本发明涉及车道识别
技术领域：
，尤其涉及一种车道识别补偿方法和装置。
背景技术：
：车道识别是智能车路径规划、决策控制的重要环节。在车道识别中，通常使用单目视觉传感器来识别车道线，即通过单目摄像头获取实时道路场景照片，经图像识别技术提取车道线轮廓，从而识别出前方车道的道路曲率、偏航角(道路中心线与车头朝向的夹角)以及道路横向偏离距离(道路中心线与车辆中心线的横向偏离距离)。但是，现有的技术方案在复杂的交通道路如车道线断续的十字路口、交通拥堵的道路等场景中，由于雾霾、雨雪等天气原因造成的车道线模糊不清或能见度低等情况，车道识别算法会失效，在一定时段内传感器无法识别车道信息，无法给车辆传输有效的车道线特征信号，车道识别的信息中断故障会影响智能车的驾驶决策，对智能汽车的安全性和可靠性造成负面影响。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车道识别补偿方法和装置，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。第一方面，本发明实施例提供了一种车道识别补偿方法，该方法包括：获取车辆所在车道的车道信息；根据所述车道信息，确定所述车道的车道识别参数，所述车道识别参数包括道路曲率、偏航角和横向偏离距离；在无法确定所述车道识别参数时，通过设置在所述车辆上的定位模块确定该车辆的行驶速度信息和车辆位置信息，根据所述车辆位置信息和预先设置的道路设计信息列表，确定该车辆所在车道的所述道路曲率；通过设置在所述车辆上的组合惯性传感器获取所述车辆的转弯速度信息，通过所述转弯速度信息和所述行驶速度信息计算所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离。可选地，在根据本发明的方法中，在所述根据所述车道信息，确定所述车道的车道识别参数之前，包括：通过设置在所述车辆上的视觉传感器获取所述车辆所在车道的车道信息；所述根据所述车道信息，确定所述车道的车道识别参数，包括：利用图像处理算法对所述车道信息进行处理，得到所述车道识别参数。可选地，在根据本发明的方法中，所述道路设计信息列表至少包括道路标记点位置信息和所述标记点对应的道路设计曲率，所述根据所述车辆位置信息和预先设置的道路设计信息列表，确定该车辆所在车道的道路曲率，包括：遍历所述道路设计信息列表，根据所述车辆位置信息，从所述道路设计信息列表中确定与所述车辆位置信息一致的目标道路标记点位置信息；在确定所述道路设计信息列表中存在所述目标道路标记点位置信息后，将与所述目标道路标记点位置信息对应的道路设计曲率标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。可选地，在根据本发明的方法中，在所述根据所述车辆位置信息，从所述道路设计信息列表中确定与所述位置信息一致的目标道路标记点位置信息时，还包括：在确定所述道路设计信息列表中不存在所述目标道路标记点位置信息后，则计算所述道路设计信息列表中与所述车辆位置信息相邻的至少两个道路标记点位置信息对应的道路设计曲率的加权平均值，将所述加权平均值标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。可选地，在根据本发明的方法中，所述转弯速度信息包括橫摆角速度，所述通过所述转弯速度信息和所述行驶速度信息计算所述车辆的偏航角和横向偏离距离，包括：根据所述橫摆角速度和所述行驶速度信息，确定所述车辆的相对位置信息；根据所述相对位置信息，利用特定方程组计算所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离。第二方面，本发明提供一种车道识别补偿装置，该装置包括：车道信息获取单元，用于获取车辆所在车道的车道信息；参数确定单元，用于根据所述车道信息，确定所述车道的车道识别参数，所述车道识别参数包括道路曲率、偏航角和横向偏离距离；参数计算单元，用于在无法确定所述车道识别参数时，通过设置在所述车辆上的定位模块确定该车辆的行驶速度信息和车辆位置信息，根据所述车辆位置信息和预先设置的道路设计信息列表，确定该车辆所在车道的所述道路曲率；通过设置在所述车辆上的组合惯性传感器获取所述车辆的转弯速度信息，通过所述转弯速度信息和所述行驶速度信息计算所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离。可选地，在根据本发明的装置中，所述车道信息获取单元还用于通过设置在所述车辆上的视觉传感器获取所述车辆所在车道的车道信息；所述参数确定单元还用于利用图像处理算法对所述车道信息进行处理，得到所述车道识别参数。可选地，在根据本发明的装置中，所述道路设计信息列表至少包括道路标记点位置信息和所述标记点对应的道路设计曲率，所述参数计算单元还用于：遍历所述道路设计信息列表，根据所述车辆位置信息，从所述道路设计信息列表中确定与所述车辆位置信息一致的目标道路标记点位置信息；在确定所述道路设计信息列表中存在所述目标道路标记点位置信息后，将与所述目标道路标记点位置信息对应的道路设计曲率标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。可选地，在根据本发明的装置中，所述参数计算单元还用于：在确定所述道路设计信息列表中不存在所述目标道路标记点位置信息后，则计算道路设计信息列表中与所述车辆位置信息相邻的两个道路标记点位置信息对应的道路设计曲率的加权平均值，将所述加权平均值标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。可选地，在根据本发明的装置中，所述转弯速度信息包括橫摆角速度，所述参数计算单元还用于：根据所述橫摆角速度和所述行驶速度信息，确定所述车辆的相对位置信息；根据所述相对位置信息，利用特定方程组计算所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离。根据本发明的技术方案，在无法确定车道识别参数时，通过组合惯性传感器和定位模块获取车辆行驶过程中的转弯速度信息、速度信息、位置信息等信息并计算车道识别参数，避免因无法获取车道识别参数造成信息中断影响车辆驾驶决策，提高了车辆行驶过程中的安全性和可靠性。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本发明实施例所提供的一种车道识别补偿方法的流程图；图2示出了本发明实施例所提供的一种车道图像的示意图；图3示出了本发明实施例所提供的一种计算车道识别参数坐标系的示意图；图4示出了本发明实施例所提供的一种车道识别补偿装置的结构图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明通过设置在车辆上的单目视觉传感器、车载组合惯性传感器(imu)、车载定位仪(如gps传感器)等获取与车道相关的信息，根据获取的与车道相关的信息，对车道信息计算模型中的车道识别参数进行补偿与预测计算。其中，车道信息计算模型为二次函数，公式如下：f(x)＝1/2c2x2+c1x+c0其中，c2代表车道的道路曲率，c1代表偏航角，c0代表横向偏离距离。最终得到的车道识别参数传输给如驾驶决策系统或整车控制器(ecu)等。具体如下。图1示出了根据本发明的一个实施例的车道识别补偿方法的流程图。如图1所示，该方法始于步骤s110。在步骤s110中，获取车辆所在车道的车道信息。其中，车道信息可以是但不限于车道图像等。例如，车辆通过设置在车辆上的单目视觉传感器如摄像头获取车辆行驶方向前面车道的车道图像(参考图2)。在步骤s120中，根据车道信息，确定车道的车道识别参数，车道识别参数包括道路曲率、偏航角和横向偏离距离。在一种实施方式中，通过设置在车辆上的视觉传感器获取车辆所在车道的车道信息如车道图像，利用图像处理算法对车道信息如车道图像进行处理，得到车道参数信息。其中，视觉传感器可以是但不限于单目视觉传感器、单目摄像头、能够获取车道信息的传感器等。道路曲率是道路上某个点的切线方向角对弧长的转动率。道路中某一点的道路曲率，是该点处的道路转弯半径的倒数，即，道路曲率＝1/道路转弯半径，道路曲率的单位为(1/m)，表明道路偏离直线的程度，是影响交通安全一个重要的因素，车辆以较高的速度通过弯道极容易引发侧翻或侧滑，造成重大交通事故。因此，快速有效地计算道路曲率在智能交通系统中有非常重要的意义。在进行偏航角计算时，具体可参考图3，车辆平面二维坐标系：以车辆质心为原点，以车身纵向中心线为x轴，车头前进方向为正方向，以水平面内垂直于x轴的方向为y轴，偏航角是车辆坐标系中，车辆所处位置处的道路中心线的切线方向与x轴的夹角，也可以认为偏航角是头行进方向与车辆所处位置处的道路中心线切线方向的夹角，车辆右偏航为正，反之为负。横向偏离距离是指车辆行驶过程中，车辆在垂直车辆行驶方向偏离道路中间线的距离，其中，道路中心线为同一车道内，左车道线与右车道线的虚拟中心线。在获取到车道图像后，首先，通过如直方图均衡化进行图像增强以改变车道图像的灰度层次，突出车道图像中的车道线。通过车道线与相邻区域的灰度值梯度来检测车道线边缘，通过索贝尔算子(sobel算子)对图像灰度进行平滑滤波与微分计算。最终，通过最小二乘法，将车道边缘线拟合为二次函数，得到c2,c1,c0。在一个实施例中，在晴朗的天气中，获取的车道图像一般比较清晰，最终输出的车道参数即为车道识别参数，而在雾霾天、雨天、雪天获取的车道图像比较模糊，对车道图像进行处理后，可能无法获取车道识别参数。在步骤s130中，在无法确定车道识别参数时，通过设置在车辆上的定位模块确定该车辆的行驶速度信息和车辆位置信息，根据车辆位置信息和预先设置的道路设计信息列表，确定该车辆所在车道的道路曲率。其中，道路设计信息列表至少包括道路标记点位置信息和与上述标记点对应的道路设计曲率，行驶速度信息一般指车辆当前位置的行驶速度，或者某一时段的平均行驶速度，本发明不做任何限制。定位模块可以是但不限于为gps模块、具有定位功能的导航仪、具有定位功能的计算设备等等。在一种实施方式中，遍历道路设计信息列表，根据车辆位置信息，从道路设计信息列表中确定与车辆位置信息一致的目标道路标记点位置信息。在确定道路设计信息列表中存在上述目标道路标记点位置信息后，将与上述目标道路标记点位置信息对应的道路设计曲率标记为车辆所在车道的道路曲率。道路设计信息列表中的道路标记点是沿车道方向等间距选取，间距一般为30米左右，如，标记点(xk，yk)对应的道路曲率为c2，k，其中，k为正整数，道路设计信息列表可以以数据表形式加载至安装有车道识别系统的车辆控制器(ecu)中。道路设计信息列表参考表1，如下：表1道路设计信息列表车辆定位坐标道路曲率(x1,y1)c2,1(x2,y2)c2,2……(xk,yk)c2,k(xk+1,yk+1)c2,k+1在一种实施方式中，在确定道路设计信息列表中不存在目标道路标记点位置信息后，则计算道路设计信息列表中与车辆位置信息相邻的两个道路标记点位置信息对应的道路设计曲率的加权平均值，将加权平均值标记为车辆所在车道的道路曲率。在一个实施例中，将无法获取车道参数信息的前一个采样时刻定义为第0时刻，车辆坐标位置为(x(0)，y(0))，通过例如gps定位得到的实时车辆坐标位置为(x(i)，y(i))。其中，采样时刻定义为gps采样间隔的最小公倍数。若车辆的当前位置坐标(x(i)，y(i))与道路设计信息列表中某个标记点坐标重合，则道路设计信息列表中的坐标对应的道路曲率标记为该车辆当前位置的道路曲率。如果车辆的位置坐标(x(i)，y(i))位于道路设计信息列表中相邻的第k个和第k+1个标记点(xk，yk)和(xk+1，yk+1)之间，则计算道路设计信息列表中的两个标记点对应的道路曲率加权平均值，计算公式如下：其中，为第i时刻车辆所在位置对应的道路曲率，dk、dk+1分别为当前车辆位置与标记点(xk，yk)和标记点(xk+1，yk+1)之间的距离，c2，k为道路设计信息列表中第k个标记点对应的道路曲率，c2，k+1为为道路设计信息列表中第k+1个标记点对应的道路曲率。在步骤s140中，在无法确定车道识别参数时，通过设置在车辆上的组合惯性传感器获取车辆的转弯速度信息，通过转弯速度信息和行驶速度信息计算车辆的偏航角和横向偏离距离。其中，转弯速度信息包括橫摆角速度和侧向加速度等，组合惯性传感器(inertialmeasurementunit，imu)包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态，在导航中有着很重要的应用价值。另外，转弯速度信息还可以通过车身电子稳定系统(esp)配备的惯性传感器获取。不过应当理解，本发明不受获取转弯速度信息的仪器的限制，所有可以获取转弯速度信息的传感器等都在本发明的保护范围内。在一种实施方式中，根据橫摆角速度和行驶速度信息，确定车辆的相对位置信息。根据相对位置信息，利用特定方程组计算车辆的偏航角和横向偏离距离。其中，相对位置信息指车辆的当前位置相对于初始点的位置，初始点可以为车辆运动过程中标记其中的某个时刻车辆的位置。具体计算过程如下。根据横摆角速度推算第i时刻的车辆相对于第0时刻的位置(xv(i),yv(i))：上式中，xv(i)是以第0时刻车辆位置为坐标系原点时，第i时刻车辆位置的横坐标；yv(i)是以第0时刻车辆位置为坐标系原点时，第i时刻车辆位置的纵坐标；v(i)是第i时刻的车速，i为自然数；γ(i)是第i时刻的横摆角速度；t是系统采样间隔，如组合惯性传感器采样间隔的最小公倍数。求解下列方程组，得到当前时刻的横向偏离距离与偏航角yl(i)＝s·xl(i)+(yv(i)-s·xv(i))其中，是第i时刻的偏航角；是第i时刻的横向偏离距离；s是计算横向偏离距离估计值和偏航角估计值过程中的第一中间变量；γ(i)是第i时刻的横摆角速度；t是系统采样间隔，如组合惯性传感器采样间隔的最小公倍数；xv(i)是以第0时刻车辆位置为坐标系原点时，第i时刻车辆位置的横坐标；yv(i)是以第0时刻车辆位置为坐标系原点时，第i时刻车辆位置的纵坐标；m1是计算横向偏离距离和偏航角过程中的第四中间变量；m2是计算横向偏离距离和偏航角过程中的第五中间变量。在得到车道识别参数后，可以将车道识别参数即道路曲率、偏航角和横向偏离距离传输至如驾驶决策系统。上述车道识别参数通过控制器局域网络例如can网络传输至驾驶决策系统。can是controllerareanetwork的缩写(以下称为can)，是iso国际标准化的串行通信协议。can属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络，较之许多rs-485基于r线构建的分布式控制系统而言，基于can总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：网络各节点之间的数据通信实时性强、开发周期短、已形成国际标准的现场总线。根据本发明的技术方案，在无法确定车道识别参数时，通过组合惯性传感器和定位模块获取车辆行驶过程中的转弯速度信息、速度信息、位置信息等信息并计算车道识别参数，避免因无法获取车道识别参数造成信息中断影响车辆驾驶决策，提高了车辆行驶过程中的安全性和可靠性。图4示出了根据本发明实施例提供的一种车道识别补偿装置的结构图。如图4所示，该装置包括：车道信息获取单元410、参数确定单元420、参数计算单元430和传输单元440。车道信息获取单元410用于获取车辆所在车道的车道信息。其中，车道信息获取单元410还用于通过设置在所述车辆上的视觉传感器获取所述车辆所在车道的车道信息。参数确定单元420用于根据所述车道信息，确定所述车道的车道识别参数，所述车道识别参数包括道路曲率、偏航角和横向偏离距离。其中，参数确定单元420还用于利用图像处理算法对车道信息进行处理，得到所述车道识别参数。参数计算单元430用于在无法确定所述车道识别参数时，通过设置在所述车辆上的定位模块确定该车辆的行驶速度信息和车辆位置信息，根据所述车辆位置信息和预先设置的道路设计信息列表，确定该车辆所在车道的道路曲率；通过设置在所述车辆上的组合惯性传感器获取所述车辆的转弯速度信息，通过所述转弯速度信息和所述行驶速度信息计算所述车辆的偏航角和横向偏离距离。在一种实施方式中，道路设计信息列表至少包括道路标记点位置信息和所述标记点对应的道路设计曲率，参数计算单元430还用于遍历所述道路设计信息列表，根据所述车辆位置信息，从所述道路设计信息列表中确定与所述车辆位置信息一致的目标道路标记点位置信息；在确定所述道路设计信息列表中存在所述目标道路标记点位置信息后，将与所述目标道路标记点位置信息对应的道路设计曲率标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。在一种实施方式中，参数计算单元430还用于在确定所述道路设计信息列表中不存在所述目标道路标记点位置信息后，则计算道路设计信息列表中与所述车辆位置信息相邻的两个道路标记点位置信息对应的道路设计曲率的加权平均值，将所述加权平均值标记为所述车辆所在车道的所述道路曲率。在一种实施方式中，转弯速度信息包括橫摆角速度，参数计算单元430还用于根据所述橫摆角速度和所述行驶速度信息，确定所述车辆的相对位置信息；根据所述相对位置信息，利用特定方程组计算所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离。传输单元440用于将所述道路曲率、所述车辆的所述偏航角和所述横向偏离距离传输至驾驶决策系统。本发明实施例所提供的一种车道识别补偿装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元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单元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，本发明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)执行本发明各个实施例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(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。当前第1页12