[发明专利]一种用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测系统及方法

权利要求书

1.一种用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测系统，其特征在于，包括毫米波雷达、视觉相机和信息处理系统，所述信息处理系统采用搭载Windows系统的工控机，障碍物显示方式为栅格地图；所述毫米波雷达安装于车辆正前方车辆牌照处，朝向车辆正前方，通过CAN(Control Area Network)总线与工控机相连接；所述视觉相机安装于前挡风玻璃内车辆后视镜右侧，通过1394接口与工控机相连接；所述信息处理系统针对毫米波雷达和视觉相机进行空间坐标匹配和时间同步，并进行数据处理，生成栅格地图；所述栅格地图表示为二维数组的矩阵形式。

2.一种用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测方法，其采用权利要求1所述的用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测系统，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对毫米波雷达和视觉相机进行联合标定，将两者统一到同一个车载坐标系中；

(2)对毫米波雷达和视觉相机进行视觉同步；

(3)接收并解算毫米波雷达数据；

(4)基于卡尔曼滤波处理毫米波雷达数据；

(5)采集并处理视觉相机数据；

(6)融合传感器坐标并建立栅格地图。

3.根据权利要求2所述一种用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测方法，其特征在于，步骤(1)具体包括以下步骤：

a)将车载坐标系中点的(x_w,y_w,z_w)变换到相机坐标系中点的(x_c,y_c,z_c)，变换公式如下：

xcyczc1=RtOT1xwywzw1]]>

式中R为旋转矩阵，t为平移矩阵，R和t的值由相机内外参数决定，可通过棋盘标定法测得；

b)相机坐标系中点的(x_c,y_c,z_c)变换到图像物理坐标系中点的(x,y,z)，变换公式如下：

zcxy1=f0000f000010xcyczc1]]>

式中f为相机焦距，单位是mm；

c)将图像物理坐标(x,y,z)转换到图像像素坐标(u,v)，变换公式如下：

uv1=1dx0u001dyv0001xy1]]>

式中，d_x，d_y分别为图像物理坐标系下每个象素在横纵方向轴上的物理尺寸；u₀、v₀分别为图像像素坐标系中相机光轴和图像平面交点的横纵坐标，坐标单位为pixel。

4.根据权利要求2所述一种用于无人驾驶汽车的前方障碍物检测方法，其特征在于，步骤(4)具体为：将上一周期毫米波雷达探测到的障碍物信息通过车辆速度和前进方向进行迭代，得到本周期障碍物的存在范围，并将迭代得到的信息与本周期实际探测得到的信息进行比对，排除虚假目标得到有效目标。