CN117607901A - 一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法和系统，方法包括实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；将所述点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中，然后通过坐标转换将静态障碍物的经纬度转换为雷达数据输出，从而实现了雷达近距探测死角内障碍物的检测。本发明旨在减少所使用的雷达数量、降低无人驾驶技术成本的同时，实现探测盲区内障碍物检测，并使得无人驾驶车辆能够根据探测盲区内的障碍物位置信息进行自主避障。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法和系统。
背景技术
自动驾驶技术作为汽车行业重要的发展方向，自动驾驶的未来是推动智能汽车技术、智慧道路技术和车路协同技术融合发展，目的是提升自动驾驶车辆运行与网络安全保障能力，探索形成自动驾驶技术规模化应用。
自动驾驶技术中的障碍物检测现在业界的主流方案包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头等传感器。其中，激光雷达是目前最为成熟的障碍物检测技术之一，它可以精确地测量出物体与车辆之间的距离和位置，而且具有很高的速度和角度分辨率。
目前业界主流的激光雷达布置方式有三种：第一种是在车辆前方布置一颗激光雷达，对于车辆前方的障碍物有较好的识别效果，但是车辆后方雷达就完全检测不到；第二种是在车辆四周各布置一颗激光雷达，雷达视野广阔，障碍物识别效果较好，但是成本较高；第三种是在车辆顶部布置一颗激光雷达，此方式也可以获得较广阔的雷达视野，并且成本较第二种方法也较低，但是由于此时雷达高度相对于第一种方案较高，而雷达发射角是固定的，这会导致距离车辆较近的障碍物会处于雷达的探测盲区内，对车辆自动驾驶存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法和系统，以解决背景技术中提出的问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，包括：
实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；
将所述点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将所述行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照所述雷达信息控制当前车辆进行避障。
作为本发明的进一步优化方案，在可视障碍物进入雷达探测盲区前还包括：实时接收当前车辆GPS信号和导航信息，确定当前车辆经纬度、行驶速度、行驶路线以及航向。
作为本发明的进一步优化方案，当前车辆雷达探测范围为：
以当前车辆为圆心，以雷达设定探测距离为半径构成的圆形区域；以及，以当前车辆顶部为发射点，以雷达设定探测角度构成的扇形区域。
作为本发明的进一步优化方案，所述坐标转换具体为：将所述点云数据通过平移和旋转变换从雷达的局部直角坐标系转换为全局GPS坐标系下的可视障碍物经纬度。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一避障条件为：当可视障碍物完全脱离雷达探测范围时，或，可视障碍物的部分轮廓停留在雷达探测盲区时。
一种针对雷达盲区内障碍物的避障系统，应用于实现上述任一项所述避障方法，包括
障碍物监测模块，用于实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；
坐标转换模块，用于将所述点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
避障模块，用于在当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将所述行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照所述雷达信息控制当前车辆进行避障。
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述避障方法。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明针对顶部安装激光雷达时，近距离有较大的雷达探测死角情况进行了改善，使得近距离的障碍物也能够得到识别，提升了自动驾驶的避障效率，并且该避障方法不依赖对道路环境的检测，极大的提高了系统的适应性和可靠性，降低了自动驾驶的成本。
(2)本发明实现了在减少所使用的雷达数量、降低无人驾驶技术成本的同时，实现探测盲区内障碍物检测，并使得无人驾驶车辆能够根据探测盲区内的障碍物位置信息进行自主避障。
附图说明
图1是本发明中避障方法的执行流程图；
图2是本发明中当前车辆运行过程中障碍物与车辆死角部分的位置变化的演示图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1所示，本实施方式提供了一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，该方法应用于车辆顶部安装雷达的情况下实现，主要以提前记录静态障碍物的位置信息，并在障碍物进入雷达探测盲区时将记录好的位置信息通过坐标转换的方式以雷达数据输出，实现车辆顶部安装雷达情况下探测死角内障碍物检测，基于该障碍物监测的避障方法包括如下步骤：
步骤S1：实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据，上述点云数据包含在探测范围边界的障碍物点云数据；
步骤S2：将点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
步骤S3：当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照雷达信息控制当前车辆进行避障。
其中，步骤S2中实时更新的行车数据库为若干可视障碍物在探测范围边界的经纬度信息，并将该GPS坐标下的经纬度信息作为后续避障时雷达数据获取的对象。
本实施例中，在可视障碍物进入雷达探测盲区前还包括：实时接收当前车辆GPS信号和导航信息，确定当前车辆经纬度、行驶速度、行驶路线以及航向。
结合图2所示，该图为当前车辆运行过程中障碍物与车辆死角(盲区)部分位置变化的演示图，结合上述方法，在上一秒时，障碍物位于车辆雷达的探测范围内，此时记录障碍物的点云位置，并转化为经纬度，在一秒后，障碍物进入到探测盲区时，将记录好的位置信息(经纬度)通过坐标转换的方式以雷达数据输出，具体为将障碍物GPS坐标下的经纬度通过平移和旋转变换转换为车辆坐标系下，并以雷达信息输出，基于该车辆坐标系下的雷达信息控制车辆避障。
本实施例中，第一避障条件为：当可视障碍物完全脱离雷达探测范围时，或，可视障碍物的部分轮廓停留在雷达探测盲区时。
在一些实施例中，可视障碍物的部分轮廓停留在雷达探测盲区时，即车辆在运行状态下，该障碍物与车辆相对静止，该障碍物为动态障碍物，部分轮廓停留在盲区内，由于对该动态障碍物的运行速度不可判，在该状态下，也会触发第一避障条件，执行避障操作。
具体的，当前车辆雷达探测范围为：
以当前车辆为圆心，以雷达设定探测距离为半径构成的圆形区域；以及，以当前车辆顶部为发射点，以雷达设定探测角度构成的扇形区域。
需要说明的是，本实施例中对车辆基于雷达信息进行避障的原理和现在自动驾驶车辆的避障原理相同，区别在于,当障碍物距离车辆较近处于雷达探测盲区的时候，此时障碍物位置信息为使用提前记录的位置信息(行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度)转换后输入。
本实施例步骤S2中，坐标转换具体为：将点云数据通过平移和旋转变换从雷达的局部直角坐标系转换为全局GPS坐标系下的可视障碍物经纬度。
基于同一发明构思，本实施例中还提供了与避障方法对应的避障系统，由于本公开实施例中的系统解决问题的原理与本公开实施例上述避障方法相似，因此系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
本实施方式还提供了一种针对雷达盲区内障碍物的避障系统，应用于实现上述任一项避障方法，包括
障碍物监测模块，用于实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；
坐标转换模块，用于将点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
避障模块，用于在当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照雷达信息控制当前车辆进行避障。
对应图1中的避障方法，本实施方式中还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项避障方法。
上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本发明实施例的流程或功能。计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)，或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明实施例中所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，其特征在于，包括：
实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；
将所述点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将所述行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照所述雷达信息控制当前车辆进行避障。
2.根据权利要求1所述的一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，其特征在于：在可视障碍物进入雷达探测盲区前还包括：实时接收当前车辆GPS信号和导航信息，确定当前车辆经纬度、行驶速度、行驶路线以及航向。
3.根据权利要求1所述的一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，其特征在于：当前车辆雷达探测范围为：
以当前车辆为圆心，以雷达设定探测距离为半径构成的圆形区域；以及，以当前车辆顶部为发射点，以雷达设定探测角度构成的扇形区域。
4.根据权利要求3所述的一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，其特征在于：所述坐标转换具体为：将所述点云数据通过平移和旋转变换从雷达的局部直角坐标系转换为全局GPS坐标系下的可视障碍物经纬度。
5.根据权利要求3所述的一种针对雷达盲区内障碍物的避障方法，其特征在于：所述第一避障条件为：当可视障碍物完全脱离雷达探测范围时，或，可视障碍物的部分轮廓停留在雷达探测盲区时。
6.一种针对雷达盲区内障碍物的避障系统，应用于实现权利要求1-5任一项所述避障检测方法，其特征在于，包括
障碍物监测模块，用于实时获取当前车辆雷达探测范围内的可视障碍物实时点云数据；
坐标转换模块，用于将所述点云数据进行坐标转换后，得到雷达探测范围内GPS坐标下的可视障碍物经纬度，并自动录入实时更新的行车数据库中；
避障模块，用于在当前车辆运行至可视障碍物触发预先设定的第一避障条件时，将所述行车数据库中最近时刻更新的可视障碍物经纬度转换为雷达数据，基于雷达数据确定雷达探测盲区内可视障碍物在车辆坐标系下的雷达信息，按照所述雷达信息控制当前车辆进行避障。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述避障方法。
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