[发明专利]前方道路形状估算方法、系统、车辆及存储介质

权利要求书

1.一种前方道路形状估算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)信息采集：获取当前车道和相邻车道的车道线曲线方程、左右路沿曲线方程、前方目标信息以及前方可通行区域点；获取前方目标信息以及左、右两侧护栏的反射点信息；

(2)目标融合：对所采集的目标进行融合和跟踪处理；

(3)车道线处理：去除检测异常车道线，在左右两侧车道线均存在时计算出当前车道中心线；

(4)点云拟合：使用连续多帧的点云数据，分割聚类得到其中属于道路左右边界的点，拟合形成多项式曲线；

(5)道路边界融合：融合护栏曲线、可通行区域边界曲线，得到道路左边界曲线和道路右边界曲线；

(6)历史行驶经过点拟合：通过本车历史行驶经过的坐标点进行采样拟合；

(7)车流轨迹拟合：使用目标融合输出的融合目标，保存目标的历史轨迹点，拟合得到每个目标的历史行驶轨迹曲线；

(8)历史轨迹推算：使用上一周期最终的道路曲线经过推算一个周期得到的当前曲线方程；

(9)曲线置信度计算和筛选：使用检测和处理生成的多条曲线，设置初始置信度，再计算相互之间的相似度，累计增加置信度，在累计置信度和基础置信度的基础上进行筛选得到合理的前方道路形状曲线估计结果。

2.根据权利要求1所述的前方道路形状估算方法，其特征在于：所述车道线处理：

由摄像头输出车道线曲线方程，包括当前车道左侧车道线(1)、当前车道右侧车道线(2)、相邻车道左侧车道线(4)和相邻车道右侧车道线(5)，去除车道线曲线方程中系数绝对值超过最大限值的异常车道线，使用卡尔曼滤波对车道线曲线方程中的系数进行滤波处理，如果同时存在当前车道左侧车道线(1)和当前车道右侧车道线(2)，则计算当前车道中心线(3)。

3.根据权利要求2所述的前方道路形状估算方法，其特征在于：所述点云拟合：

跟踪存储多帧点云数据，通过左右分割、聚类得到左右两侧边界的点云数据，在满足初始化条件后拟合左右边界曲线，所述初始化条件为单侧点数量超过5个，且在[0,10],(10,20],(20,30]三个区间内都至少存在1个点，且拟合残差小于预设残差阈值，完成初始化后得到初始化曲线，进入迭代更新过程，后续在初始化曲线附近添加新增点重新拟合更新，分别得到护栏曲线和可通行区域边界曲线，其中，新增点指的是最新帧新检测到的点，筛选条件是点与曲线的距离小于预设距离阈值。

4.根据权利要求3所述的前方道路形状估算方法，其特征在于：所述曲线置信度计算和筛选，具体为：

曲线置信度计算：

车道线置信度＝min(1,(车道线有效长度/车道线基准长度))*(1-min(1,位置变化标准差/基准标准差))*车道线基础置信度；

车流轨迹曲线置信度＝min(1,(车流轨迹曲线有效长度/车流轨迹曲线基准长度))*车流曲线基础置信度；

道路边界置信度＝(1-min(1,(拟合标准误差/误差基准值))*min(1,(拟合点数量/基准数量))*道路边界基础置信度；

曲线相似度计算：

其中，KParr是两条曲线的相似度；MaxTheta为两条曲线两点间夹角的最大值；RefTheta为设置的参考角度；

筛选曲线，选择综合置信度最高的曲线作为道路形状估计曲线；将筛选后的曲线作为后端滤波器的当前周期观测输入，进行滤波平滑处理，输出最终滤波后曲线作为前方道路形状估计曲线。

5.一种前方道路形状估算系统，包括：

数据采集模块，其包括摄像头和毫米波雷达；

其特征在于，还包括：

存储器，其内存储有计算机可读程序；

控制器，所述控制器分别与存储器和数据采集模块连接，所述控制器在调用计算机可读程序时能执行如权利要求1至4任一所述的前方道路形状估算方法的步骤。

6.一种车辆，其特征在于，采用如权利要求5所述的前方道路形状估算系统。

7.一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，其特征在于，所述计算机可读程序被调用时能执行如权利要求1至4任一所述前方道路形状估算方法的步骤。