CN113043944A - 融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统和方法 - Google Patents

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CN113043944A CN202110361067.8A CN202110361067A CN113043944A CN 113043944 A CN113043944 A CN 113043944A CN 202110361067 A CN202110361067 A CN 202110361067A CN 113043944 A CN113043944 A CN 113043944A
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张啸宇
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Abstract

本发明涉及一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统和方法，该系统安装于车辆上，包括主控制器以及分别与主控制器连接的激光雷达识别子系统、安全警示子系统和紧急制动子系统，所述的激光雷达识别子系统包括轨迹预测模块、侧方障碍监测模块和数据处理模块，用于获取预测后轮行驶轨迹和侧方障碍坐标并通过比对得到当前危险等级，所述的主控制器根据当前危险等级控制安全警示子系统和紧急制动子系统分级开启，与现有技术相比，本发明具有提高大型车转向安全等优点。

Description

融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统和方法
技术领域
本发明涉及机动车安全辅助技术领域，尤其是涉及一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统和方法。
背景技术
车辆转弯时，前后轮的轨迹并不重合，可能出现前内轮通过而后内轮无法正常通过，碰撞其他物体的情况。
前内轮和后内轮的相差区域称为内轮差区域。此区域处于驾驶员盲区内，且行人或非机动车驾驶员往往不能意识到其已处于其中，特别对于大型货车、客车等商用车来说，其内轮差盲区较大，大型车辆司机在驾驶过程中，即使借助车上的后视镜进行观察，也无法对车身四周完全兼顾。因此，大型车辆的内轮差相关安全事故更容易发生。
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融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统和方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，该系统安装于车辆上，包括主控制器以及分别与主控制器连接的激光雷达识别子系统、安全警示子系统和紧急制动子系统，所述的激光雷达识别子系统包括轨迹预测模块、侧方障碍监测模块和数据处理模块，用于获取预测后轮行驶轨迹和侧方障碍坐标并通过比对得到当前危险等级，所述的主控制器根据当前危险等级控制安全警示子系统和紧急制动子系统分级开启。
进一步地，所述的侧方障碍监测模块包括安装于车辆顶部的激光雷达传感器，所述的激光雷达传感器用于采集侧方障碍的点云数据，所述的数据处理模块通过对点云数据的处理获取侧方障碍的几何聚类中心，并用于与预测的车辆后轮行驶轨迹进行比对并判断当前危险等级。
进一步地，所述的轨迹预测模块包括轮速传感器和加速度传感器，所述的轮速传感器和加速度传感器分别设置两个，所述的轮速传感器和加速度传感器均安装于车辆的两个前轮上，分别用于采集车辆的前轮速度与前轮加速度；
所述的数据处理模块获取前轮速度与前轮加速度，计算并预测后轮轨迹，并将预测的后轮行驶轨迹用于与侧方障碍的几何聚类中心进行比对并判断当前危险等级。
更进一步地，所述的当前危险等级包括无碰撞风险、存在碰撞风险和碰撞即将发生；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生。
更进一步地，所述的安全警示子系统包括分别与主控制器连接的投影灯组、显示器和扬声器，所述的投影灯组安装于车辆顶部两侧，所述的显示器和扬声器设置于车辆驾驶室内，且与主控制器连接，所述的紧急制动子系统为车辆线控刹车模块；
当车辆处于转弯状态时，所述的主控制器获取激光雷达识别子系统实时采集的侧方障碍坐标，并通过显示器进行可视化显示；同时接收激光雷达识别子系统预测的车辆行驶轨迹，计算内轮差区域图形并发送至用于投影灯组向地面投射预警区域警示线，当车辆直线行驶或向另一侧转向时，所述的投影灯组关闭。
更进一步地，当前危险等级为无碰撞风险时，所述的投影灯组和显示器开启，起辅助提醒作用；
当前危险等级为存在碰撞风险时，所述的扬声器开启，起警示作用；
当前危险等级为碰撞即将发生时，所述的车辆线控刹车模块，对车辆进行强制制动。
一种用于所述的车辆安全警示系统的融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，包括：
轨迹预测步骤：根据采集到的前轮速度信息和加速度信息，实时计算并预测车辆后轮的行驶轨迹；
侧方障碍检测步骤：根据激光雷达传感器采集到的侧方障碍点云数据，实时计算侧方障碍的几何聚类中心坐标；
和危险等级判断步骤：将车辆后轮的行驶轨迹和侧方障碍的几何聚类中心坐标进行比对，根据两者的位置关系，判断当前危险等级为无碰撞风险、存在碰撞风险或碰撞即将发生。
进一步地，所述的侧方障碍检测步骤具体包括：
11)获取侧方障碍的点云数据；
12)将极坐标下的点云数据进行坐标转换，得到直角坐标系下的点云数据；
13)采用DBSCAN算法计算出侧方障碍的聚类中心坐标，并过滤噪声点云数据。
更进一步地，所述的步骤13)具体包括：
131)从点云数据中选取一个未被处理的点；
132)判断该选取的点是否为核心点，若是，则执行步骤133)，否则执行步骤134)；
133)找出所有从该点密度可达的对象，形成一个簇；
134)将该点标识为噪声点过滤；
135)重复步骤131)-134)，直到点云数据中心所有的点都被处理。
进一步地，所述的危险等级判断步骤中，当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生；
在判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧或外侧时，以车辆左前轮为坐标系中心，根据以下公式判断，当满足以下公式时，判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧：
Figure BDA0003005582280000031
Figure BDA0003005582280000032
其中，(xc，yc)为侧方障碍的几何聚类中心坐标，Rc为侧方障碍的几何聚类半径，(xrb，yrb)为车辆右后轮转向圆的圆心坐标，Rrb为车辆右后轮转向圆的半径，(xlf，ylf)为车辆左前轮转向圆的圆心坐标，Rlf为车辆左前轮转向圆的半径。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明通过计算侧方障碍所形成的聚类中心与车辆转弯时形成的危险区域的位置关系来判断行人所处位置的危险情况，来提醒驾驶员从而起到减少交通事故的效果，能够综合轨迹预测方法以及侧方障碍监测方法于一体，有效提高大型商用车右转弯时的行车安全。
附图说明
图1为本发明系统工作流程示意图；
图2为系统硬件安装示意图；
图3为本发明激光雷达识别子系统的安装示意图；
图4为建立的直角坐标系示意图。
其中，1、主控制器，2、激光雷达识别系统，3、投影灯组，4、显示器，5、扬声器，6、轮速传感器，7、加速度传感器，8、线控刹车模块。
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。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图1和图2所示，本发明公开了一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，该系统安装于车辆上，包括主控制器1以及分别与主控制器1连接的激光雷达识别子系统、安全警示子系统和紧急制动子系统，激光雷达识别子系统包括轨迹预测模块、侧方障碍监测模块和数据处理模块，用于获取预测后轮行驶轨迹和侧方障碍坐标并通过比对得到当前危险等级，主控制器1根据当前危险等级控制安全警示子系统和紧急制动子系统分级开启。
侧方障碍监测模块包括安装于车辆顶部的激光雷达传感器，激光雷达传感器用于采集侧方障碍的点云数据，数据处理模块通过对点云数据的处理获取侧方障碍的几何聚类中心，并用于与预测的车辆后轮行驶轨迹进行比对并判断当前危险等级。
轨迹预测模块包括轮速传感器6和加速度传感器7，轮速传感器6和加速度传感器7分别设置两个，轮速传感器6和加速度传感器7均安装于车辆的两个前轮上，分别用于采集车辆的前轮速度与前轮加速度；数据处理模块获取前轮速度与前轮加速度，计算并预测后轮轨迹，并将预测的后轮行驶轨迹用于与侧方障碍的几何聚类中心进行比对并判断当前危险等级。
安全警示子系统包括分别与主控制器1连接的投影灯组3、显示器4和扬声器5，投影灯组3安装于车辆顶部两侧，显示器4和扬声器5设置于车辆驾驶室内，且与主控制器1连接，紧急制动子系统为车辆线控刹车模块8；
当车辆处于转弯状态时，主控制器1获取激光雷达识别子系统实时采集的侧方障碍坐标，并通过显示器4进行可视化显示；同时接收激光雷达识别子系统预测的车辆行驶轨迹，计算内轮差区域图形并发送至用于投影灯组3向地面投射预警区域警示线，当车辆直线行驶或向另一侧转向时，投影灯组3关闭。
当前危险等级包括无碰撞风险、存在碰撞风险和碰撞即将发生；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险，此时投影灯组3和显示器4开启，起辅助提醒作用；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险，此时扬声器5开启，起警示作用；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生，此时车辆线控刹车模块8，对车辆进行强制制动。
本发明还提供一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，包括：
轨迹预测步骤：根据采集到的前轮速度信息和加速度信息，实时计算并预测车辆后轮的行驶轨迹；
侧方障碍检测步骤：根据激光雷达传感器采集到的侧方障碍点云数据，实时计算侧方障碍的几何聚类中心坐标，具体包括：
11)获取侧方障碍的点云数据；
12)将极坐标下的点云数据进行坐标转换，得到直角坐标系下的点云数据；
13)采用DBSCAN算法计算出侧方障碍的聚类中心坐标，并过滤噪声点云数据；
131)从点云数据中选取一个未被处理的点；
132)判断该选取的点是否为核心点，若是，则执行步骤133)，否则执行步骤134)；
133)找出所有从该点密度可达的对象，形成一个簇；
134)将该点标识为噪声点过滤；
135)重复步骤131)-134)，直到点云数据中心所有的点都被处理。
危险等级判断步骤：将车辆后轮的行驶轨迹和侧方障碍的几何聚类中心坐标进行比对，根据两者的位置关系，判断当前危险等级为无碰撞风险、存在碰撞风险或碰撞即将发生。在该步骤中，当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生；
在判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧或外侧时，以车辆左前轮为坐标系中心，根据以下公式判断，当满足以下公式时，判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧：
Figure BDA0003005582280000061
Figure BDA0003005582280000062
其中，(xc，yc)为侧方障碍的几何聚类中心坐标，Rc为侧方障碍的几何聚类半径，(xrb，yrb)为车辆右后轮转向圆的圆心坐标，Rrb为车辆右后轮转向圆的半径，(xlf，ylf)为车辆左前轮转向圆的圆心坐标，Rlf为车辆左前轮转向圆的半径。
如图1和图2所示，本发明提供的增强型商用车双向安全辅助系统，通过融合轨迹预测与侧方障碍监测的危险评估方法，对行人以及驾驶员采取主动警示措施，并且在行人处于高风险区域时实施车身紧急制动，具体为，通过主控制器进行车辆轨迹与侧方障碍物几何关系计算，在行人处于高风险区域时，实施车辆的自动紧急制动。
通过连接安装于车上的激光雷达识别子系统2，实时计算出车辆的行驶轨迹并预测车辆的行驶轨迹，并将车辆的轨迹与激光雷达识别子系统2计算出的侧方障碍坐标进行比对，从而计算出危险等级，并将侧方障碍坐标与危险等级反馈给安装于车辆上的主控制器1，由主控制器将坐标反馈给驾驶员警示子系统的显示器模块，并且通过危险等级的高低来分别控制安全警示子系统和紧急制动子系统的动作，安全警示子系统包括驾驶员警示子系统和行人警示子系统。
激光雷达识别子系统2利用采集到的点云数据，进行点云数据的选择以及处理，实时计算出侧方障碍聚类的几何中心，并通过计算数据采集子系统中的轮速传感器模块以及加速度传感器模块采集到的数据，实时计算出车辆当下的行驶轨迹并预测出车辆的轨迹，通过判断车辆行驶轨迹以及聚类几何中心的距离，来判断当前的危险等级，并将危险等级与侧方障碍实时坐标实时传递给主控制器1。主控制器1又将相关危险等级信息反馈到行人警示子系统以及驾驶员警示子系统，行人警示子系统包括投影灯组模块，驾驶员警示子系统包括显示器模块和扬声器模块，当车辆右转弯时，车辆侧方的危险等级将会有主控制器1给出，行人警示子系统、驾驶员警示子系统以及紧急制动子系统将会根据危险等级做出对应的预警操作。当处于高风险危险等级时，紧急制动子系统开启，以达到对车辆的主动制动。
行人警示子系统包括投影灯组3，投影灯组3安装于车辆顶部两侧，且与主控制器1连接，用于接收主控制器传输的内轮差区域预警图形，并向地面投射预警区域警示线；当车辆直线行驶或向另一侧转向时，投影灯组3关闭。
驾驶员警示模块包括与主控制器1连接的扬声器5和显示器4，其中显示器4将会在车辆右转弯时实时显示车辆轨迹与聚类坐标信息，用于辅助驾驶员行车，当危险等级为存在碰撞风险或碰撞即将发生时，显示器4将会额外起到对驾驶员的视觉警示作用。当主控制器判断为存在碰撞风险时，扬声器5进行声音警示，用于提醒驾驶员避让。
轮速传感器6与加速度传感器7，轮速传感器6共两个，加速度传感器7共两个，均分别安装于车辆的两个前轮上且与激光雷达识别系统2连接，激光雷达识别子系统2通过前轮速度与前轮加速度信息，计算并预测后轮轨迹，并将其用于与侧方障碍聚类几何中心的比对并判断危险等级。
实时计算出侧方障碍聚类的几何中心时，先对点云数据进行实时抓取，将激光雷达传感器扫描到的点云数据进行抓取之后，对点云数据包进行过滤，将质量不佳的坐标点滤去，之后就可以进行点云数据的进一步处理，获取到高质量的点云数据之后，对点云数据进行极坐标到笛卡尔坐标系坐标的转换，具体公式为：
Figure BDA0003005582280000081
Figure BDA0003005582280000082
其中，PI代表常数π，其值可以被估算为3.1415926。x代表点在笛卡尔坐标轴上的x坐标。y代表点在笛卡尔坐标轴上的y坐标。tmpAngle代表点在极角坐标系下的极角。tmpDistance代表点在极角坐标系下的距离。
转换原有极角数据得到笛卡尔坐标数据过程中，还联系到实际应用环境，做了额外的处理。由于本激光雷达识别系统仅用于检测大型商用车在右转过程中可能遇到的行人或者其他潜在风险对象，激光雷达在处理时并不需要关心处于极角坐标系左边，亦即当极角θ满足：
90°≤θ∧θ≤270°
便不用将该点换算成为笛卡尔坐标，而是可以选择直接将符合该条件的点丢弃，不予考虑。
本实施例采用DBSCAN算法计算出聚类中心坐标并且滤去噪声点云数据，应用在激光雷达识别系统中的DBSCAN算法可被概括为：
(1)从数据库中抽出一个未处理的点；
(2)如果抽出的点是核心点则找出所有从该点密度可达的对象，形成一个簇；
(3)否则抽出的点是边缘点(非核心对象)，将该点标识为噪声点跳出本次循环，寻找下一个点；
(4)重复(1)～(3)步骤直到所有的点都被处理。
其中，核心点为在给定半径领域内存在超过阈值的个数点的点，而给定的半径以及阈值个数都可以根据不同的车型使用场景与精度要求而自行设置。
计算后轮轨迹的公式为：
Figure BDA0003005582280000083
Figure BDA0003005582280000084
其中，vfl为前轮左轮的速度，vfr为前轮右轮的速度，L为车辆轴距，B为车辆轮距，R为转向过程中内侧后轮的转弯半径。
计算出车辆运行轨迹之后，将车辆前后轮运行轨迹与聚类中心坐标进行比较以计算危险等级状态。将激光雷达识别子系统安装在指定车辆指定位置如图3所示，转换后的直角坐标系如图4所示，则其中以汽车左前轮为坐标系中心，根据几何关系易得出，侧方障碍目标处于危险状态只需满足条件：
Figure BDA0003005582280000091
Figure BDA0003005582280000092
其中，聚类目标圆心(xc，yc)，半径Rc，汽车右后轮转向圆圆心(xrb，yrb)，半径Rrb，汽车左前轮转向圆圆心(xlf，ylf)，半径Rlf。
危险等级包括可分为三级：无碰撞风险、存在碰撞风险和碰撞即将发生。当聚类目标处于车辆运行轨迹外侧时，激光雷达识别系统判定为无碰撞风险，当聚类目标处于车辆运行轨迹内测时，激光雷达识别系统判定为存在碰撞风险，当聚类目标的位置太过于靠近车身时，激光雷达识别系统判定为碰撞即将发生。
激光雷达识别子系统2向主控制器1传输危险等级信息以及实时坐标信息，由主控制器1来进行对其他子系统之间的协调。激光雷达识别子系统2与轮速传感器6、加速度传感器7以及主控制器1连接，利用轮速传感器6以及加速度传感器7，计算并预测车辆的行驶轨迹，并向主控制器1传输危险等级信息以及实时坐标信息。当车辆转弯时，无论处于何种危险等级，主控制器均将激光雷达识别系统传来的实时坐标进行可视化后输出到显示器4上，以实现对驾驶员的行车辅助或者行车警示，同时，主控制器1利用投影灯组3，对行人进行车辆转弯提醒。当危险等级为存在碰撞风险时，主控制器1控制扬声器5进行对驾驶员的声音警示。当危险等级为碰撞即将发生时，主控制器1控制线控刹车模块8进行对车辆的紧急制动。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的工作人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，该系统安装于车辆上，其特征在于，包括主控制器(1)以及分别与主控制器(1)连接的激光雷达识别子系统、安全警示子系统和紧急制动子系统，所述的激光雷达识别子系统包括轨迹预测模块、侧方障碍监测模块和数据处理模块，用于获取预测后轮行驶轨迹和侧方障碍坐标并通过比对得到当前危险等级，所述的主控制器(1)根据当前危险等级控制安全警示子系统和紧急制动子系统分级开启。
2.根据权利要求1所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，其特征在于，所述的侧方障碍监测模块包括安装于车辆顶部的激光雷达传感器，所述的激光雷达传感器用于采集侧方障碍的点云数据，所述的数据处理模块通过对点云数据的处理获取侧方障碍的几何聚类中心，并用于与预测的车辆后轮行驶轨迹进行比对并判断当前危险等级。
3.根据权利要求2所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，其特征在于，所述的轨迹预测模块包括轮速传感器(6)和加速度传感器(7)，所述的轮速传感器(6)和加速度传感器(7)分别设置两个，所述的轮速传感器(6)和加速度传感器(7)均安装于车辆的两个前轮上，分别用于采集车辆的前轮速度与前轮加速度；
所述的数据处理模块获取前轮速度与前轮加速度，计算并预测后轮轨迹，并将预测的后轮行驶轨迹用于与侧方障碍的几何聚类中心进行比对并判断当前危险等级。
4.根据权利要求2所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，其特征在于，所述的当前危险等级包括无碰撞风险、存在碰撞风险和碰撞即将发生；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生。
5.根据权利要求4所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，其特征在于，所述的安全警示子系统包括分别与主控制器(1)连接的投影灯组(3)、显示器(4)和扬声器(5)，所述的投影灯组(3)安装于车辆顶部两侧，所述的显示器(4)和扬声器(5)设置于车辆驾驶室内，且与主控制器(1)连接，所述的紧急制动子系统为车辆线控刹车模块(8)；
当车辆处于转弯状态时，所述的主控制器(1)获取激光雷达识别子系统实时采集的侧方障碍坐标，并通过显示器(4)进行可视化显示；同时接收激光雷达识别子系统预测的车辆行驶轨迹，计算内轮差区域图形并发送至用于投影灯组(3)向地面投射预警区域警示线，当车辆直线行驶或向另一侧转向时，所述的投影灯组(3)关闭。
6.根据权利要求5所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的车辆安全警示系统，其特征在于，当前危险等级为无碰撞风险时，所述的投影灯组(3)和显示器(4)开启，起辅助提醒作用；
当前危险等级为存在碰撞风险时，所述的扬声器(5)开启，起警示作用；
当前危险等级为碰撞即将发生时，所述的车辆线控刹车模块(8)，对车辆进行强制制动。
7.一种用于权利要求1-6任一项所述的车辆安全警示系统的融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，其特征在于，包括：
轨迹预测步骤：根据采集到的前轮速度信息和加速度信息，实时计算并预测车辆后轮的行驶轨迹；
侧方障碍检测步骤：根据激光雷达传感器采集到的侧方障碍点云数据，实时计算侧方障碍的几何聚类中心坐标；
和危险等级判断步骤：将车辆后轮的行驶轨迹和侧方障碍的几何聚类中心坐标进行比对，根据两者的位置关系，判断当前危险等级为无碰撞风险、存在碰撞风险或碰撞即将发生。
8.根据权利要求7所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，其特征在于，所述的侧方障碍检测步骤具体包括：
11)获取侧方障碍的点云数据；
12)将极坐标下的点云数据进行坐标转换，得到直角坐标系下的点云数据；
13)采用DBSCAN算法计算出侧方障碍的聚类中心坐标，并过滤噪声点云数据。
9.根据权利要求8所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，其特征在于，所述的步骤13)具体包括：
131)从点云数据中选取一个未被处理的点；
132)判断该选取的点是否为核心点，若是，则执行步骤133)，否则执行步骤134)；
133)找出所有从该点密度可达的对象，形成一个簇；
134)将该点标识为噪声点过滤；
135)重复步骤131)-134)，直到点云数据中心所有的点都被处理。
10.根据权利要求8所述的一种融合轨迹预测和侧方障碍监测的危险等级识别方法，其特征在于，所述的危险等级判断步骤中，当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹外侧时，判断当前危险等级为无碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧时，判断当前危险等级为存在碰撞风险；
当侧方障碍的几何聚类中心与车身的距离小于设定阈值时，判断当前危险等级为碰撞即将发生；
在判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧或外侧时，以车辆左前轮为坐标系中心，根据以下公式判断，当满足以下公式时，判断侧方障碍的几何聚类中心处于车辆后轮行驶轨迹内侧：
Figure FDA0003005582270000031
Figure FDA0003005582270000032
其中，(xc，yc)为侧方障碍的几何聚类中心坐标，Rc为侧方障碍的几何聚类半径，(xrb，yrb)为车辆右后轮转向圆的圆心坐标，Rrb为车辆右后轮转向圆的半径，(xlf，ylf)为车辆左前轮转向圆的圆心坐标，Rlf为车辆左前轮转向圆的半径。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114347904A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 中山大学 车辆行驶范围提示警示及显示系统、方法、介质及设备
CN115022897A (zh) * 2021-12-14 2022-09-06 荣耀终端有限公司 通信方法及装置
TWI797997B (zh) * 2022-02-21 2023-04-01 輝創電子股份有限公司 車輛轉彎警示方法與系統
CN116030629A (zh) * 2023-01-09 2023-04-28 云艾网人工智能科技(江苏)有限公司 基于轨迹大数据的交通拥堵溯源方法、存储介质及服务器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115022897A (zh) * 2021-12-14 2022-09-06 荣耀终端有限公司 通信方法及装置
CN115022897B (zh) * 2021-12-14 2023-04-14 荣耀终端有限公司 通信方法及电子设备
CN114347904A (zh) * 2022-01-10 2022-04-15 中山大学 车辆行驶范围提示警示及显示系统、方法、介质及设备
TWI797997B (zh) * 2022-02-21 2023-04-01 輝創電子股份有限公司 車輛轉彎警示方法與系統
CN116030629A (zh) * 2023-01-09 2023-04-28 云艾网人工智能科技(江苏)有限公司 基于轨迹大数据的交通拥堵溯源方法、存储介质及服务器
CN116030629B (zh) * 2023-01-09 2023-09-19 云艾网人工智能科技(江苏)有限公司 基于轨迹大数据的交通拥堵溯源方法、存储介质及服务器

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