[发明专利]基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统及方法，所述系统包括信息采集单元、信息处理单元、车道识别单元和变道决策单元。信息采集单元采集交通环境声音模拟信号，并将其转化成声音数字信号，传输给信息处理单元；信息处理单元识别出特种声音，并提取目标特种声音信息，传输给车道识别单元；车道识别单元计算出特种车辆方位和车道信息，并输送给变道决策单元；变道决策单元根据特种车辆和自车的车道信息及相对位置，结合其它行驶条件，作出变道决策。本发明能够帮助自动驾驶汽车获取更全面的交通道路信息，保证特种车辆出勤的道路通畅，也可以提高自动驾驶汽车的行车安全。

技术领域

本发明属于驾驶环境感知和决策领域，尤其是一种基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统及方法。

背景技术

近年来，随着人工智能和自动驾驶汽车的发展，自动驾驶的安全性和可靠性越来越受到更多的关注。自动驾驶系统主要包含三个部分：感知、决策、控制。其中环境感知系统是实现自动驾驶的基础，而多传感器融合是实现自动驾驶环境感知的必然趋势。目前，现有的车载传感器主要包含激光雷达、毫米波雷达、摄像头等。但是，在城市交通路况中，特别是对于拥挤路段，由于视野遮挡，摄像头很难发现道路上执行任务的特种车辆，比如说鸣笛的警车，执行任务的救护车等，也就无法判断特种车辆所在车道和自车的相对位置。

另外，目前自车的车道识别基本都是根据摄像头捕捉车道线实现的，而且仅提供自车的行驶车道信息。

发明内容

为了有效的解决以上问题，本发明提出了一种基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统及方法，使自车实现拥挤交通环境下特种车辆行驶车道的识别，并结合自身车道信息和其他行驶条件做出相应的变道决策，其中特种车辆包括警车、救护车、消防车等。

为实现上述目的，本发明采用更具体的技术方案如下：

基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统，其特征在于，包括信息采集单元、信息处理单元、车道识别单元和变道决策单元；

所述信息采集单元采集自车前侧和后侧的交通环境声音模拟信号，并将声音模拟信号转化成声音数字信号，传输给信息处理单元；

所述信息处理单元接收到声音数字信号后检测是否有特种声音，提取目标特种声音信息，然后输送给车道识别单元；

所述车道识别单元根据接收到的目标特种声音信息，得出特种车辆的行驶车道以及特种车辆与自车的相对位置，并将特种车辆与自车相对位置输送给变道决策单元；

所述变道决策单元根据特种车辆与自车相对位置，结合两车速度、自车的行驶环境，作出变道决策。

进一步地，所述信息采集单元是分别安装在车前端与车后端的两个麦克风。

进一步地，所述麦克风被喇叭状尼龙套围在中间。

基于声音信号的特种车辆行驶车道识别与自车变道决策系统的车道识别及变道决策方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1信息采集单元获取道路中的声音，并转变成数字信号输送给信号处理单元；

S2信息处理单元对接收到的数字信号进行处理，当检测到特种声音时，提取此时所采集的自车前侧和后侧声音信号的声压级和相位差；

S3车道识别单元根据提取的特种声音信息，结合自车所在车道信息，求出特种车辆与自车的相对位置以及特种车辆的行驶车道，并将特种车辆与自车的相对位置输送给变道决策单元；

S4变道决策单元根据接收到的信息，结合两车速度、自车的行驶环境，给出变道决策。