CN113219444A - 一种障碍物高度识别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能交通技术领域的一种障碍物高度识别系统及方法，旨在解决传统的车载超声波雷达无法识别出障碍物高低特性的技术问题。其包括：处理器和超声波雷达系统，超声波雷达系统包括安装于车辆侧边的侧边雷达、安装于车辆前部的前部雷达以及安装于车辆尾部的尾部雷达；处理器能够根据第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号实现车辆侧边的障碍物高度识别；同时，能够根据前部雷达的探测信号实现车辆前部障碍物高度识别，根据尾部雷达的探测信号实现车辆尾部障碍物高度识别；本发明能够基于现有的超声波雷达产品，增加软件算法和系统探测组合，实现自动驾驶、智能泊车辅助系统对于超声波雷达探测障碍物高度特性识别的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种障碍物高度识别系统及方法，属于智能交通技术领域。
背景技术
作为国民经济的重要支柱产业，汽车产业是推动实现制造强国和网络强国建设的重要支撑和融合载体。在智能化、网联化、电动化、共享化的背景下，自动驾驶成为智能网联汽车产业竞争的焦点。自动驾驶是指依靠机器视觉、人工智能、通信、定位系统协同合作，在没有任何人类主动操作的条件下，自动安全地操作机动车辆。通过自动驾驶替代人的驾驶工作，能有效避免人为失误，减少交通事故的发生。
作为汽车行业的发展趋势，自动驾驶对于各种感知传感器的需求越来越多，要求也越来越高。作为低速自动驾驶必备的传感器——超声波雷达来说，对于探测性能的要求越来越高。越来越多的车厂要求超声波雷达能够识别出障碍物的高低特性，以便车辆在低速行驶时，可以识别出障碍物是否可以被车辆通过；或打开车门时，车门是否会碰到的路沿等多种驾驶场景的应用需求；而传统的倒车雷达，其对于识别障碍物的高低属性是没有要求的，也无法满足上述需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种障碍物高度识别系统及方法，解决车载超声波雷达识别障碍物的高低特性技术问题，从而满足自动驾驶的需求。为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种障碍物高度识别系统，所述障碍物高度识别系统包括处理器和超声波雷达系统，
所述超声波雷达系统包括安装于车辆侧边的侧边雷达、安装于车辆前部的前部雷达以及安装于车辆尾部的尾部雷达；
所述侧边雷达至少包括靠近车辆前部的第一侧边雷达和靠近车辆尾部的第二侧边雷达，且在车门打开的范围内，仅其中一个侧边雷达能够探测到H高度的障碍物，所述H高度为车门最低点的高度；
所述处理器能够根据第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号实现车辆侧边的障碍物高度识别；同时，所述处理器还能够根据前部雷达的探测信号实现车辆前部障碍物高度识别，根据尾部雷达的探测信号实现车辆尾部障碍物高度识别。
作为一种可选的实施方式：所述前部雷达和/或尾部雷达设置有多个。
作为一种可选的实施方式：所述第一侧边雷达和第二侧边雷达选用窄波束超声波雷达。
第二方面，本发明提供了一种基于上述任一项所述的障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，所述障碍物高度识别方法包括：
采集第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号，
若两个侧边雷达均未探测到障碍物，则表明侧边雷达可探测范围内不存在障碍物或障碍物高度低于车门最低点的高度；
若仅其中一个侧边雷达能够探测到障碍物，则表明障碍物高度不高于车门最低点的高度；
若两个侧边雷达均能够探测到障碍物，则表明障碍物高度高于车门最低点的高度。
第三发面，本发明提供了一种基于上述任一项所述的障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，所述障碍物高度识别方法包括：
采集前部雷达/尾部雷达先后探测同一个障碍物时所反馈的回波信号；
根据两次回波信号计算两次探测时前部雷达/尾部雷达与障碍物的距离；
计算车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离；
采用下述公式计算障碍物的高度H2：
式中：H1为前部雷达/尾部雷达的安装高度；D1为前部雷达/尾部雷达第一次探测时与障碍物的距离；D2为前部雷达/尾部雷达第二次探测时与障碍物的距离；S1为车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离；P为基于D1、D2和S1构成三角形的半周长，
作为一种可选的实施方式：所述车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离通过车辆行进的轮速脉冲个数转换计算获取。
第四方面，本发明提供了一种基于上述任一项所述的障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，所述障碍物高度识别方法包括：
采用同一侧边雷达/前部雷达/尾部雷达在一次探测时，同一障碍物反馈的两次回波峰值；
根据两次回波峰值计算侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物顶部和底部的距离；
采用下述公式计算障碍物高度H5：
式中：D32＝L12+L22；D42＝L12+H42；D3为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物顶部的距离；D4为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物底部的距离；L1为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离到障碍物的水平距离；L2为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达与障碍物的高度差；H4为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达的安装高度。
作为一种可选的实施方式：所述障碍物的宽度大于50cm，且高度大于50cm或小于20cm。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供的一种障碍物高度识别系统及方法，根据安装于车辆侧边的侧边雷达、安装于车辆前部的前部雷达以及安装于车辆尾部的尾部雷达，识别车辆的侧边、前部和尾部的障碍物高度，从而解决传统的车载超声波雷达无法识别出障碍物高低特性的问题，以便超声波雷达能更好的应用于自动驾驶、智能泊车辅助领域的应用。
附图说明
图1是实施例提供的障碍物高度识别系统的安装示意图；
图2是实施例提供的障碍物高度识别方法中方法一的工作原理示意图；
图3是实施例提供的障碍物高度识别方法中方法二的工作原理示意图；
图4是实施例提供的障碍物高度识别方法中方法三的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供的一种障碍物高度识别系统，障碍物高度识别系统包括处理器和超声波雷达系统。
如图1所示，超声波雷达系统包括安装于车辆侧边的侧边雷达(F1、R1、F6、R6)、安装于车辆前部的前部雷达以及安装于车辆尾部的尾部雷达，前部雷达和/或尾部雷达设置有多个(F2、F3、F4、F5、R2、R3、R4、R5)；
侧边雷达至少包括靠近车辆前部的第一侧边雷达和靠近车辆尾部的第二侧边雷达，第一侧边雷达和第二侧边雷达选用窄波束超声波雷达，且在车门打开的范围内，仅其中一个侧边雷达能够探测到H高度的障碍物，H高度为车门最低点的高度；
处理器能够根据第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号实现车辆侧边的障碍物高度识别；同时，处理器还能够根据前部雷达的探测信号实现车辆前部障碍物高度识别，根据尾部雷达的探测信号实现车辆尾部障碍物高度识别。
基于上述障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法有三种，下述三种障碍物高度识别方法既可以单独使用也可以组合使用。
方法一：
如图2所示，以R1和F1为例，障碍物高度识别方法包括：
采集第一侧边雷达R1和第二侧边雷达F1的探测信号，
若两个侧边雷达均未探测到障碍物，则表明侧边雷达可探测范围内不存在障碍物或障碍物高度低于车门最低点的高度；
若仅其中一个侧边雷达能够探测到障碍物，则表明障碍物高度不高于车门最低点的高度；
若两个侧边雷达均能够探测到障碍物，则表明障碍物高度高于车门最低点的高度。
此方法适应于对马路沿、路牙石或开门障碍等发生在车辆侧边的场景时。
方法二：
如图3所示，以F3为例，障碍物高度识别方法包括：
采集前部雷达F3先后探测同一个障碍物时所反馈的回波信号；
根据两次回波信号计算两次探测时前部雷达F3与障碍物的距离；
计算车辆在前部雷达/F3两次探测过程中的行进距离；
采用下述公式计算障碍物的高度H2：
式中：H1为前部雷达F3的安装高度；D1为前部雷达F3第一次探测时与障碍物的距离；D2为前部雷达F3第二次探测时与障碍物的距离；S1为车辆在前部雷达F3两次探测过程中的行进距离，该行进距离通过车辆行进的轮速脉冲个数转换计算获取；P为基于D1、D2和S1构成三角形的半周长，
此方法适应于对车辆前进或倒车障碍等发生在车辆前后的场景。
方法三：
如图4所示，以F3为例，障碍物高度识别方法包括：
采用同一前部雷达F3在一次探测时，同一障碍物反馈的两次回波峰值；
根据两次回波峰值计算前部雷达F3距离障碍物顶部和底部的距离；
采用下述公式计算障碍物高度H5：
式中：D32＝L12+L22；D42＝L12+H42；D3为前部雷达F3距离障碍物顶部的距离；D4为前部雷达F3距离障碍物底部的距离；L1为前部雷达F3距离到障碍物的水平距离；L2为前部雷达F3与障碍物的高度差；H4为前部雷达F3的安装高度。
此方法适用于障碍物的宽度大于50cm，且高度大于50cm或小于20cm。
本发明提供的一种障碍物高度识别系统及方法，具备以下优点：
1、更安全：结合上述算法的超声波雷达识别障碍物高低特性，可以增加智能泊车辅助系统、智能驾驶系统，在传感器检知领域的应用范围，提升检测的识别度，有助于减小行车的安全隐患。
2、更精确：综合多种算法来实现障碍物高低特性的识别，准确度更高。
3、容易实现，成本低：在现有的超声波雷达系统上，增加软件算法和系统探测组合，成本低，容易实现。
综上，本发明基于现有的超声波雷达产品，增加软件算法和系统探测组合，实现自动驾驶、智能泊车辅助系统对于超声波雷达探测障碍物高度特性识别的要求。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种障碍物高度识别系统，其特征在于，所述障碍物高度识别系统包括处理器和超声波雷达系统，
所述超声波雷达系统包括安装于车辆侧边的侧边雷达、安装于车辆前部的前部雷达以及安装于车辆尾部的尾部雷达；
所述侧边雷达至少包括靠近车辆前部的第一侧边雷达和靠近车辆尾部的第二侧边雷达，且在车门打开的范围内，仅其中一个侧边雷达能够探测到H高度的障碍物，所述H高度为车门最低点的高度；
所述处理器能够根据第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号实现车辆侧边的障碍物高度识别；同时，所述处理器还能够根据前部雷达的探测信号实现车辆前部障碍物高度识别，根据尾部雷达的探测信号实现车辆尾部障碍物高度识别。
2.根据权利要求1所述的一种障碍物高度识别系统，其特征在于，所述前部雷达和/或尾部雷达设置有多个。
3.根据权利要求1所述的一种障碍物高度识别系统，其特征在于，所述第一侧边雷达和第二侧边雷达选用窄波束超声波雷达。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的一种障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，其特征在于，所述障碍物高度识别方法包括：
采集第一侧边雷达和第二侧边雷达的探测信号，
若两个侧边雷达均未探测到障碍物，则表明侧边雷达可探测范围内不存在障碍物或障碍物高度低于车门最低点的高度；
若仅其中一个侧边雷达能够探测到障碍物，则表明障碍物高度不高于车门最低点的高度；
若两个侧边雷达均能够探测到障碍物，则表明障碍物高度高于车门最低点的高度。
5.一种基于权利要求1-3任一项所述的一种障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，其特征在于，所述障碍物高度识别方法包括：
采集前部雷达/尾部雷达先后探测同一个障碍物时所反馈的回波信号；
根据两次回波信号计算两次探测时前部雷达/尾部雷达与障碍物的距离；
计算车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离；
采用下述公式计算障碍物的高度H2：
式中：H1为前部雷达/尾部雷达的安装高度；D1为前部雷达/尾部雷达第一次探测时与障碍物的距离；D2为前部雷达/尾部雷达第二次探测时与障碍物的距离；S1为车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离；P为基于D1、D2和S1构成三角形的半周长，
6.根据权利要求5所述的一种障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，其特征在于，所述车辆在前部雷达/尾部雷达两次探测过程中的行进距离通过车辆行进的轮速脉冲个数转换计算获取。
7.一种基于权利要求1-3任一项所述的一种障碍物高度识别系统的障碍物高度识别方法，其特征在于，所述障碍物高度识别方法包括：
采用同一侧边雷达/前部雷达/尾部雷达在一次探测时，同一障碍物反馈的两次回波峰值；
根据两次回波峰值计算侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物顶部和底部的距离；
采用下述公式计算障碍物高度H5：
式中：D32＝L12+L22；D42＝L12+H42；D3为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物顶部的距离；D4为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离障碍物底部的距离；L1为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达距离到障碍物的水平距离；L2为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达与障碍物的高度差；H4为侧边雷达/前部雷达/尾部雷达的安装高度。
8.根据权利要7所述的一种障碍物高度识别系统的障碍物识别方法，其特征在于，所述障碍物的宽度大于50cm，且高度大于50cm或小于20cm。
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- 2021-04-25 CN CN202110449212.8A patent/CN113219444A/zh active Pending
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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