CN115032630A - 一种基于bsd雷达的网格化栏杆检测方法 - Google Patents

一种基于bsd雷达的网格化栏杆检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，包括：S10.建立车身坐标系，在车身坐标系中将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域；S20.对BSD雷达每一帧检测到的静止点进行筛选处理，存储到划分好的网格区域中，以使每个网格区域最多只保留一个静止点；S30.对每个网格区域中的静止点根据自车速度进行运动补偿，并更新网格区域；S40.对一段时间内的所有网格区域中的静止点进行三阶拟合，获取栏杆拟合曲线，以判断栏杆是否有效；S50.若栏杆为有效栏杆，对未放入到网格区域的静止点进行标注。本发明通过将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域，并将BSD雷达检测到的多帧静止点分别存储到多个网格区域中，筛选网格区域的存储数据，减少运算量和存储量。

Description

一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法
技术领域
本发明涉及栏杆识别技术领域，特别是涉及一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法。
背景技术
BSD毫米波雷达受探测角度精度的速度精度的影响，且实车行驶常伴有栏杆、隔离绿化带等复杂场景，容易识别到虚假目标，造成BSD误报，所以，栏杆场景的识别尤为重要。
目前BSD毫米波雷达识别栏杆的技术有采用直方图方法识别、霍夫变换法识别、目标点聚类方法识别，每种方式都有各自的劣势，直方图方法识别由于固定距离的分割会导致栏杆识别的位置与真实位置误差较大；霍夫变换法识别计算相对复杂很多，且效率不高；目标点聚类方法识别在目标检测数量较少的情况下，效果不明显，且聚类波门的设置参数在不同距离和场景需要调整，需要大量实车数据验证。
随着BSD毫米波雷达分辨率的提升，栏杆检测的点云数量增大，单帧的点云数量有限，受探测精度的影响，不能很好的区别出栏杆和目标。多帧存储的点云数量过大，运算量和存储量往往会遇到因为运算量过大而无法实现或者性能下降的工程化的问题。
因此，如何在减小BSD毫米波雷达的运算量的同时，能够更好的区别出栏杆的实际应用场景将是需要解决的问题。
发明内容
本发明为克服上述现有BSD毫米波雷达识别栏杆的技术存在误差大、效率低、运算量大的问题，提供一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，包括步骤：
S10.建立车身坐标系，在车身坐标系中将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域；
S20.对BSD雷达每一帧检测到的静止点进行筛选处理，存储到划分好的网格区域中，以使每个网格区域最多只保留一个静止点；
S30.对每个网格区域中的静止点根据自车速度进行运动补偿，并更新网格区域；
S40.对一段时间内的所有网格区域中的静止点进行三阶拟合，获取栏杆拟合曲线，根据栏杆拟合曲线判断栏杆是否有效；
S50.若栏杆为有效栏杆，对未放入到网格区域的静止点进行标注。
进一步的，作为优选技术方案，步骤S20具体包括：
S201.筛选BSD雷达每一帧检测到的静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储；
S202.对放入每个网格区域中的多个静止点进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点。
进一步的，作为优选技术方案，在步骤S202中，对每一帧存储在网格区域中的静止点都需要进行边缘提取，以保证每个网格区域中最多只存储一个静止点。
进一步的，作为优选技术方案，步骤S30具体包括：
S301.根据每个网格区域中的静止点在车身坐标系中的相对位置坐标、自车车速以及相邻两帧间隔时间，对根据每个网格区域中的静止点进行位置补偿，更新静止点坐标位置，以更新网格区域。
进一步的，作为优选技术方案，步骤S30还包括：
S302.根据更新后的网格区域中的静止点的分布，对存在多个静止点的网格区域进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点，更新网格区域。
进一步的，作为优选技术方案，步骤S40具体包括：
S401.根据一段时间内的网格区域中的静止点的坐标位置，采用多项式拟合，获得栏杆拟合系数；
S402.根据栏杆拟合系数求得栏杆拟合曲线和栏杆拟合偏差；
S403.当栏杆拟合偏差小于预设拟合偏差值时，则判断栏杆拟合有效。
进一步的，作为优选技术方案，预设拟合偏差值为根据BSD雷达路试数据设定的栏杆拟合偏差允许的最大值。
进一步的，作为优选技术方案，步骤S50具体包括：
若栏杆为有效栏杆，根据栏杆拟合曲线，将未放入到网格区域的静止点放入到栏杆区域中。
进一步的，作为优选技术方案，可放入到栏杆区域中的静止点的认定过程包括：
根据栏杆拟合曲线，计算未放入到网格区域的静止点的坐标位置；
将计算的坐标位置与测量的坐标位置进行比较，当计算的坐标位置与测量的坐标位置的差值在预设范围内，则判断该静止点是栏杆上的点。
进一步的，作为优选技术方案，所述静止点为BSD雷达检测到的对地速度为 0的目标点，或者对地速度的绝对值小于等于动静状态区分阈值的目标点。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域，并将BSD雷达检测到的多帧静止点分别存储到多个网格区域中，筛选网格区域的存储数据，减少运算量和存储量。同时，通过检测到的静止点对网格区域进行实时更新或保持和预测，同时对未加入到网格区域的静止点进行栏杆场景划分，减少虚假目标的形成，解决了现有栏杆识别方案中因单帧的目标点数量有限，受BSD雷达探测精度的影响，不能很好的区别出栏杆的实际场景，而多帧的目标点因存储量大产生的内存消耗和时间消耗问题。
附图说明
图1为本发明步骤流程图。
图2为本发明在车身坐标系中的网格区域示意图；
图3为本发明步骤S20具体步骤流程示意图。
图4为本发明步骤S30具体步骤流程示意图。
图5为本发明步骤S40具体步骤流程示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
实施例1
本实施例为解决现有BSD毫米波雷达识别栏杆的技术存在误差大、效率低、运算量大的问题，提供一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法。
本实施例公开的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，如图1所示，包括步骤：
S10.建立车身坐标系，在车身坐标系中将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域。
如图2所示，以单侧雷达为例，本步骤具体为：在XY方向上建立车身坐标系，在该车身坐标系中，将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域。
其中，网格区域尺寸即为固定间隔，而网格区域的数量根据栏杆区域的尺寸和网格区域的尺寸决定。
S20.对BSD雷达每一帧检测到的静止点进行筛选处理，存储到划分好的网格区域中，以使每个网格区域最多只保留一个静止点。
在本步骤中，静止点为BSD雷达检测到的对地速度为0的目标点。
在一些实施例中，静止点也可为BSD雷达检测到的对地速度的绝对值小于等于动静状态区分阈值的目标点。
本步骤如图3所示，具体包括：
S201.筛选BSD雷达每一帧检测到的静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储。
S202.对放入每个网格区域中的多个静止点进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点。
在本步骤中，对每一帧存储在网格区域中的静止点都需要进行边缘提取，以保证每个网格区域中最多只存储一个静止点。
S30.对每个网格区域中的静止点根据自车速度进行运动补偿，并更新网格区域。
如图4所示，本步骤具体包括：
S301.根据每个网格区域中的静止点在车身坐标系中的相对位置坐标、自车车速以及相邻两帧间隔时间，对根据每个网格区域中的静止点进行位置补偿，更新静止点坐标位置，以更新网格区域。
S302.根据更新后的网格区域中的静止点的分布，对存在多个静止点的网格区域进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点，更新网格区域。
S40.对一段时间内的所有网格区域中的静止点进行三阶拟合，获取栏杆拟合曲线，根据栏杆拟合曲线判断栏杆是否有效。
在本步骤中，三阶拟合所采用的是多项式拟合，一段时间没有固定限定，只要满足一段时间内，BSD雷达连续多帧采集到的目标点能够实现判断栏杆有效即可。
本步骤如图5所示，具体包括：
S401.根据一段时间内的网格区域中的静止点的坐标位置，采用多项式拟合，获得栏杆拟合系数。
在本步骤中，根据所有网格区域中的静止点的坐标位置，采用以下多项式进行拟合，以求得栏杆拟合系数：
y＝a0+a1*x+a2x2+a3*x3
其中，(x,y)表示所有网格区域中的静止点的坐标位置，也就是第一区域至第N区域中的静止点的坐标位置，(a0，a1，a2，a3)表示栏杆拟合系数。
S402.根据栏杆拟合系数求得栏杆拟合曲线和栏杆拟合偏差。
本步骤具体实现过程为：
根据上述步骤求得的拟合系数，参见所有网格区域中的静止点的坐标位置，得到栏杆拟合曲线。进一步利用上述多项式计算栏杆拟合偏差。
在本实施例中，杆拟合偏差的计算具体为：根据栏杆拟合系数计算静止点的坐标位置，根据计算的坐标位置与测量的坐标位置计算栏杆拟合偏差。
在本实施例中，举例说明：
由于X轴的坐标为确定值，故此，栏杆拟合偏差的计算如下：
根据栏杆拟合系数和静止点的x轴坐标值，通过多项式计算静止点的y坐标值，将计算的静止点的y坐标值与测量的静止点的y坐标值进行差运算，从而求得栏杆拟合偏差。
S403.当栏杆拟合偏差小于预设拟合偏差值时，则判断栏杆拟合有效。
在本步骤中，预设拟合偏差值为根据BSD雷达路试数据设定的栏杆拟合偏差允许的最大值。
故此，当上述步骤计算的栏杆拟合偏差在设定的栏杆拟合偏差允许的最大范围内时，则判断栏杆拟合有效，得到拟合成功的栏杆。
S50.若栏杆为有效栏杆，对未放入到网格区域的静止点进行标注。
本步骤具体包括：
若栏杆为有效栏杆，根据栏杆拟合曲线，将未放入到网格区域的静止点放入到栏杆区域中。
在本步骤中，可放入到栏杆区域中的静止点的认定过程包括：
S501.根据栏杆拟合曲线，计算未放入到网格区域的静止点的坐标位置。
具体为：参见上述步骤，根据栏杆拟合曲线提取栏杆拟合系数、未放入到网格区域的静止点的x轴坐标值，通过多项式计算静止点的y坐标值。
S502.将计算的坐标位置与测量的坐标位置进行比较，当计算的坐标位置与测量的坐标位置的差值在预设范围内，则判断该静止点是栏杆上的点。
将计算的静止点的y坐标值与测量的未放入到网格区域的静止点的y坐标值进行差运算，得到测量误差，当测量误差在预设范围内，则判断该静止点是栏杆上的点。
然后将通过上述步骤认定的静止点划分为栏杆区域中的静止点，放入到栏杆区域的对应网格区域中。
在本实施例中，网格区域中的静止点，不参与航迹的跟踪，故此，可减少虚假目标的形成，从而减少运算量。
S60.根据网格区域中的静止点，更新BSD雷达的目标列表。
由于本实施例中，仅以单侧雷达为例，故此，双侧雷达的目标列表分别通过上述步骤更新。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上进一步公开了BSD雷达筛选存储静止点的具体实现方式。
在本实施例中，对实施例1中的步骤S20的实现过程举例说明。
步骤S20包括：
S201.筛选BSD雷达每一帧检测到的静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储。
S202.对放入每个网格区域中的多个静止点进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点。
步骤S20具体实现过程为：
从BSD雷达前一帧检测到目标点中筛选出静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储。如果一个网格区域中存在多个静止点，那么，对该网格中的多个静止点进行边缘提取，以保证该网格区域中仅保留一个静止点。
重复上述过程：从BSD雷达当前帧检测到目标点中筛选出静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储。如果一个网格区域中存在多个静止点，那么，对该网格中的多个静止点进行边缘提取，以保证该网格区域中仅保留一个静止点。
在本步骤中，BSD雷达每一帧筛选出的静止点都需要进行存储，同时，对每一帧存储静止点后，出现多个静止点的网格区域进行边缘提取，以保证每个网格区域中仅保留一个静止点，以减少BSD雷达的存储量和后续的计算量。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上进一步公开了BSD雷达对网格区域中的静止点进行运动补偿的具体实现方法。
在本实施例中，对实施例1中的步骤S30的实现过程举例说明。
步骤S30包括：
S301.根据每个网格区域中的静止点在车身坐标系中的相对位置坐标、自车车速以及相邻两帧间隔时间，对根据每个网格区域中的静止点进行位置补偿，更新静止点坐标位置，以更新网格区域。
在本步骤中，参见图2的网格区域的分布和静止点的分布，采用以下公式对每个网格区域中的静止点进行运动补偿：
X①＝|X①+V*deltT|；
Y①＝|Y①+V*deltT|；
X②＝|X②+V*deltT|；
Y②＝|Y②+V*deltT|；
其中，(X①，Y①)表示第一网格区域中的静止点①在车身坐标系下的相对位置坐标，同样的，(X②，Y②)表示第二网格区域中的静止点②在车身坐标系下的相对位置坐标，V表示自车车速、deltT表示相邻两帧间隔时间。
S302.根据更新后的网格区域中的静止点的分布，对存在多个静止点的网格区域进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点，更新网格区域。
在本步骤中，由于补偿后的静止点的坐标位置会发生偏于，故此，补偿后的静止点可能扔然存在当前的网格区域中，也可能已经进入到其他网格区域中。
若补偿后的静止点进入到了其他网格区域中，根据补偿后网格区域中的静止点的分布，对存在多个静止点的网格区域再次进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点，更新网格区域，存储静止点。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地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)

1.一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，包括步骤：
S10.建立车身坐标系，在车身坐标系中将栏杆区域按照固定间隔划分为多个网格区域；
S20.对BSD雷达每一帧检测到的静止点进行筛选处理，存储到划分好的网格区域中，以使每个网格区域最多只保留一个静止点；
S30.对每个网格区域中的静止点根据自车速度进行运动补偿，并更新网格区域；
S40.对一段时间内的所有网格区域中的静止点进行三阶拟合，获取栏杆拟合曲线，根据栏杆拟合曲线判断栏杆是否有效；
S50.若栏杆为有效栏杆，对未放入到网格区域的静止点进行标注。
2.根据权利要求1所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，步骤S20具体包括：
S201.筛选BSD雷达每一帧检测到的静止点，将静止点根据其坐标位置分别放入到划分好的网格区域中进行存储；
S202.对放入每个网格区域中的多个静止点进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点。
3.根据权利要求2所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，在步骤S202中，对每一帧存储在网格区域中的静止点都需要进行边缘提取，以保证每个网格区域中最多只存储一个静止点。
4.根据权利要求1所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，步骤S30具体包括：
S301.根据每个网格区域中的静止点在车身坐标系中的相对位置坐标、自车车速以及相邻两帧间隔时间，对根据每个网格区域中的静止点进行位置补偿，更新静止点坐标位置，以更新网格区域。
5.根据权利要求4所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，步骤S30还包括：
S302.根据更新后的网格区域中的静止点的分布，对存在多个静止点的网格区域进行边缘提取，以使每个网格区域最多只保留一个静止点，更新网格区域。
6.根据权利要求1所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，步骤S40具体包括：
S401.根据一段时间内的网格区域中的静止点的坐标位置，采用多项式拟合，获得栏杆拟合系数；
S402.根据栏杆拟合系数求得栏杆拟合曲线和栏杆拟合偏差；
S403.当栏杆拟合偏差小于预设拟合偏差值时，则判断栏杆拟合有效。
7.根据权利要求6所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，预设拟合偏差值为根据BSD雷达路试数据设定的栏杆拟合偏差允许的最大值。
8.根据权利要求1所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，步骤S50具体包括：
若栏杆为有效栏杆，根据栏杆拟合曲线，将未放入到网格区域的静止点放入到栏杆区域中。
9.根据权利要求8所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，可放入到栏杆区域中的静止点的认定过程包括：
根据栏杆拟合曲线，计算未放入到网格区域的静止点的坐标位置；
将计算的坐标位置与测量的坐标位置进行比较，当计算的坐标位置与测量的坐标位置的差值在预设范围内，则判断该静止点是栏杆上的点。
10.根据权利要求8所述的一种基于BSD雷达的网格化栏杆检测方法，其特征在于，所述静止点为BSD雷达检测到的对地速度为0的目标点，或者对地速度的绝对值小于等于动静状态区分阈值的目标点。
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