一种基于车路协同的车道识别方法与流程

1.本发明涉及智能交通智能汽车领域，尤其涉及一种基于车路协同的车道识别方法。


背景技术：

2.随着5g通信和车联网技术的快速发展，自动驾驶技术已成为研究热点。自动驾驶领域的核心技术包括智能环境感知、自动导航定位、驾驶行为决策和智能路径规划控制等。在自动驾驶过程中，需要判断车辆正在行驶中的车道，从而为之后的驾驶行为决策和智能路径规划控制提高基础。
3.以往，为了判断本车正在行驶中的车道，公开有以下技术，即：利用车辆搭载的摄像头识别车道边界线，并应用于车道偏离警报系统或车道保持辅助系统。但上述系统中，在能够准确识别车道边界线的情况下进行车道识别比较有效，但因天气条件或车道线磨损导致无法识别车道线的情况中，存在无法进行车道识别的问题。
4.在无法识别车道线的情况下，可以利用激光雷达和周边环境装置检测车辆的周边环境从而确定车辆所处车道，但当道路环境发生变化，与车辆内部预先存储的道路构造物不符时，同样会出现无法检测车辆所处车道的情况。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于车路协同的车道识别方法，在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，利用车辆与两侧路侧单元的通信以及车辆间的通信，识别车辆所处车道，该方法识别车道准确度高，实时性好，并且易于实现工程实践。
6.本发明的技术方案是：
7.一种基于车路协同的车道识别方法，包括以下步骤：
8.步骤1：首先判断车辆在道路中的行驶方向，利用车辆与路侧单元无线通信，获得车辆行驶方向同向道路中的总车道数；
9.步骤2：实时采集车辆与道路两侧路侧单元的距离，利用车辆与道路两侧路侧单元的距离判断车辆行驶的车道；
10.具体实现过程如下：
11.2.1、将车辆距道路两侧路侧单元的距离作差，即：
12.δ(t)＝d1(t)
‑
d2(t)
13.式中，δ(t)为t时刻车辆距两侧路侧单元的距离差，d1(t)、d2(t)分别为t时刻车辆与道路两侧路侧单元的距离；
14.2.2、设计匹配滤波器对行驶过程中车辆距道路两侧路侧单元的距离差δ(t)进行滤波，即：
15.y(t)＝δ(t)*h(t)
16.式中，h(t)为匹配滤波器的脉冲响应函数，y(t)为匹配滤波器的输出，在车辆经过
路侧单元的某一时刻，提取y(t)对应的峰值y_max；
17.2.3、预先标定车辆行驶方向同向道路中包含的总车道数不同时，车辆行驶于各个车道中，y(t)对应的峰值y(lane)
max
，lane＝1,2,...n，表示车辆所处车道为第1车道、第2车道，依此类推，第n车道；
18.2.4、根据步骤1中获得的车辆行驶方向同向道路中的总车道数和2.3步获得的预先标定数据，得到车辆处于各个车道时，y(t)对应的峰值y(lane)
max
，并将2.2步提取的车辆经过路侧单元时y(t)出现的峰值y_max与各个车道对应的峰值y(lane)
max
作比较，将与y_max相差最小的y(lane)
max
，对应的车道作为利用车辆与道路两侧路侧单元通信确定的车道；
19.步骤3：首先利用相机判断是否存在与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆，若存在，则提取前方行驶车辆的车牌号num，并且若车牌号为num的前方车辆已确定所处车道，则利用自车与其他车辆间的无线通信，获取其确定的车道；
20.步骤4：由步骤2判断当前时刻是y(t)是否存在峰值y_max，由步骤3判断是否存在与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆以及此车辆是否已确定所处车道，将步骤2和步骤3相结合，最终确定车辆所处车道；
21.具体实现方法如下：
22.4.1、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)存在峰值y_max，则将步骤2中与y_max相差最小的y(lane)
max
对应的车道作为最终的车道识别结果；
23.4.2、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)不存在峰值y_max，但由步骤3可以获得与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆所处车道，则将前方车辆所处车道作为最终的车道识别结果；
24.4.3、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)不存在峰值y_max，且由步骤3无法获得与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆所处车道，则当前的车道识别结果与上一时刻相同。
25.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.(1)本发明利用车辆与道路两侧路侧单元的通信实现车辆行驶车道的判断，车道识别准确度不受天气影响；
27.(2)当车辆与路侧单元距离较远时，本发明利用车辆间的通信辅助车辆行驶车道的判别，提高车道识别的准确性与鲁棒性；
28.(3)本发明提出的方法可以实车应用，易于工程实践。
附图说明
29.图1为本发明技术方案的流程图；
30.图2为本发明技术方案具体的流程图；
31.图3为实施例的车辆经过道路两侧路侧单元时的示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明，其中的具体实施例以及说
明仅用于解释本发明，但不作为对本发明的限定。
33.如图1和图2所示，本发明公开了一种基于车路协同的车道识别方法，包括以下步骤：
34.步骤1：首先判断车辆在道路中的行驶方向，利用车辆与路侧单元无线通信，获得车辆行驶方向同向道路中的总车道数，如图3所示为车辆经过道路两侧路侧单元时的示意图，本实施例以车辆行驶方向同向道路中总车道数为3的情况进行说明；
35.步骤2：实时采集车辆与道路两侧路侧单元的距离，利用车辆与道路两侧路侧单元的距离判断车辆行驶的车道，具体实现过程如下：
36.2.1、将车辆距道路两侧路侧单元的距离作差，即：
37.δ(t)＝d1(t)
‑
d2(t)
38.式中，δ(t)为t时刻车辆距两侧路侧单元的距离差，d1(t)、d2(t)分别为t时刻车辆与道路两侧路侧单元的距离；
39.2.2、设计匹配滤波器对行驶过程中车辆距道路两侧路侧单元的距离差δ(t)进行滤波，即：
40.y(t)＝δ(t)*h(t)
41.式中，h(t)为匹配滤波器的脉冲响应函数，y(t)为匹配滤波器的输出，在车辆经过路侧单元的某一时刻，提取y(t)对应的峰值y_max；
42.2.3、预先标定车辆行驶方向同向道路中包含的车道数为3时，车辆行驶于各个车道中，y(t)对应的峰值y(lane)
max
，lane＝1,2,3，表示车辆所处车道为第1车道、第2车道、第3车道；
43.2.4、根据步骤1中获得的车辆行驶方向同向道路中的总车道数和2.3步获得的预先标定数据，得到车辆处于各个车道时，y(t)对应的峰值y(lane)
max
，并将2.2步提取的车辆经过路侧单元时y(t)出现的峰值y_max与各个车道对应的峰值y(lane)
max
作比较，将与y_max相差最小的y(lane)
max
，对应的车道作为利用车辆与道路两侧路侧单元通信确定的车道；
44.步骤3：首先利用相机判断是否存在与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆，若存在，则提取前方行驶车辆的车牌号num，并且若车牌号为num的前方车辆已确定所处车道，则利用自车与其他车辆间的无线通信，获取其确定的车道；
45.步骤4：由步骤2判断当前时刻是y(t)是否存在峰值y_max，由步骤3判断是否存在与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆以及此车辆是否已确定所处车道，将步骤2和步骤3相结合，最终确定车辆所处车道，具体实现方法如下：
46.4.1、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)存在峰值y_max，则将步骤2中与y_max相差最小的y(lane)
max
对应的车道作为最终的车道识别结果；
47.4.2、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)不存在峰值y_max，但由步骤3可以获得与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆所处车道，则将前方车辆所处车道作为最终的车道识别结果；
48.4.3、在车辆经过道路两侧路侧单元过程中，若由步骤2判断当前时刻y(t)不存在峰值y_max，且由步骤3无法获得与自车车道相同且在自车前方行驶的车辆所处车道，则当
前的车道识别结果与上一时刻相同。