【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及自動駕駛，尤其涉及一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車，自動駕駛車輛依靠人工智能、視覺計算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置等技術(shù)協(xié)同合作，實現(xiàn)在沒有任何人類主動操作下的安全駕駛。這些技術(shù)共同構(gòu)成了自動駕駛車輛的核心系統(tǒng)，使其能夠感知周圍環(huán)境，做出決策并執(zhí)行相應(yīng)的駕駛動作，早期研發(fā)：自動駕駛汽車的概念和技術(shù)研發(fā)已有數(shù)十年歷史，實用化趨勢：21世紀(jì)初，自動駕駛技術(shù)開始呈現(xiàn)出接近實用化的趨勢，傳感器技術(shù)：自動駕駛車輛通常配備多種傳感器，如高清攝像頭、激光雷達(dá)等，用于捕捉和感知周圍環(huán)境的信息。人工智能技術(shù)：通過先進(jìn)的算法和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，自動駕駛車輛能夠識別和處理傳感器捕獲的數(shù)據(jù)，從而做出駕駛決策。全球定位系統(tǒng)：gps等全球定位系統(tǒng)技術(shù)為自動駕駛車輛提供精確的定位信息，確保其按照預(yù)定路線行駛，道路測試：多地在全球范圍內(nèi)進(jìn)行了自動駕駛車輛的道路測試，以驗證其安全性和可行性，商業(yè)化應(yīng)用：部分自動駕駛技術(shù)已經(jīng)開始商業(yè)化應(yīng)用，如自動駕駛出租車服務(wù)等。
2、自動駕駛車輛的環(huán)境感知是其核心技術(shù)之一，它涉及到車輛如何理解和應(yīng)對周圍的道路和交通狀況，環(huán)境感知是指自動駕駛車輛通過各種傳感器獲取并解析周圍環(huán)境信息的能力。這是實現(xiàn)自動駕駛的基礎(chǔ)，因為只有充分感知和理解環(huán)境，車輛才能做出正確的駕駛決策，自動駕駛車輛的環(huán)境感知主要依賴于多種傳感器，境感知不僅僅是簡單地收集傳感器數(shù)據(jù)，還需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合和處理。通過多種傳感器的數(shù)據(jù)融合，自動駕駛車輛可以獲得更全面、準(zhǔn)確的環(huán)境信息。數(shù)據(jù)融合算法會綜合考慮不同
3、現(xiàn)有技術(shù)中自動駕駛車輛的環(huán)境感知技術(shù)雖然取得了顯著的進(jìn)步，但仍存在一些缺點，天氣影響：在惡劣的天氣條件下，傳感器的感知能力可能會受到嚴(yán)重影響，光線條件：在夜間或光線不足的情況下，攝像頭的感知能力會大幅下降，可能導(dǎo)致無法準(zhǔn)確識別周圍環(huán)境，感知范圍有限：例如，毫米波雷達(dá)的探測角度相對較小，需要多個雷達(dá)組合使用才能覆蓋更廣的范圍，分辨率問題：某些傳感器的分辨率可能不夠高，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確識別遠(yuǎn)處的物體或細(xì)節(jié)，數(shù)據(jù)融合難度：來自不同傳感器的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行有效的融合和處理，以得到準(zhǔn)確的環(huán)境信息，然而，數(shù)據(jù)融合算法可能面臨復(fù)雜性和實時性的挑戰(zhàn)，計算資源需求：大量的傳感器數(shù)據(jù)需要強(qiáng)大的計算資源進(jìn)行實時處理和分析，這對車輛的硬件系統(tǒng)提出了更高的要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在惡劣的天氣條件下，傳感器的感知能力可能會受到嚴(yán)重影響，光線條件，在夜間或光線不足的情況下，攝像頭的感知能力會大幅下降，可能導(dǎo)致無法準(zhǔn)確識別周圍環(huán)境的問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了如下技術(shù)方案：
3、一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)檢測與跟蹤、決策與規(guī)劃，攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器等多種設(shè)備，全方位采集車輛周圍的視覺和距離信息，對原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和優(yōu)化，消除噪聲和干擾，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備，結(jié)合不同傳感器的數(shù)據(jù)，通過算法整合，構(gòu)建車輛周邊環(huán)境的全面、精確模型，識別并持續(xù)追蹤周圍環(huán)境中的關(guān)鍵目標(biāo)，如其他車輛、行人等，確保自動駕駛系統(tǒng)了解周圍動態(tài)，根據(jù)感知的環(huán)境信息，制定安全有效的行駛策略，規(guī)劃出最佳行駛路徑。
4、優(yōu)選的，通過攝像頭捕捉可見光圖像，獲取道路、車輛、行人等視覺信息，這些攝像頭可能分布在車輛的不同位置，以提供全方位的視野，利用激光雷達(dá)發(fā)射激光束，并通過接收反射回來的激光來測量物體的距離、形狀和位置，激光雷達(dá)可以360度旋轉(zhuǎn)，以獲取周圍環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器則通過發(fā)射和接收無線電波或聲波來檢測物體，并提供距離和速度等信息。這些傳感器通常安裝在車輛的前后保險杠或側(cè)面，用于近距離障礙物的檢測。
5、優(yōu)選的，對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、濾波和增強(qiáng)等操作，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性，對不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行時間同步和空間對齊，確保各個傳感器提供的信息能夠相互匹配和融合。
6、優(yōu)選的，利用數(shù)據(jù)融合算法將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，以獲取更全面、準(zhǔn)確的環(huán)境信息，使用加權(quán)融合、卡爾曼濾波方法，結(jié)合多個傳感器的數(shù)據(jù)，對周圍環(huán)境進(jìn)行建模，生成車輛行駛所需的實時環(huán)境信息。
7、優(yōu)選的，通過計算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)算法對融合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識別并跟蹤道路上的障礙物、車輛、行人等目標(biāo)，對檢測到的目標(biāo)進(jìn)行分類和定位，以便車輛能夠做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
8、優(yōu)選的，基于感知到的環(huán)境信息，自動駕駛車輛的決策系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法來制定行駛策略，規(guī)劃出安全的行駛路徑，并考慮到道路狀況、交通規(guī)則和其他車輛的行為等因素。
9、本專利技術(shù)至少具備以下有益效果：
10、本專利技術(shù)通過分布在車輛不同位置的攝像頭，能夠捕獲全方位的視野，確保車輛對周圍環(huán)境的全面了解，激光雷達(dá)的360度旋轉(zhuǎn)功能使得車輛能夠獲取精確的三維數(shù)據(jù)，為后續(xù)的導(dǎo)航和避障提供重要信息，毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器的使用，使得車輛能夠精確檢測到近距離的障礙物，提高行車安全性，通過去噪、濾波等預(yù)處理操作，原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量得到顯著提高，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析奠定基礎(chǔ)，確保不同傳感器提供的信息能夠相互匹配和融合，從而提高感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，通過數(shù)據(jù)融合算法，將不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，獲取更全面、準(zhǔn)確的環(huán)境信息，為自動駕駛車輛的決策提供有力支持，結(jié)合多個傳感器的數(shù)據(jù)，對周圍環(huán)境進(jìn)行實時建模，使車輛能夠更準(zhǔn)確地感知和理解外部環(huán)境，通過計算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，能夠準(zhǔn)確識別和跟蹤道路上的障礙物、車輛和行人，為自動駕駛車輛提供實時的導(dǎo)航信息，對檢測到的目標(biāo)進(jìn)行分類和定位，有助于車輛做出正確的駕駛決策，提高行車安全性，基于全面、準(zhǔn)確的環(huán)境信息，自動駕駛車輛的決策系統(tǒng)能夠制定出更為合理、安全的行駛策略，考慮到道路狀況、交通規(guī)則和其他車輛的行為等因素，規(guī)劃出安全的行駛路徑，確保自動駕駛車輛在各種復(fù)雜環(huán)境下都能安全、高效地行駛。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)檢測與跟蹤、決策與規(guī)劃，攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器等多種設(shè)備，全方位采集車輛周圍的視覺和距離信息，對原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和優(yōu)化，消除噪聲和干擾，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備，結(jié)合不同傳感器的數(shù)據(jù)，通過算法整合，構(gòu)建車輛周邊環(huán)境的全面、精確模型，識別并持續(xù)追蹤周圍環(huán)境中的關(guān)鍵目標(biāo)，如其他車輛、行人等，確保自動駕駛系統(tǒng)了解周圍動態(tài)，根據(jù)感知的環(huán)境信息，制定安全有效的行駛策略，規(guī)劃出最佳行駛路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述通過攝像頭捕捉可見光圖像，獲取道路、車輛、行人等視覺信息，這些攝像頭可能分布在車輛的不同位置，以提供全方位的視野，利用激光雷達(dá)發(fā)射激光束，并通過接收反射回來的激光來測量物體的距離、形狀和位置，激光雷達(dá)可以360度旋轉(zhuǎn)，以獲取周圍環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器則通過發(fā)射和接收無線電波或聲波來檢測物體，并提供距離和速度等信息。這些傳感器通常安裝在車輛的前后保險杠或側(cè)面，用于近距離障礙物的
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述對采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、濾波和增強(qiáng)等操作，以提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性，對不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行時間同步和空間對齊，確保各個傳感器提供的信息能夠相互匹配和融合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述利用數(shù)據(jù)融合算法將來自不同傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，以獲取更全面、準(zhǔn)確的環(huán)境信息，使用加權(quán)融合、卡爾曼濾波方法，結(jié)合多個傳感器的數(shù)據(jù)，對周圍環(huán)境進(jìn)行建模，生成車輛行駛所需的實時環(huán)境信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述通過計算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)算法對融合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，識別并跟蹤道路上的障礙物、車輛、行人等目標(biāo)，對檢測到的目標(biāo)進(jìn)行分類和定位，以便車輛能夠做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述基于感知到的環(huán)境信息，自動駕駛車輛的決策系統(tǒng)會根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)則和算法來制定行駛策略，規(guī)劃出安全的行駛路徑，并考慮到道路狀況、交通規(guī)則和其他車輛的行為等因素。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)檢測與跟蹤、決策與規(guī)劃，攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器等多種設(shè)備，全方位采集車輛周圍的視覺和距離信息，對原始傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和優(yōu)化，消除噪聲和干擾，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備，結(jié)合不同傳感器的數(shù)據(jù)，通過算法整合，構(gòu)建車輛周邊環(huán)境的全面、精確模型，識別并持續(xù)追蹤周圍環(huán)境中的關(guān)鍵目標(biāo)，如其他車輛、行人等，確保自動駕駛系統(tǒng)了解周圍動態(tài)，根據(jù)感知的環(huán)境信息，制定安全有效的行駛策略，規(guī)劃出最佳行駛路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動駕駛車輛的環(huán)境感知方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述通過攝像頭捕捉可見光圖像，獲取道路、車輛、行人等視覺信息，這些攝像頭可能分布在車輛的不同位置，以提供全方位的視野，利用激光雷達(dá)發(fā)射激光束，并通過接收反射回來的激光來測量物體的距離、形狀和位置，激光雷達(dá)可以360度旋轉(zhuǎn)，以獲取周圍環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，毫米波雷達(dá)和超聲波傳感器則通過發(fā)射和接收無線電波或聲波來檢測物體，并提供距離和速度等信息。這些傳感器通常安裝在車輛的前后保險杠或側(cè)面，用于近距離障礙物的檢測。
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡劍，
申請(專利權(quán))人：江蘇曠世智慧網(wǎng)聯(lián)科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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