[发明专利]一种用于自动驾驶汽车在公共道路的环境信息采集方法

权利要求书

1.一种用于自动驾驶汽车在公共道路的环境信息采集方法，其特征在于：通过无人机长时间平稳伴飞测试车辆，采集步骤如下：

(1)无人机定位系统采用实时动态载波相位差分定位方法，进行无人机的精准定位，无人机定位系统输出无人机位置信息，作为无人机控制系统的输入信息；

(2)无人机控制系统接收测试车辆自车定位系统和无人机定位系统传来的自车位置信息和无人机位置信息，判断无人机的控制策略，进而下达控制指令，使无人机与测试车辆在较长时间跨度上保持同步伴飞状态；

(3)在无人机与车辆的伴飞过程中利用无人机的机载环境信息采集设备采集前方路面信息，获得包含路面环境信息的视频帧；

(4)对相机进行标定去畸变，对步骤(3)所采集的视频帧进行预处理，由图像像素坐标变换成三维世界坐标；

(5)对预处理后的视频帧进行车道线检测，以获取路面结构信息；

(6)对行人目标进行检测：根据预处理后的视频帧，应用基于方向梯度直方图(HOG)和线性支持向量机(SVM)算法，检测是否存在行人目标，当检测到行人目标时，获取行人目标的全局位置坐标Global_X、Global_Y、时间戳Global_Time，并在初次识别到行人目标时分配一个行人识别号Pedestrian_ID；

(7)对行人进行跟踪，跟踪到的相同行人，行人识别号将不会改变，由此生成行人位置的时间序列，获得行人轨迹信息，根据行人轨迹信息获取行人速度v_Pedestrian、加速度a_Pedestrian；

(8)对车辆目标进行检测，根据预处理后的视频帧，应用YOLOv3算法检测车辆目标，当检测到车辆目标时，获取车辆目标的全局坐标位置Global_X、Global_Y、车辆长度Vehicle_Length、车辆宽度Vehicle_Width、车辆种类Vehicle_Type、时间戳Global_Time和当前车道位置Line_ID，并在初次识别到车辆目标时分配一个车辆识别号Vehicle_ID；

(9)对车辆进行跟踪，由此生成车辆轨迹信息，进而获取车辆速度v_Pedestrian、加速度a_Pedestrian。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶汽车在公共道路的环境信息采集方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的无人机与测试车辆在较长时间跨度上保持同步伴飞状态的方法如下：以车道方向切向为纵向，以车道方向法向为横向，无人机保持水平高度不变，不产生或少产生横向位移，获取上一段时间T内自车纵向速度均值作为本段时间T内的无人机纵向速度。

3.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶汽车在公共道路的环境信息采集方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的环境信息采集设备为无人机搭载的相机图像传感器。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶汽车在公共道路的环境信息采集方法，其特征在于：步骤(4)中，三维世界坐标到图像像素坐标的关系如下：

其中图像像素坐标系为(u,v)，世界坐标系为(X_W,Y_W,Z_W)，像素单位长度尺寸大小为d_x和d_y，主点的像素坐标为(u₀，v₀)，f为归一化焦距，R为旋转矩阵，T为平移向量，等式右侧的内参矩阵和外参矩阵都由张正友棋盘标定法得出，由步骤(1)中的无人机定位系统可知无人机距离地面的高度H，求出Z_C，确定像素坐标与世界坐标之间的坐标变换关系。