[发明专利]一种基于点迹特征的道路护栏快速检测方法

说明书

本发明涉及一种基于点迹特征的道路护栏快速检测方法，其包括：步骤S1，静止点检测；步骤S2，投影；步骤S3，排序；步骤S4，梯度计算；步骤S5，划分；步骤S6，护栏判定点集合的数字特征计算；步骤S7，护栏点检验；以及步骤S8，护栏标注区域计算。本发明实现逻辑简洁清晰，算法复杂度低，便于工程实现，并且在一般道路上，护栏检测概率高鲁棒性强。

技术领域

本发明涉及智能驾驶感知领域中的护栏检测技术，尤其涉及一种基于点迹特征的道路护栏快速检测方法。

背景技术

护栏是车辆在城市道路上行驶常见的交通设施，护栏检测是智能驾驶系统感知环节必须解决的问题。常用的护栏检测传感器主要有摄像头、激光雷达、毫米波雷达等，因此相应的护栏检测方法可以分为基于图像的护栏检测方法、基于信号特征的护栏检测方法等，这两类方法都目前主流的护栏检测方法，它们特点是：

1)使用的信息量丰富；

2)护栏检测率高，但计算量大；

3)通常会使用到模式识别或机器学习的算法，算法实时性难以得到保证，尤其是在嵌入式运行环境下。

此外，还有一类基于点迹特征的护栏检测方法，这类方法的操作对象主要是雷达信号处理层提取的反射点；利用其位置、速度、方位等进行聚类，根据聚类后的集合特征判断护栏存在与否。因为使用到聚类算法，因此在样本点较少时很难达到有效检测，而且聚类算法的收敛速度直接决定该类算法的实时性。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于点迹特征的道路护栏快速检测方法，以在护栏雷达反射点迹较少以及无需使用聚类等算法的条件下有效检测出护栏。

本发明所述的一种基于点迹特征的道路护栏快速检测方法，其包括以下步骤：

步骤S1，检测车辆雷达探测获得的量测点集合中的静止点；

步骤S2，计算各个静止点投影在车身坐标系上的横、纵坐标；

步骤S3，对各个静止点在车身坐标系下的横坐标按取值由小到大进行排序，并得到点值序列；

步骤S4，计算点值序列的梯度，并得到静止点的梯度集合；

步骤S5，根据静止点的梯度集合，将排序后的静止点集合划分为n个护栏判定点集合；

步骤S6，计算各个护栏判定点集合的势，并根据计算结果判定是否存在护栏，若是，则计算各个护栏判定点集合中元素在车身坐标系下的横坐标的均值和方差；

步骤S7，根据各个静止点在车身坐标系下的横坐标以及各个护栏判定点集合中元素在车身坐标系下的横坐标的均值，检验获得n个护栏点集合；

步骤S8，设定护栏标注区域为梯形区域，根据各个护栏点集合在车身坐标系的边界区域计算对应的梯形区域的四个顶点坐标，以检测出护栏标注区域。

在上述的基于点迹特征的道路护栏快速检测方法中，所述步骤S1包括：将所述量测点集合中满足公式(1)的元素标记为静止点：

其中，v为车辆自身车速，θ为量测点与车辆车轴的轴向夹角，为量测点的径向速度值，ρ为静止点检测阈值。

在上述的基于点迹特征的道路护栏快速检测方法中，所述步骤S2包括：根据公式(2)计算各个静止点投影在车身坐标系上的横、纵坐标p_x、p_y：

其中，为雷达坐标系至车身坐标系的平移矩阵；L为雷达坐标系至车身坐标系的旋转矩阵，[x，y]^T为静止点在雷达坐标系下的横坐标和纵坐标。