本發明涉及車道識別
技術領域：
，尤其涉及一種車道識別補償方法和裝置。
背景技術：
：車道識別是智能車路徑規劃、決策控制的重要環節。在車道識別中，通常使用單目視覺傳感器來識別車道線，即通過單目攝像頭獲取實時道路場景照片，經圖像識別技術提取車道線輪廓，從而識別出前方車道的道路曲率、偏航角(道路中心線與車頭朝向的夾角)以及道路橫向偏離距離(道路中心線與車輛中心線的橫向偏離距離)。但是，現有的技術方案在復雜的交通道路如車道線斷續的十字路口、交通擁堵的道路等場景中，由于霧霾、雨雪等天氣原因造成的車道線模糊不清或能見度低等情況，車道識別算法會失效，在一定時段內傳感器無法識別車道信息，無法給車輛傳輸有效的車道線特征信號，車道識別的信息中斷故障會影響智能車的駕駛決策，對智能汽車的安全性和可靠性造成負面影響。技術實現要素：有鑒于此，本發明的目的在于提供一種車道識別補償方法和裝置，以力圖解決或者至少緩解上面存在的問題。第一方面，本發明實施例提供了一種車道識別補償方法，該方法包括：獲取車輛所在車道的車道信息；根據所述車道信息，確定所述車道的車道識別參數，所述車道識別參數包括道路曲率、偏航角和橫向偏離距離；在無法確定所述車道識別參數時，通過設置在所述車輛上的定位模塊確定該車輛的行駛速度信息和車輛位置信息，根據所述車輛位置信息和預先設置的道路設計信息列表，確定該車輛所在車道的所述道路曲率；通過設置在所述車輛上的組合慣性傳感器獲取所述車輛的轉彎速度信息，通過所述轉彎速度信息和所述行駛速度信息計算所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離。可選地，在根據本發明的方法中，在所述根據所述車道信息，確定所述車道的車道識別參數之前，包括：通過設置在所述車輛上的視覺傳感器獲取所述車輛所在車道的車道信息；所述根據所述車道信息，確定所述車道的車道識別參數，包括：利用圖像處理算法對所述車道信息進行處理，得到所述車道識別參數?？蛇x地，在根據本發明的方法中，所述道路設計信息列表至少包括道路標記點位置信息和所述標記點對應的道路設計曲率，所述根據所述車輛位置信息和預先設置的道路設計信息列表，確定該車輛所在車道的道路曲率，包括：遍歷所述道路設計信息列表，根據所述車輛位置信息，從所述道路設計信息列表中確定與所述車輛位置信息一致的目標道路標記點位置信息；在確定所述道路設計信息列表中存在所述目標道路標記點位置信息后，將與所述目標道路標記點位置信息對應的道路設計曲率標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率。可選地，在根據本發明的方法中，在所述根據所述車輛位置信息，從所述道路設計信息列表中確定與所述位置信息一致的目標道路標記點位置信息時，還包括：在確定所述道路設計信息列表中不存在所述目標道路標記點位置信息后，則計算所述道路設計信息列表中與所述車輛位置信息相鄰的至少兩個道路標記點位置信息對應的道路設計曲率的加權平均值，將所述加權平均值標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率?？蛇x地，在根據本發明的方法中，所述轉彎速度信息包括橫擺角速度，所述通過所述轉彎速度信息和所述行駛速度信息計算所述車輛的偏航角和橫向偏離距離，包括：根據所述橫擺角速度和所述行駛速度信息，確定所述車輛的相對位置信息；根據所述相對位置信息，利用特定方程組計算所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離。第二方面，本發明提供一種車道識別補償裝置，該裝置包括：車道信息獲取單元，用于獲取車輛所在車道的車道信息；參數確定單元，用于根據所述車道信息，確定所述車道的車道識別參數，所述車道識別參數包括道路曲率、偏航角和橫向偏離距離；參數計算單元，用于在無法確定所述車道識別參數時，通過設置在所述車輛上的定位模塊確定該車輛的行駛速度信息和車輛位置信息，根據所述車輛位置信息和預先設置的道路設計信息列表，確定該車輛所在車道的所述道路曲率；通過設置在所述車輛上的組合慣性傳感器獲取所述車輛的轉彎速度信息，通過所述轉彎速度信息和所述行駛速度信息計算所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離。可選地，在根據本發明的裝置中，所述車道信息獲取單元還用于通過設置在所述車輛上的視覺傳感器獲取所述車輛所在車道的車道信息；所述參數確定單元還用于利用圖像處理算法對所述車道信息進行處理，得到所述車道識別參數?？蛇x地，在根據本發明的裝置中，所述道路設計信息列表至少包括道路標記點位置信息和所述標記點對應的道路設計曲率，所述參數計算單元還用于：遍歷所述道路設計信息列表，根據所述車輛位置信息，從所述道路設計信息列表中確定與所述車輛位置信息一致的目標道路標記點位置信息；在確定所述道路設計信息列表中存在所述目標道路標記點位置信息后，將與所述目標道路標記點位置信息對應的道路設計曲率標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率?？蛇x地，在根據本發明的裝置中，所述參數計算單元還用于：在確定所述道路設計信息列表中不存在所述目標道路標記點位置信息后，則計算道路設計信息列表中與所述車輛位置信息相鄰的兩個道路標記點位置信息對應的道路設計曲率的加權平均值，將所述加權平均值標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率?？蛇x地，在根據本發明的裝置中，所述轉彎速度信息包括橫擺角速度，所述參數計算單元還用于：根據所述橫擺角速度和所述行駛速度信息，確定所述車輛的相對位置信息；根據所述相對位置信息，利用特定方程組計算所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離。根據本發明的技術方案，在無法確定車道識別參數時，通過組合慣性傳感器和定位模塊獲取車輛行駛過程中的轉彎速度信息、速度信息、位置信息等信息并計算車道識別參數，避免因無法獲取車道識別參數造成信息中斷影響車輛駕駛決策，提高了車輛行駛過程中的安全性和可靠性。為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。圖1示出了本發明實施例所提供的一種車道識別補償方法的流程圖；圖2示出了本發明實施例所提供的一種車道圖像的示意圖；圖3示出了本發明實施例所提供的一種計算車道識別參數坐標系的示意圖；圖4示出了本發明實施例所提供的一種車道識別補償裝置的結構圖。具體實施方式為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明通過設置在車輛上的單目視覺傳感器、車載組合慣性傳感器(imu)、車載定位儀(如gps傳感器)等獲取與車道相關的信息，根據獲取的與車道相關的信息，對車道信息計算模型中的車道識別參數進行補償與預測計算。其中，車道信息計算模型為二次函數，公式如下：f(x)＝1/2c2x2+c1x+c0其中，c2代表車道的道路曲率，c1代表偏航角，c0代表橫向偏離距離。最終得到的車道識別參數傳輸給如駕駛決策系統或整車控制器(ecu)等。具體如下。圖1示出了根據本發明的一個實施例的車道識別補償方法的流程圖。如圖1所示，該方法始于步驟s110。在步驟s110中，獲取車輛所在車道的車道信息。其中，車道信息可以是但不限于車道圖像等。例如，車輛通過設置在車輛上的單目視覺傳感器如攝像頭獲取車輛行駛方向前面車道的車道圖像(參考圖2)。在步驟s120中，根據車道信息，確定車道的車道識別參數，車道識別參數包括道路曲率、偏航角和橫向偏離距離。在一種實施方式中，通過設置在車輛上的視覺傳感器獲取車輛所在車道的車道信息如車道圖像，利用圖像處理算法對車道信息如車道圖像進行處理，得到車道參數信息。其中，視覺傳感器可以是但不限于單目視覺傳感器、單目攝像頭、能夠獲取車道信息的傳感器等。道路曲率是道路上某個點的切線方向角對弧長的轉動率。道路中某一點的道路曲率，是該點處的道路轉彎半徑的倒數，即，道路曲率＝1/道路轉彎半徑，道路曲率的單位為(1/m)，表明道路偏離直線的程度，是影響交通安全一個重要的因素，車輛以較高的速度通過彎道極容易引發側翻或側滑，造成重大交通事故。因此，快速有效地計算道路曲率在智能交通系統中有非常重要的意義。在進行偏航角計算時，具體可參考圖3，車輛平面二維坐標系：以車輛質心為原點，以車身縱向中心線為x軸，車頭前進方向為正方向，以水平面內垂直于x軸的方向為y軸，偏航角是車輛坐標系中，車輛所處位置處的道路中心線的切線方向與x軸的夾角，也可以認為偏航角是頭行進方向與車輛所處位置處的道路中心線切線方向的夾角，車輛右偏航為正，反之為負。橫向偏離距離是指車輛行駛過程中，車輛在垂直車輛行駛方向偏離道路中間線的距離，其中，道路中心線為同一車道內，左車道線與右車道線的虛擬中心線。在獲取到車道圖像后，首先，通過如直方圖均衡化進行圖像增強以改變車道圖像的灰度層次，突出車道圖像中的車道線。通過車道線與相鄰區域的灰度值梯度來檢測車道線邊緣，通過索貝爾算子(sobel算子)對圖像灰度進行平滑濾波與微分計算。最終，通過最小二乘法，將車道邊緣線擬合為二次函數，得到c2,c1,c0。在一個實施例中，在晴朗的天氣中，獲取的車道圖像一般比較清晰，最終輸出的車道參數即為車道識別參數，而在霧霾天、雨天、雪天獲取的車道圖像比較模糊，對車道圖像進行處理后，可能無法獲取車道識別參數。在步驟s130中，在無法確定車道識別參數時，通過設置在車輛上的定位模塊確定該車輛的行駛速度信息和車輛位置信息，根據車輛位置信息和預先設置的道路設計信息列表，確定該車輛所在車道的道路曲率。其中，道路設計信息列表至少包括道路標記點位置信息和與上述標記點對應的道路設計曲率，行駛速度信息一般指車輛當前位置的行駛速度，或者某一時段的平均行駛速度，本發明不做任何限制。定位模塊可以是但不限于為gps模塊、具有定位功能的導航儀、具有定位功能的計算設備等等。在一種實施方式中，遍歷道路設計信息列表，根據車輛位置信息，從道路設計信息列表中確定與車輛位置信息一致的目標道路標記點位置信息。在確定道路設計信息列表中存在上述目標道路標記點位置信息后，將與上述目標道路標記點位置信息對應的道路設計曲率標記為車輛所在車道的道路曲率。道路設計信息列表中的道路標記點是沿車道方向等間距選取，間距一般為30米左右，如，標記點(xk，yk)對應的道路曲率為c2，k，其中，k為正整數，道路設計信息列表可以以數據表形式加載至安裝有車道識別系統的車輛控制器(ecu)中。道路設計信息列表參考表1，如下：表1道路設計信息列表車輛定位坐標道路曲率(x1,y1)c2,1(x2,y2)c2,2……(xk,yk)c2,k(xk+1,yk+1)c2,k+1在一種實施方式中，在確定道路設計信息列表中不存在目標道路標記點位置信息后，則計算道路設計信息列表中與車輛位置信息相鄰的兩個道路標記點位置信息對應的道路設計曲率的加權平均值，將加權平均值標記為車輛所在車道的道路曲率。在一個實施例中，將無法獲取車道參數信息的前一個采樣時刻定義為第0時刻，車輛坐標位置為(x(0)，y(0))，通過例如gps定位得到的實時車輛坐標位置為(x(i)，y(i))。其中，采樣時刻定義為gps采樣間隔的最小公倍數。若車輛的當前位置坐標(x(i)，y(i))與道路設計信息列表中某個標記點坐標重合，則道路設計信息列表中的坐標對應的道路曲率標記為該車輛當前位置的道路曲率。如果車輛的位置坐標(x(i)，y(i))位于道路設計信息列表中相鄰的第k個和第k+1個標記點(xk，yk)和(xk+1，yk+1)之間，則計算道路設計信息列表中的兩個標記點對應的道路曲率加權平均值，計算公式如下：其中，為第i時刻車輛所在位置對應的道路曲率，dk、dk+1分別為當前車輛位置與標記點(xk，yk)和標記點(xk+1，yk+1)之間的距離，c2，k為道路設計信息列表中第k個標記點對應的道路曲率，c2，k+1為為道路設計信息列表中第k+1個標記點對應的道路曲率。在步驟s140中，在無法確定車道識別參數時，通過設置在車輛上的組合慣性傳感器獲取車輛的轉彎速度信息，通過轉彎速度信息和行駛速度信息計算車輛的偏航角和橫向偏離距離。其中，轉彎速度信息包括橫擺角速度和側向加速度等，組合慣性傳感器(inertialmeasurementunit，imu)包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態，在導航中有著很重要的應用價值。另外，轉彎速度信息還可以通過車身電子穩定系統(esp)配備的慣性傳感器獲取。不過應當理解，本發明不受獲取轉彎速度信息的儀器的限制，所有可以獲取轉彎速度信息的傳感器等都在本發明的保護范圍內。在一種實施方式中，根據橫擺角速度和行駛速度信息，確定車輛的相對位置信息。根據相對位置信息，利用特定方程組計算車輛的偏航角和橫向偏離距離。其中，相對位置信息指車輛的當前位置相對于初始點的位置，初始點可以為車輛運動過程中標記其中的某個時刻車輛的位置。具體計算過程如下。根據橫擺角速度推算第i時刻的車輛相對于第0時刻的位置(xv(i),yv(i))：上式中，xv(i)是以第0時刻車輛位置為坐標系原點時，第i時刻車輛位置的橫坐標；yv(i)是以第0時刻車輛位置為坐標系原點時，第i時刻車輛位置的縱坐標；v(i)是第i時刻的車速，i為自然數；γ(i)是第i時刻的橫擺角速度；t是系統采樣間隔，如組合慣性傳感器采樣間隔的最小公倍數。求解下列方程組，得到當前時刻的橫向偏離距離與偏航角yl(i)＝s·xl(i)+(yv(i)-s·xv(i))其中，是第i時刻的偏航角；是第i時刻的橫向偏離距離；s是計算橫向偏離距離估計值和偏航角估計值過程中的第一中間變量；γ(i)是第i時刻的橫擺角速度；t是系統采樣間隔，如組合慣性傳感器采樣間隔的最小公倍數；xv(i)是以第0時刻車輛位置為坐標系原點時，第i時刻車輛位置的橫坐標；yv(i)是以第0時刻車輛位置為坐標系原點時，第i時刻車輛位置的縱坐標；m1是計算橫向偏離距離和偏航角過程中的第四中間變量；m2是計算橫向偏離距離和偏航角過程中的第五中間變量。在得到車道識別參數后，可以將車道識別參數即道路曲率、偏航角和橫向偏離距離傳輸至如駕駛決策系統。上述車道識別參數通過控制器局域網絡例如can網絡傳輸至駕駛決策系統。can是controllerareanetwork的縮寫(以下稱為can)，是iso國際標準化的串行通信協議。can屬于現場總線的范疇，它是一種有效支持分布式控制或實時控制的串行通信網絡，較之許多rs-485基于r線構建的分布式控制系統而言，基于can總線的分布式控制系統在以下方面具有明顯的優越性：網絡各節點之間的數據通信實時性強、開發周期短、已形成國際標準的現場總線。根據本發明的技術方案，在無法確定車道識別參數時，通過組合慣性傳感器和定位模塊獲取車輛行駛過程中的轉彎速度信息、速度信息、位置信息等信息并計算車道識別參數，避免因無法獲取車道識別參數造成信息中斷影響車輛駕駛決策，提高了車輛行駛過程中的安全性和可靠性。圖4示出了根據本發明實施例提供的一種車道識別補償裝置的結構圖。如圖4所示，該裝置包括：車道信息獲取單元410、參數確定單元420、參數計算單元430和傳輸單元440。車道信息獲取單元410用于獲取車輛所在車道的車道信息。其中，車道信息獲取單元410還用于通過設置在所述車輛上的視覺傳感器獲取所述車輛所在車道的車道信息。參數確定單元420用于根據所述車道信息，確定所述車道的車道識別參數，所述車道識別參數包括道路曲率、偏航角和橫向偏離距離。其中，參數確定單元420還用于利用圖像處理算法對車道信息進行處理，得到所述車道識別參數。參數計算單元430用于在無法確定所述車道識別參數時，通過設置在所述車輛上的定位模塊確定該車輛的行駛速度信息和車輛位置信息，根據所述車輛位置信息和預先設置的道路設計信息列表，確定該車輛所在車道的道路曲率；通過設置在所述車輛上的組合慣性傳感器獲取所述車輛的轉彎速度信息，通過所述轉彎速度信息和所述行駛速度信息計算所述車輛的偏航角和橫向偏離距離。在一種實施方式中，道路設計信息列表至少包括道路標記點位置信息和所述標記點對應的道路設計曲率，參數計算單元430還用于遍歷所述道路設計信息列表，根據所述車輛位置信息，從所述道路設計信息列表中確定與所述車輛位置信息一致的目標道路標記點位置信息；在確定所述道路設計信息列表中存在所述目標道路標記點位置信息后，將與所述目標道路標記點位置信息對應的道路設計曲率標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率。在一種實施方式中，參數計算單元430還用于在確定所述道路設計信息列表中不存在所述目標道路標記點位置信息后，則計算道路設計信息列表中與所述車輛位置信息相鄰的兩個道路標記點位置信息對應的道路設計曲率的加權平均值，將所述加權平均值標記為所述車輛所在車道的所述道路曲率。在一種實施方式中，轉彎速度信息包括橫擺角速度，參數計算單元430還用于根據所述橫擺角速度和所述行駛速度信息，確定所述車輛的相對位置信息；根據所述相對位置信息，利用特定方程組計算所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離。傳輸單元440用于將所述道路曲率、所述車輛的所述偏航角和所述橫向偏離距離傳輸至駕駛決策系統。本發明實施例所提供的一種車道識別補償裝置可以為設備上的特定硬件或者安裝于設備上的軟件或固件等。本發明實施例所提供的裝置，其實現原理及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，前述描述的系統、裝置和單元的具體工作過程，均可以參考上述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。在本發明所提供的實施例中，應該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特征可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上?？梢愿鶕嶋H的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。另外，在本發明提供的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋，此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發明的具體實施方式，用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，本發明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例技術方案的精神和范圍。都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。當前第1頁12