CN110488825A - 一种自动驾驶的匝道口识别方法及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动驾驶技术领域，公开了一种自动驾驶的匝道口识别方法及车辆，自动驾驶的匝道口识别方法包括如下步骤：获取车辆在高速公路上的位置信息；当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，开始对高速公路右侧的出口标识牌进行识别；在最后一个出口标识牌之前，每识别一个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认；当识别到最后一个出口标识牌时，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行最后的比对确认，并对匝道出口引导线进行识别；通过匝道出口引导线控制车辆从高速公路驶出，车辆能够执行上述自动驾驶的匝道口识别方法。本发明能够以较低的成本实现匝道口的识别，从而控制车辆通过匝道驶出高速公路。

Description

一种自动驾驶的匝道口识别方法及车辆

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶的匝道口识别方法及车辆。

背景技术

现阶段，自动驾驶技术较为实用的应用场景为结构化道路——高速公路。通过匝道驶出高速公路对于自动驾驶车辆来说是一个技术单点，其难点在于如何使用多种传感器融合技术，提前知晓和判断高速公路匝道口的位置，并且进行提前变道驶出高速公路。

针对此技术单点，现有的自动驾驶控制方法主要有两大类：

1.依赖于激光雷达采集的高精度地图进行高精度定位，从地图中获取先验的地理要素和精确的位置信息。但是由于高精度地图制作成本较高并且需要占据大量的本地存储空间，不利于在量产车型上推广使用。

2.基于车道线识别和导航地图的方法，该类方法成本较低，易于推广，但该系统稳定性和识别率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶的匝道口识别方法及车辆，能够以较低的成本实现匝道口的识别，从而控制车辆通过匝道驶出高速公路。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动驾驶的匝道口识别方法，包括如下步骤：

获取车辆在高速公路上的位置信息；

当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有多个出口标识牌，且最后一个出口标识牌位于高速公路的主干线和前方待驶出的匝道口交汇处；

当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，开始对高速公路右侧的出口标识牌进行识别；

在最后一个出口标识牌之前，每识别一个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认；

当识别到最后一个出口标识牌时，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行最后的比对确认，并对匝道出口引导线进行识别；

通过匝道出口引导线控制车辆从高速公路驶出。

作为优选，当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为并道距离时，获取车辆在高速公路上的车道位置信息，控制车辆并道至最右侧车道处，并道距离不大于判别距离。

作为优选，并道距离为车辆经过第一个出口标识牌时与前方待驶出的匝道口之间的距离。

作为优选，在并道时，通过摄像头和毫米波雷达对车辆所在的车道进行判断；

当识别到左侧车道线外侧存在防护栏时，判定车辆处于最左侧车道，当识别到左侧车道线和右侧车道线外侧均无防护栏时，判定车辆处于中间车道，当识别到右侧车道线外侧具有防护栏时，判定车辆处于最右侧车道；

当识别车辆未处于最右侧车道时，控制车辆减速向右并道，直至车辆并入到最右侧车道为止。

作为优选，毫米波雷达设置有多个，分别布置于车辆的前、左前、右前、后、左后和右后位置处。

作为优选，通过导航级地图和定位模块获取车辆在高速公路上的位置信息。

作为优选，从导航级地图上获取待驶出的匝道口的出口编号。

作为优选，在判断距离处，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有3-5个出口标识牌。

作为优选，在判断距离处，车辆与前方第一个出口标识牌之间的距离为300-600米。

一种车辆，其行车控制器能够控制车辆执行上述的自动驾驶的匝道口识别方法。

本发明的有益效果：

通过识别高速公路上的出口标识牌对车辆进行定位，可以有效降低对雷达和地图精度的需求，能够以较低的成本实现匝道口的识别，控制车辆通过匝道驶出高速公路，在此基础上，在驶出高速公路之前，通过将识别高速公路上的出口标识牌而得到的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认，提高了对车辆位置信息的判断识别的准确性，使得匝道口的识别更加安全可靠。

本发明的自动驾驶的匝道口识别方法，系统鲁棒性及识别率要优于仅依赖车道线识别和地图的方法，在系统成本方面，未对高速公路进行高精度地图的采集，也没有在系统中增加高精度地图的模块，仅使用了一般自动驾驶系统的传感器，便达到了相当的效果，更利于自动驾驶系统产品化落地。

附图说明

图1是本发明实施例所述的自动驾驶的匝道口识别方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供了一种自动驾驶的匝道口识别方法，包括如下步骤：获取车辆在高速公路上的位置信息；当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有多个出口标识牌，且最后一个出口标识牌位于高速公路的主干线和前方待驶出的匝道口交汇处；当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，开始对高速公路右侧的出口标识牌进行识别；在最后一个出口标识牌之前，每识别一个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认；当识别到最后一个出口标识牌时，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行最后的比对确认，并对匝道出口引导线进行识别；通过匝道出口引导线控制车辆从高速公路驶出。

本发明中，通过识别高速公路上的出口标识牌对车辆进行定位，可以有效降低对雷达和地图精度的需求，能够以较低的成本实现匝道口的识别，控制车辆通过匝道驶出高速公路，在此基础上，在驶出高速公路之前，通过将识别高速公路上的出口标识牌而得到的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认，提高了对车辆位置信息的判断识别的准确性，使得匝道口的识别更加安全可靠。

可选择地，当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为并道距离时，获取车辆在高速公路上的车道位置信息，控制车辆并道至最右侧车道处，并道距离不大于判别距离。

具体地，并道距离为车辆经过第一个出口标识牌时与前方待驶出的匝道口之间的距离。在本实施例中，当车辆经过第一次识别到的出口标识牌时即开始进行并道操作，此时，车辆与前方待驶出的匝道口之间的距离更加精确。

更为具体地，在并道时，通过摄像头和毫米波雷达对车辆所在的车道进行判断。当识别到左侧车道线外侧存在防护栏时，判定车辆处于最左侧车道，当识别到左侧车道线和右侧车道线外侧均无防护栏时，判定车辆处于中间车道，当识别到右侧车道线外侧具有防护栏时，判定车辆处于最右侧车道。当识别车辆未处于最右侧车道时，控制车辆减速向右并道，直至车辆并入到最右侧车道为止。上述并道操作的实现方法，以较低的成本，安全可靠地实现了并道的目的。

在本实施例中，毫米波雷达设置有多个，分别布置于车辆的前、左前、右前、后、左后和右后位置处，主要用于其它车辆的识别。本发明中，摄像头为智能摄像头，布置于车内后视镜处，毫米波雷达融合智能摄像头检测出的防护栏进行车道的判定，鉴别车辆是否处于最左侧的超车道、中间车道或最右侧的慢车道。

由于符合国家标准的高速公路出口标识牌形状及内容一致性较高，通常为出口标识牌和道路指引牌，两个矩形拼接在一起，构成了一个不规则的多边形，对于智能摄像头来讲，这是一个有利的特征进行捕捉识别，在捕捉到轮廓后，经过剪裁和分割等图像处理方法对出口标识牌进行分离，分离后对该部分进一步进行图像处理，使用直方图法进行图像分割，剥离出每一个字节，最后通过OCR的方法对每一个数字的含义进行识别，单个数字识别结果进行拼接后即为出口编号。

可选择地，通过导航级地图和定位模块获取车辆在高速公路上的位置信息。具体地，从导航级地图上获取待驶出的匝道口的出口编号。整体上，通过导航级地图和定位模块可以获得车辆粗略的定位信息以及前方待驶出匝道口的编号，针对本发明的技术方案，成本低廉，结果可靠。

可选择地，在判断距离处，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有3-5个出口标识牌。

具体地，在判断距离处，车辆与前方第一个出口标识牌之间的距离为300-600米。

本发明的自动驾驶的匝道口识别方法，系统鲁棒性及识别率要优于仅依赖车道线识别和地图的方法，在系统成本方面，未对高速公路进行高精度地图的采集，也没有在系统中增加高精度地图的模块，仅使用了一般自动驾驶系统的传感器，便达到了相当的效果，更利于自动驾驶系统产品化落地。

本发明的自动驾驶的匝道口识别方法中，除采用导航级地图外，还可以采用高精度地图模块以提供更加详细地定位位置信息，或增加差分定位模块以进行更加精确的定位，在识别车道线时，还可以是单纯使用摄像头进行判别。

本发明还提供了一套能够实现上述自动驾驶的匝道口识别方法的自动驾驶系统，该自动驾驶系统包括智能摄像头、毫米波雷达、导航级地图、定位模块、规划决策系统及相应执行机构，具体分为四大部分：传感器部分、传感融合部分、规划决策部分和执行部分，其中，传感器部分的主要作用主要为目标识别、目标定位、目标跟踪等，传感融合部分主要为智能摄像头和毫米波摄像头检测的目标进行融合，毫米波返回准确的距离信息和摄像头返回的目标类型信息准确度互补，规划决策模块负责车辆换道的轨迹生成，执行部分控制车辆的线控底盘完成轨迹跟随任务，通过上述四大部分的相互配合，控制车辆执行自动驾驶的匝道口识别方法。

本发明还提供了一种车辆，其行车控制器能够控制车辆执行上述的自动驾驶的匝道口识别方法。上述行车控制器具体包括上述的自动驾驶系统。

以国标规格的高速公路为例，判别距离为2.5km，当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有四个出口标识牌，分别距离前方待驶出的匝道口2km、1km、500m及位于匝道口处。如图1所示，在上述情况下，对本申请的自动驾驶的匝道口识别方法进行具体说明：

步骤一、获取车辆在高速公路上的位置信息，当车辆距离前方待驶出的匝道口2.5km时，激活匝道驶出判别功能。

在此步骤中，通过导航级地图和定位模块实时获取车辆粗略的位置信息，在距离前方待驶出的匝道口2.5km时，激活匝道驶出判别功能，由于此时距离待驶出的匝道口较远，不影响车辆行驶的安全性和可靠性。

步骤二、进入匝道驶出判别功能后，对高速公路右侧的出口标识牌进行识别。

在此步骤中，通过智能摄像头对高速公路右侧的交通标识牌进行搜索，将搜索和识别到的出口编号与导航级地图中所示的待驶出的出口编号进行比对确认。

步骤三、识别到第一个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行第一次比对确认。

当识别到第一个出口标识牌并经过时，车辆距离前方待驶出的匝道口2km。

步骤四、控制车辆并道至最右侧车道处。

在此步骤中，通过摄像头和毫米波雷达对车辆所在的车道进行判断。在车道识别判断时，当识别到左侧车道线外侧存在防护栏时，判定车辆处于最左侧车道，当识别到左侧车道线和右侧车道线外侧均无防护栏时，判定车辆处于中间车道，当识别到右侧车道线外侧具有防护栏时，判定车辆处于最右侧车道。当识别车辆未处于最右侧车道时，控制车辆减速向右并道，直至车辆并入到最右侧车道为止。

步骤五、识别到第二个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行第二次比对确认。

当识别到第二个出口标识牌并经过时，车辆距离前方待驶出的匝道口1km。

步骤六、识别到第三个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行第三次比对确认。

当识别到第三个出口标识牌并经过时，车辆距离前方待驶出的匝道口500m。

步骤七、识别到第四个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行第四次比对确认。

此时，识别到的最后一个出口标识牌位于高速公路的主干线和前方待驶出的匝道口交汇处。

此步骤为最后一次对比确认，四次对比确认的步骤动作的主要作用是作为冗余确认，帮助确认该出口是否和目标出口一致，保证系统的鲁棒性。

步骤八、对匝道出口引导线进行识别。

在此步骤中，重点识别提取车道线信息，从车道线信息中识别出匝道出口引导线。此步骤根据上一步最后识别的出口标识牌对匝道出口引导线进行检索识别，比现有技术中仅依赖于车道线识别匝道口的方法更加准确和高效。

步骤九、通过匝道出口引导线控制车辆从高速公路驶出。

通过此步骤完成从高速公路上驶出的自动驾驶控制。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取车辆在高速公路上的位置信息；

当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有多个出口标识牌，且最后一个出口标识牌位于高速公路的主干线和前方待驶出的匝道口交汇处；

当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为判别距离时，开始对高速公路右侧的出口标识牌进行识别；

在最后一个出口标识牌之前，每识别一个出口标识牌，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行比对确认；

当识别到最后一个出口标识牌时，将识别出的出口编号与待驶出的出口编号进行最后的比对确认，并对匝道出口引导线进行识别；

通过匝道出口引导线控制车辆从高速公路驶出。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，当车辆距离前方待驶出的匝道口距离为并道距离时，获取车辆在高速公路上的车道位置信息，控制车辆并道至最右侧车道处，并道距离不大于判别距离。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，并道距离为车辆经过第一个出口标识牌时与前方待驶出的匝道口之间的距离。

4.根据权利要求2所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，在并道时，通过摄像头和毫米波雷达对车辆所在的车道进行判断；

当识别到左侧车道线外侧存在防护栏时，判定车辆处于最左侧车道，当识别到左侧车道线和右侧车道线外侧均无防护栏时，判定车辆处于中间车道，当识别到右侧车道线外侧具有防护栏时，判定车辆处于最右侧车道；

当识别车辆未处于最右侧车道时，控制车辆减速向右并道，直至车辆并入到最右侧车道为止。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，毫米波雷达设置有多个，分别布置于车辆的前、左前、右前、后、左后和右后位置处。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，通过导航级地图和定位模块获取车辆在高速公路上的位置信息。

7.根据权利要求6所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，从导航级地图上获取待驶出的匝道口的出口编号。

8.根据权利要求1所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，在判断距离处，车辆与前方待驶出的匝道口之间，高速公路右侧，设置有3-5个出口标识牌。

9.根据权利要求1所述的自动驾驶的匝道口识别方法，其特征在于，在判断距离处，车辆与前方第一个出口标识牌之间的距离为300-600米。

10.一种车辆，其特征在于，其行车控制器能够控制车辆执行权利要求1-9任一所述的自动驾驶的匝道口识别方法。