[发明专利]一种基于毫米波雷达的车辆偏航角计算方法

说明书

本发明涉及一种基于毫米波雷达的车辆偏航角计算方法，通过采用毫米波雷达来检测高速公路旁的静止物体，如护栏、树木，并进行直线、曲线拟合获得道路边界，利用该边界来代替车道的几何特性；采用长距毫米波雷达获得前方道路边界来预估道路为直道或弯道，采用中距毫米波雷达拟合两侧道路边界，进而计算车辆偏航角。相比于基于机器视觉的车辆偏航角计算，本方法对于天气、光照、阴影、摄像头抖动及交通标志线等因素的抗干扰能力更强，有助于车道偏离预警系统的准确决策。

技术领域

本发明涉及一种基于毫米波雷达的车辆偏航角计算方法，属于智能汽车主动安全技术领域。

背景技术

根据交通部门官方显示，目前我国汽车保有量位居世界第一，同时车祸数量也占据世界的50％,尤其是高速公路上的重大恶性事故居高不下。根据美国交通部门的报告指出，50％左右的事故均与车辆无意识的车道偏离有关。车道偏离预警系统(Lane DepartureWarning Syetem,简称：LDWS)正是为此发展的一种主动安全技术，对驾驶员无变道意图下的车道偏离现象作出预警(如声音、震动或灯光等)，以避免汽车之间发生追尾或碰撞。

现有的车道偏离预警系统主要是基于机器视觉的图像处理技术，识别车道线、计算偏离预警指标作出决策。该类方法极易受天气、光照、阴影、摄像头抖动以及交通标志线等因素干扰，应用范围受限；其中的偏离预警指标，如基于车道偏离时间(Time to LaneCrossing,简称：TLC)的决策方法、基于横向位置和方向参数的决策方法等，都依赖车辆偏航角。因此，需要提高车辆偏航角的准确度和稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于毫米波雷达的车辆偏航角计算方法，解决现有车道偏离预警系统中测量车辆偏航角准确度低、稳定性差的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

一种基于毫米波雷达的车辆偏航角计算方法，包括如下步骤：

步骤一、搭建车辆偏航角计算控制系统：包括设置在车辆上的一个长距毫米波雷达、两个中距毫米波雷达和控制器；长距毫米波雷达和中距毫米波雷达与控制器之间电连接；其中，长距毫米波雷达安装于车辆前保险杠正中间位置，用于获取车辆前方道路的信息；两个中距毫米波雷达分别安装于车辆前保险杠两侧位置，且关于长距毫米波雷达对称设置，用于获取车辆侧方道路信息；所述控制器中包括前方弯道预估模块、侧方道路边界拟合模块和车辆偏航角计算模块。一般情况下，本方法仅需一个中距毫米波雷达，另一个毫米波雷达仅为冗余设计。长距毫米波雷达的探测距离可达到250m，中距毫米波雷达的探测距离可达到150m。

步骤二、通过长距毫米波雷达获取车辆前方道路静止物体的位置信息，并传给控制器，前方弯道预估计算模块基于有效静止物体方法选取能表征道路走向的静止物体，并进行根据这些有效静止物体的位置坐标拟合出直线l₁来预估前方道路是否为弯道，为实际道路边界拟合作准备。所述静止物体为道路两侧的护栏、树木等。

步骤三、通过中距毫米波雷达获得车辆侧方道路静止物体的位置信息，并传给控制器，侧方道路边界拟合模块基于前方弯道预估模块获得前方道路特征信息，利用中距毫米波雷达所获得车辆侧方有效道路静止物体的位置信息，进行曲线或直线拟合作为实际道路边界；

步骤四、车辆偏航角计算模块分别针对直道和弯道两种情况，通过拟合的实际道路边界，计算出的车辆偏航角。

在车辆行驶过程中，首先利用长距毫米波雷达获取车辆前方道路的信息，前方弯道预估模块以此信息判断前方道路为弯道还是直道；由于长距毫米波雷达的可以检测到250米处的物体，因此在前方弯道预估模块判断的过程中，车辆继续向前运行一段距离，此时车辆距离长距毫米波雷达刚才获取的车辆前方道路两侧物体更近，然后中距毫米波雷达获得车辆侧方有效道路静止物体，并根据效道路静止物体的位置信息精确拟合出实际道路边界曲线。然后根据实际道路边界曲线，结合车辆当前前进方向，精确计算出当前车辆的偏航角，及时对车辆的前进方向作出调整，提高驾驶安全性。