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原文传递一种道路车辆行为识别方法及系统

专利名称：	一种道路车辆行为识别方法及系统
摘要：	本发明提供了一种道路车辆行为识别方法及系统，通过输入感知系统探测到的目标转向灯、位置、属性、运动参数，以及车道线类型、表达式等信息，高精地图及定位系统提供的目标车周边道路宽度、ID及属性等信息，自车传感系统提供的自车速度、加速度等信息，经道路车辆行为识别模型内置算法计算处理后，在结构化道路中识别和判断目标车辆的可能的行为及其对应的概率，实现了判断车辆的行为的功能。本发明通过识别道路车辆的变道等行为并输出给后续的轨迹生成模块，为目标车辆的轨迹预测提供输入，为后续的轨迹预测提供支撑。本发明在长时域内具有一定的准确性，比基于运动学的预测方法在长时域内更准确，所需的计算量小，满足了车辆的实时性要求。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	东风汽车集团股份有限公司
发明人：	李嘉成;杨仕会;柏国强;裴双红;李祥一
专利状态：	有效
申请日期：	2023-09-25T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311250731.7
公开号：	CN117104274A
代理机构：	湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：	樊凡
分类号：	B60W60/00;B60W40/04;B;B60;B60W;B60W60;B60W40;B60W60/00;B60W40/04
申请人地址：	430056 湖北省武汉市武汉经济技术开发区东风大道特1号
主权项：	1.一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：包括以下步骤：搭建道路车辆行为识别系统，包括车外传感系统、高精地图及定位系统、自车传感系统、道路车辆行为识别模型和轨迹生成模块；车外传感系统、高精地图及定位系统和自车传感系统分别连接并向道路车辆行为识别模型输出信息，道路车辆行为识别模型连接并向轨迹生成模块输出信息；道路车辆行为识别模型包括目标车行为判断模块、非法行为处理模块、紧急切入处理模块、横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块、横向速度概率计算模块、转向灯概率计算模块、异常行为判断模块和行为概率综合计算模块；目标车行为判断模块接收高精地图及定位系统输出的自车定位、周边道路的ID和属性信息，还接收车外传感系统输出的目标车与自车的相对位置信息、目标车周围的道路信息，判断目标是否适用于车辆行为识别模型，并预测输出目标车的行为；判断目标车可能的行为，并在确认后通过非法行为处理模块和紧急切入处理模块分别计算目标车的非法行为概率和紧急切入可能性处理概率；横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块和横向速度概率计算模块分别根据目标车与车道线的横向距离和车线夹角，以及目标车的横向速度计算目标车的左变道概率或右变道概率；转向灯概率计算模块接收目标车转向灯信息并计算转向灯目标行为概率；异常行为判断模块根据目标与非道路结构的相对位置判断目标车是否在进行非常规行驶的异常行为；若目标车辆与非道路结构重叠，则判定目标车行为为异常行为；根据目标车与非道路结构的重叠面积占车辆总投影面积的百分比计算异常行为概率Pu；设K1、K2、K3、K4和K5均为加权系数，行为概率综合计算模块计算目标车某一行为的综合概率： P＝K1Py+K2PV+K3Pa+K4PI+K5Pu；道路车辆行为识别模型计算完目标车辆所有行为及对应的概率后，将其输出给轨迹生成模块进行后续目标轨迹生成工作。 2.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“目标车行为判断模块接收高精地图及定位系统输出的自车定位、周边道路的ID和属性信息，还接收车外传感系统输出的目标车与自车的相对位置信息、目标车周围的道路信息，判断目标是否适用于车辆行为识别模型，并预测输出目标车的行为”中，预测目标车的行为包括车道保持行为、合法左变道行为、合法右变道行为、非法左变道行为、非法右变道行为和异常行为；车道保持行为是指车辆保持在当前车道行驶；合法左变道行为是指车辆向左变道，且左侧有允许变道的类型车道；合法右变道行为是指车辆向右变道，且右侧有允许变道的类型车道；非法左变道行为是指车辆向左变道，且左侧有不允许变道的类型车道；非法右变道行为是指车辆向右变道，且右侧有不允许变道的类型车道；异常行为是车辆指向无车道的地方行驶或发生包括碰撞、翻转的事故。 3.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“判断目标车可能的行为，并在确认后通过非法行为处理模块和紧急切入处理模块分别计算目标车的非法行为概率和紧急切入可能性处理概率”中，具体步骤为：若目标车跨过车道线，则判断目标车的行为为非法左变道行为或非法右变道行为，则非法行为处理模块将横向距离概率计算模块中的车道内权重系数乘以缩小系数a1，其中0≤a1<1；将转向灯真实性判断中的判断阈值乘以缩小系数a2，其中0≤a2<1。 4.根据权利要求3所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“判断目标车可能的行为，并在确认后通过非法行为处理模块和紧急切入处理模块分别计算目标车的非法行为概率和紧急切入可能性处理概率”中，具体步骤为：若目标车处于邻车道，则紧急切入处理模块通过获取车外传感系统提供的目标车车速或目标车加速度、纵向距离，以及自车传感系统提供的自车车速或自车加速度，计算自车与目标车的纵向碰撞时间TTC；若计算出的纵向碰撞时间TTC小于某一阈值、满足对紧急切入的判断条件时，则调整目标的切入行为相关的计算参数以预判目标的紧急切入行为，调整的参数包括：横向距离概率计算模块中的车道内权重系数乘以放大系数a3，a3>1；车线夹角概率计算模块的权重系数乘以放大系数a4，a4>1；转向灯真实性判断中的判断阈值乘以缩小系数a5，0≤a5<1。 5.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块和横向速度概率计算模块分别根据目标车与车道线的横向距离和车线夹角，以及目标车的横向速度计算目标车的左变道概率或右变道概率”中，设Py为横向距离行为计算概率；Pi为车道内概率权重系数；S为压线前目标车与车道线的横向距离；S0为横向位移offset，用于消除探测精度、驾驶员手扶方向盘对横向位移的影响；b为目标车车宽；L为目标车所在车道车道宽；S’为压线后目标车与车道线的横向距离；横向距离概率计算模块根据车道宽度、车宽及目标车与车道线的横向距离计算目标的左变道概率或右变道概率：目标车压线前是指目标车车轮还未触碰到车道线；目标车压线后是指目标车车轮触碰车道线后，直至整个车身越过车道线，另一侧车轮不再触碰车道线为止。 6.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块和横向速度概率计算模块分别根据目标车与车道线的横向距离和车线夹角，以及目标车的横向速度计算目标车的左变道概率或右变道概率”中，设Pa为车线夹角行为计算概率；nA为转角分段数；A为目标车速度方向与车道线切线的夹角，所述的概念为转向夹角；A0为转向夹角offset，用于消除正常直线驾驶时转向夹角的波动；Pa1，Pa2，…，Pan分别为1，2，…，nA段分段转角对应的权重，Pa1+Pa2+…+Pan＝1；Ab为目标车速对应的转向夹角查表值，该表根据实际情况标定，表示在该车速下若转向夹角达到Ab，则变道概率达到100％；车线夹角概率计算模块根据目标车速度方向与车道线切线夹角计算目标的左变道概率或右变道概率： 7.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块和横向速度概率计算模块分别根据目标车与车道线的横向距离和车线夹角，以及目标车的横向速度计算目标车的左变道概率或右变道概率”中，设Pv为横向速度行为计算概率；nV为横向速度分段数，根据实际情况标定；Vy为目标车横向速度；V0为横向速度偏移offset，用于消除正常直线驾驶时横向速度的波动；Pv1，Pv2，…，Pvn分别为1，2，…，nV段分段转角对应的权重，Pv1+Pv2+…+Pvn＝1；Vb为车道宽度对应的横向速度查表值，该表根据实际情况标定，表示在该车道宽度下若横向速度达到Vb，则变道概率达到100％；横向速度概率计算模块根据目标车的横向速度计算目标的左变道概率或右变道概率： 8.根据权利要求1所述的一种道路车辆行为识别方法，其特征在于：所述的步骤“转向灯概率计算模块接收目标车转向灯信息并计算转向灯目标行为概率”中，具体步骤为：若目标车转向灯未开启，则转向灯概率计算模块不做处理；若目标车转向灯开启，则转向灯概率计算模块判断转向灯的真实性：当横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块和横向速度概率计算模块计算目标车的合法左变道行为、合法右变道行为、非法左变道行为或非法右变道行为的加权概率大于标定值时，若目标车的行为与转向灯一致，则计算转向灯行为概率PI；若目标车的行为与转向灯不一致，则不计算转向灯行为概率PI。 9.一种用于权利要求1至8中任意一项所述的道路车辆行为识别方法的识别系统，其特征在于：包括车外传感系统、高精地图及定位系统、自车传感系统、道路车辆行为识别模型和轨迹生成模块；车外传感系统、高精地图及定位系统和自车传感系统分别连接并向道路车辆行为识别模型输出信息，道路车辆行为识别模型连接并向轨迹生成模块输出信息；车外传感系统用于输出包括目标车位置坐标、目标车车宽、目标车转向灯状态、目标车横纵向速度、目标车横纵向加速度、车道线类型和车道线表达式的参数；高精地图及定位系统用于输出包括自车定位、周边道路的ID和属性信息；自车传感系统用于输出包括自车速度和自车加速度的信息；道路车辆行为识别模型用于接收车外传感系统、高精地图及定位系统和自车传感系统输出的信息，经过内置算法计算后输出目标车辆行为识别结果；轨迹生成模块用于接收道路车辆行为识别模型输出的目标车辆行为识别结果，并生成后续的目标车辆轨迹。 10.根据权利要求9所述的识别系统，其特征在于：车外传感系统包括摄像头、毫米波雷达和激光雷达；高精地图及定位系统包括定位装置和地图信息模块；道路车辆行为识别模型包括目标车行为判断模块、非法行为处理模块、紧急切入处理模块、横向距离概率计算模块、车线夹角概率计算模块、横向速度概率计算模块、转向灯概率计算模块、异常行为判断模块和行为概率综合计算模块。
所属类别：	发明专利