一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法与流程

1.本发明属于汽车自动驾驶的技术领域，具体涉及一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法。


背景技术：

2.近年来，随着人工智能及芯片处理器技术的高速发展，汽车自动驾驶技术取得了长足进步。汽车自动驾驶主要包含感知、融合、决策及控制等关键技术；在汽车自动驾驶过程中，自动驾驶系统通过多个传感器感知车辆周围的环境情况，特别是车辆前方的目标信息，为提高自动驾驶控制的准确性，需要对多个传感器获取的目标信息进行融合，然后基于融合后的目标信息进行控制决策。
3.目前，自动驾驶技术中运用最多的融合方法是卡尔曼滤波算法，由于传感器对目标的探测存在测量噪声，测量噪声在不同场景下变化较大，测量噪声不仅影响卡尔曼滤波算法对目标信息的融合，还影响目标关联中的马氏距离；中国专利cn201510761540.6一种车辆的纵向车速的估计方法和装置，该方案中是直接对目标信息的测量噪声进行固定过滤，在部分场景和目标较远的情况下，容易出现融合信息误差较大的问题，从而影响后续控制决策的准确性。
4.因此，需要对测量噪声进行动态调节来扩大或缩小目标关联中马氏距离的阈值以及目标融合中各个传感器权重参数，达到正确关联目标的目的，确保信息融合的准确性，从而提高自动驾驶控制决策的可靠性。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法，解决目前自动驾驶车辆传感器测量噪声固定的问题，取得提高信息融合准确性和控制决策可靠性的效果。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法，包括如下步骤：
8.1)通过传感器获取本车前方一目标的本帧目标信息；
9.2)从目标信息容器中提取与本帧目标信息对应的上一帧目标信息和上上帧目标信息；
10.3)根据上一帧目标信息或上上帧目标信息判断本帧目标信息是否有跳变，是，则执行步骤4)；否，则执行步骤5)；
11.4)更新本帧目标信息的跳变状态为是，扩大本帧目标信息的测量噪声并输出，执行步骤6；
12.5)更新本帧目标信息的跳变状态为否，输出本帧目标信息；
13.6)将本帧目标信息及对应的跳变状态存储于目标信息容器中。
14.进一步地，步骤3)中，当上一帧目标信息的跳变状态为否时，根据上一帧目标信息
判断本帧目标信息是否有跳变；当上一帧目标信息的跳变状态为是时，根据上上帧目标信息判断本帧目标信息是否有跳变。
15.进一步地，步骤4)中，扩大本帧目标信息的测量噪声为：将本帧目标信息的测量噪声乘以数值大于1的预设比例因子。
16.进一步地，所述目标信息包括时间戳、横向信息和纵向信息；横向信息包括目标的横向速度、横向加速度以及目标与本车的横向距离，纵向信息包括目标的纵向速度、纵向加速度以及目标与本车的纵向距离；所述跳变状态包括横向跳变状态和纵向跳变状态。
17.进一步地，步骤3)中判断本帧目标信息是否有跳变时，包括判断横向信息是否有跳变和判断纵向信息是否有跳变；
18.对应地，步骤4)中扩大本帧目标信息的测量噪声时，包括扩大横向信息或/和纵向信息的测量噪声；步骤4)中更新本帧目标信息的跳变状态为是时，包括更新横向信息或/和纵向信息的跳变状态为是；
19.步骤5)中，更新本帧目标信息的跳变状态为否时，包括更新横向信息或/和纵向信息的跳变状态为否。
20.进一步地，步骤3)中判断横向信息是否有跳变时包括如下内容：
21.计算本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的横向位置累积误差，判断纵向累积误差是否大于预设阈值，是，则横向信息有跳变，否，则横向信息没有跳变；
22.对应地，步骤4)中扩大目标与本车的横向距离的测量噪声，步骤4)中更新横向信息的跳变状态为是；步骤5)中，更新横向信息的跳变状态为否。
23.进一步地，所述横向位置累积误差的计算公式如下：
[0024][0025]
其中，dw为横向位置累积误差，xk为本帧目标信息中目标与本车的横向距离，x
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标与本车的横向距离，v
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的横向速度，a
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的横向加速度，δt为本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的时间戳差值。
[0026]
进一步地，步骤3)中判断纵向信息是否有跳变时包括如下内容：
[0027]
计算本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的纵向位置累积误差，判断纵向累积误差是否大于预设阈值，是，则纵向信息有跳变，否，则纵向信息没有跳变；
[0028]
对应地，步骤4)中扩大目标与本车的纵向距离的测量噪声，步骤4)中更新纵向信息的跳变状态为是；步骤5)中，更新纵向信息的跳变状态为否。
[0029]
进一步地，所述纵向位置累积误差的计算公式如下：
[0030][0031]
其中，dw为纵向位置累积误差，xk为本帧目标信息中目标与本车的纵向距离，x
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标与本车的纵向距离，v
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的纵向速度，a
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的纵向加速度，δt为本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的时间戳差值。
[0032]
进一步地，执行步骤4)前还包括如下操作：判断本帧目标信息与上一帧目标信息
或上上帧目标信息中横向速度的差值是否大于预设阈值，是，则步骤4)中还扩大横向速度的测量噪声；
[0033]
判断本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息中纵向速度的差值是否大于预设阈值，是，则步骤4)中还扩大纵向速度的测量噪声。
[0034]
相比现有技术，本发明的有益效果如下：
[0035]
本发明所述一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法，根据从前两帧目标信息中选择没有跳变的目标信息作为比较项，判断本帧目标信息中横向信息和纵向信息是否有跳变，然后对应扩大横向信息和纵向信息的测量噪声，从而在后续信息融合步骤中，实现目标关联中马氏距离的阈值以及目标融合中各个传感器权重参数的动态调节，达到正确关联目标的目的；取得提高信息融合准确性和控制决策可靠性的效果。
附图说明
[0036]
图1为实施例的一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法的流程图；
[0037]
图2为实施例中所述判断横向信息是否有跳变的流程图；
[0038]
图3为实施例中所述判断纵向信息是否有跳变的流程图。
具体实施方式
[0039]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0040]
实施例：请参见图1，一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法，包括如下步骤：
[0041]
1)通过传感器获取本车前方一目标的本帧目标信息；本实施例中，所述传感器为前视摄像头；
[0042]
2)从目标信息容器中提取与本帧目标信息对应的上一帧目标信息和上上帧目标信息；
[0043]
3)根据上一帧目标信息或上上帧目标信息判断本帧目标信息是否有跳变，是，则执行步骤4)；否，则执行步骤5)；
[0044]
当上一帧目标信息的跳变状态为否时，根据上一帧目标信息判断本帧目标信息是否有跳变；当上一帧目标信息的跳变状态为是时，根据上上帧目标信息判断本帧目标信息是否有跳变。
[0045]
4)更新本帧目标信息的跳变状态为是，扩大本帧目标信息的测量噪声并输出，执行步骤6；其中，扩大本帧目标信息的测量噪声的具体操作为：将本帧目标信息的测量噪声乘以数值大于1的预设比例因子。
[0046]
5)更新本帧目标信息的跳变状态为否，输出本帧目标信息；
[0047]
6)将本帧目标信息及对应的跳变状态存储于目标信息容器中。
[0048]
本发明所述一种动态调节车辆传感器测量噪声的方法，根据从前两帧目标信息中选择没有跳变的目标信息作为比较项，判断本帧目标信息中横向信息和纵向信息是否有跳变，然后对应扩大横向信息和纵向信息的测量噪声，从而在后续信息融合步骤中，实现目标关联中马氏距离的阈值以及目标融合中各个传感器权重参数的动态调节，达到正确关联目标的目的；取得提高信息融合准确性和控制决策可靠性的效果。
[0049]
其中，所述目标信息包括时间戳、横向信息和纵向信息；横向信息包括目标的横向
速度、横向加速度以及目标与本车的横向距离，纵向信息包括目标的纵向速度、纵向加速度以及目标与本车的纵向距离；所述跳变状态包括横向跳变状态和纵向跳变状态。
[0050]
本实施例中，步骤3)中判断本帧目标信息是否有跳变时，包括判断横向信息是否有跳变和判断纵向信息是否有跳变；
[0051]
对应地，步骤4)中扩大本帧目标信息的测量噪声时，包括扩大横向信息或/和纵向信息的测量噪声；步骤4)中更新本帧目标信息的跳变状态为是时，包括更新横向信息或/和纵向信息的跳变状态为是；
[0052]
步骤5)中，更新本帧目标信息的跳变状态为否时，包括更新横向信息或/和纵向信息的跳变状态为否。
[0053]
请参见图2，步骤3)中判断横向信息是否有跳变时包括如下内容：
[0054]
计算本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的横向位置累积误差，判断纵向累积误差是否大于预设阈值，是，则横向信息有跳变，否，则横向信息没有跳变；
[0055]
所述横向位置累积误差的计算公式如下：
[0056][0057]
其中，dw为横向位置累积误差，xk为本帧目标信息中目标与本车的横向距离，x
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标与本车的横向距离，v
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的横向速度，a
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的横向加速度，δt为本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的时间戳差值；
[0058]
对应地，步骤4)中扩大目标与本车的横向距离的测量噪声，步骤4)中更新横向信息的跳变状态为是；步骤5)中，更新横向信息的跳变状态为否；
[0059]
进一步地，执行步骤4)前还包括如下操作：判断本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息中横向速度的差值是否大于预设阈值，是，则步骤4)中还扩大横向速度的测量噪声。
[0060]
请参见图3，步骤3)中判断纵向信息是否有跳变时包括如下内容：
[0061]
计算本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的纵向位置累积误差，判断纵向累积误差是否大于预设阈值，是，则纵向信息有跳变，否，则纵向信息没有跳变；
[0062]
所述纵向位置累积误差的计算公式如下：
[0063][0064]
其中，dw为纵向位置累积误差，xk为本帧目标信息中目标与本车的纵向距离，x
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标与本车的纵向距离，v
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的纵向速度，a
k-1
为上一帧目标信息或上上帧目标信息中目标的纵向加速度，δt为本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息的时间戳差值；
[0065]
对应地，步骤4)中扩大目标与本车的纵向距离的测量噪声，步骤4)中更新纵向信息的跳变状态为是；步骤5)中，更新纵向信息的跳变状态为否；
[0066]
进一步地，执行步骤4)前还包括如下操作：判断本帧目标信息与上一帧目标信息或上上帧目标信息中纵向速度的差值是否大于预设阈值，是，则步骤4)中还扩大纵向速度的测量噪声。
[0067]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。