义危险程度最终与 w 有关, 并 且与相对速度成正比, 如果激光雷达每扫一条线的时间为 Δt, 则转动的角度为 ω×Δt。
         四线扫描激光雷达探测距离范围为 0-150m, 四线覆盖垂直方向 7.5°, 由目标获 得的距离信息, 通过线扫描的时间间隔进行差分, 获得速度信息。
         俯仰传感器的作用是判断道路的地面, 全部都有回波的判断为地面, 当面对上坡 时, 取高于全部都有回波的扫描线为基本判断数据。
         四线扫激光雷达扫描车辆前方, 获得大约 120°范围的目标回波, 将所有角度都有 回波的作为地面, 取地面回波的上一条为有效回波。 将回波信号进行聚类, 各个聚类的目标 都拥有一个危险模糊函数, 对每一个聚类目标进行距离差分, 获得相对速度与相对角速度。
         图 2 表示了激光雷达扫描对障碍的分割。
         对每一个聚类的目标, 判断侧向距离 w, 如果 w 小于 0 则采用追尾危险影响因子, 否 则采用侧向危险影响因子来判断。
         对于追尾危险, 车与障碍在同一车道, 采用追尾参数来判断 ;
         追尾危险影响因子 :侧向危险影响因子 : 计算转弯时间和追上目标时间, 如果转弯时间大于追上目标 时间 + 余量, 判断为危险, 并形成归一化函数 ;
         归一化函数将开始告警规定为 0.1, 碰撞上规定为 1, 一共划分为 10 个等级, 归一 化函数如下 :Danger 为危险模糊度函数, nomalize 为归一化函数。
         驾驶员可以根据需要设置影响危险模糊度函数的设定信息。 设定信息包括车体宽 度, 路况等级、 主观感受等级。最终根据驾驶员的习惯, 设置需要报警时的告警等级以及改 变敏感度。
         如图 4 所示, 一种汽车防撞激光雷达系统处理告警信息的装置, 该装置包括四线扫 激光雷达 1、 俯仰传感器 2、 转向角速度传感器 3、 处理器 6、 按键设备 4、 报警设备 5, 四线扫激 光雷达 1、 俯仰传感器 2、 转向角速度传感器 3、 按键设备 4、 报警设备 5 分别与处理器 5 连接。
        

    关 键  词:
    一种 汽车 激光雷达 系统 处理 告警 信息 方法 装置
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