[发明专利]一种适用于车路协同的道路传感器布置方法

权利要求书

1.一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，包括以下步骤：

构建道路坐标系，选取道路关键节点；

基于道路关键节点构建道路几何模型；

基于道路几何模型，考虑摄像头覆盖区域，构建摄像头布置的多目标优化模型，基于MOGWO算法优化摄像头安装高度、角度以及相邻摄像头之间的间距，确定摄像头位置坐标；

基于摄像头位置坐标和摄像头安装高度确定传感器固定支架位置坐标及支架高度，其中，所述摄像头、毫米波雷达和激光雷达均安装在传感器固定支架上；

基于道路几何模型、传感器固定支架位置坐标及支架高度，构建毫米波雷达布置的多目标优化模型，基于MOGWO算法优化毫米波雷达的布置参数，得到毫米波雷达的位置坐标和安装高度；

基于道路几何模型、传感器固定支架位置坐标及支架高度，确定激光雷达位置坐标，并构建激光雷达布置优化模型，优化求解激光雷达的安装高度，其中，所述激光雷达安装在十字路口的传感器固定支架上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，所述道路关键节点包括道路两端的中心点、各个路口的中心点。

3.根据权利要求1所述的一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，所述摄像头的覆盖区域在道路水平面上的投影是一个扇形环，所述扇形环的参数如下：

α_c＝H_c

其中，R_c为摄像头覆盖半径，r_c为摄像头盲区半径，Z_c为摄像头安装高度，H_c、V_c分别为水平视场角和垂直视场角，β_c为俯仰角，W_c为俯仰角与一半垂直视场角之间的夹角，α_c是扇形环的顶角。

4.根据权利要求3所述的一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，考虑盲区对摄像头覆盖面积的影响，摄像头到道路近侧的距离满足以下条件:

其中，X_c是摄像头位置投影到道路边缘的距离，D是道路宽度。

5.根据权利要求4所述的一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，所述摄像头布置的多目标优化模型的目标函数为：

约束条件为：

0＜Z_c≤H

其中，M_c1代表摄像头在布置过程中的有效覆盖面积，B_c代表摄像头盲区面积，L_c表示摄像头最大感知距离，H表示传感器支架固定高度的经验值；

采用MOGWO算法求解目标函数，从Pareto解集中选取最优解，得到摄像头安装高度和角度，并根据最优解对应的M_c1值确定有效覆盖区域的长度，作为相邻摄像头之间的间距。

6.根据权利要求1所述的一种适用于车路协同的道路传感器布置方法，其特征在于，所述毫米波雷达覆盖区域在道路水平面上的投影相关参数如下：

α_m1＝H_m1

α_m2＝H_m2

其中，R_m2为毫米波雷达覆盖半径之一，r_m为毫米波雷达盲区半径，Z_m为毫米波雷达安装高度，β_m为俯仰角，H_m1、H_m2、V_m为视场角，W_m为俯仰角与一半对顶角的夹角，α_m1和α_m2为覆盖区域的两个顶角。