基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法和控制装置

    技术2025-05-16  36


    本发明涉及一种自动驾驶领域,尤其涉及一种基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法和控制装置。


    背景技术:

    1、随着经济和生活水平的不断提高,汽车数量也在快速增长,而随着汽车保有量的快速增加,导致交通拥堵、行车事故和环境污染问题日益严重,亟需解决。而无人驾驶技术的快速发展,正在促进传统汽车行业变革,有效的改变车辆增加带来的交通不便。

    2、相关技术中,常用的无人驾驶技术中的横向控制中通常采用基于定位和规划获取目标转向维持车辆在车道中间行驶,然而,在诸如桥下、地库等封闭或遮挡空间内定位往往无法使用,这极大程度的影响了控制的效果。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法和控制装置。本发明可以保障车辆在定位较差或完全没有定位的场景仅依靠相机视觉感知结果进行安全驾驶,防止车辆驶入信号较差场景出现失控或碰撞现象,提高安全性。

    2、本发明采用的技术方案如下:基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,包括以下步骤:

    3、步骤一:根据视觉车道线检测结果获得目标时段内的车道中心点序列;

    4、步骤二:根据相机平面坐标系获得车辆自身的后轴坐标;

    5、步骤三:根据车道中心点序列和底盘反馈车速确定期望车道中心点;

    6、步骤四:根据期望车道中心点和后轴坐标确定车辆在目标时段的前轮转向角度,以使车辆根据所述前轮转角行驶。

    7、上述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,步骤一中,所述车道中心点序列的获取如下:

    8、在视觉车道线检测过程中,根据相机数据感知检测结果,标定车辆车头中心点以及标定经过该中心点的车身朝向直线,再标定该中心点垂直于上述车身直线的车头线;

    9、基于车头线按一定间距平行分割视觉车道线检测结果,获得若干对称的车道线离散点,对车道线离散点取均值得到车道中心点序列xci,yci,i=1,2...,n(n>2),i表示认无人驾驶车辆目标跟踪车道中心点对应编号。

    10、前述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,步骤二中,根据相机平面坐标系,获得的相机平面车辆车头中心点坐标为(x0,y0),左侧端点为(x0l,y0l)和右侧端点为(x0r,y0r),根据车头中心点到后轴距离d,计算其后轴坐标(xr,yr):

    11、xr=x0,yr=y0+d。

    12、前述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,所述无人驾驶车辆目标跟踪车道中心点对应编号i的确认如下:

    13、式中[]表示取整数,k为动态参数,用于确认目标车道中心点;

    14、其中,k值越大表示车辆居中效果越好,反之则表示车辆稳定性越好。

    15、前述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,步骤四中,所述前轮转向角度的计算如下:

    16、

    17、式中,l为车辆轴距,δ为期望前轮转角。

    18、前述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法的控制装置,包括视觉车道线模块,用于实现视觉车道线检测和车辆自身的后轴坐标获取;

    19、计算处理单元,用于接收车道中心点序列以及后轴坐标以计算期望车道中心点,再将期望车道中心点结合底盘反馈车速以确定前轮转向角度;

    20、控制模块,控制无人驾驶车辆依据前轮转向角度行驶。

    21、与现有技术相比,本发明首先根据视觉车道线检测结果获得目标时段内的车道中心点序列,再根据相机平面坐标系获得车辆自身的后轴坐标,然后根据车道中心点序列和底盘反馈车速确定期望车道中心点,最后根据期望车道中心点和后轴坐标确定车辆在目标时段的前轮转向角度,以使车辆根据所述前轮转角行驶。由此,本发明基于视觉车道线检测结果生成的车道中心点序列可以有效的提供车辆跟踪的目标,防止碰撞风险的存在。本发明可以保障车辆在定位较差或完全没有定位的场景仅依靠相机视觉感知结果进行安全驾驶,防止车辆驶入信号较差场景(通常用于地下车库泊车等)出现失控或碰撞现象,提高安全性。



    技术特征:

    1.基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,其特征在于,步骤一中,所述车道中心点序列的获取如下:

    3.根据权利要求2所述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,其特征在于,步骤二中,根据相机平面坐标系,获得的相机平面车辆车头中心点坐标为(x0,y0),左侧端点为(x0l,y0l)和右侧端点为(x0r,y0r),根据车头中心点到后轴距离d,计算其后轴坐标(xr,yr):

    4.根据权利要求3所述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,其特征在于,所述无人驾驶车辆目标跟踪车道中心点对应编号i的确认如下:

    5.根据权利要求4所述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法,其特征在于,步骤四中,所述前轮转向角度的计算如下:

    6.根据权利要求1-5任一项所述的基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法的控制装置,其特征在于:包括视觉车道线模块,用于实现视觉车道线检测和车辆自身的后轴坐标获取;


    技术总结
    本发明提供一种基于视觉车道线的无人驾驶车辆横向控制方法及控制装置,包括以下步骤:步骤一:根据视觉车道线检测结果获得目标时段内的车道中心点序列;步骤二:根据相机平面坐标系获得车辆自身的后轴坐标;步骤三:根据车道中心点序列和底盘反馈车速确定期望车道中心点;步骤四:根据期望车道中心点和后轴坐标确定车辆在目标时段的前轮转向角度,以使车辆根据所述前轮转角行驶。本发明可以保障车辆在定位较差或完全没有定位的场景仅依靠相机视觉感知结果进行安全驾驶,防止车辆驶入信号较差场景(通常用于地下车库泊车等)出现失控或碰撞现象,提高安全性。

    技术研发人员:刘振,李兰友,杨爱喜,张洪利,陈明
    受保护的技术使用者:杭州职业技术学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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