本發(fā)明涉及巷道內(nèi)交通信息，具體涉及基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法。

背景技術(shù)：

1、目前煤炭礦山作業(yè)面中井工礦場(chǎng)景安全行駛是井下作業(yè)車用戶的第一剛性需求。在井工礦場(chǎng)景下行駛過程中，追尾碰撞是造成車輛事故的主要因素。尤其井下巷道內(nèi)受巷道內(nèi)環(huán)境及可見度低等情況場(chǎng)景下，絕大部分的車輛事故是由追尾造成，而且往往是多車連環(huán)碰撞，傷亡和損失嚴(yán)重。造成的原因，往往是跟車太近，或駕駛員不能掌握更多觀測(cè)信息。尤其是在井工礦場(chǎng)景下的井下巷道內(nèi)，極易發(fā)生上述事故。

2、在井工礦場(chǎng)景下的作業(yè)車輛在行駛過程中，常常出現(xiàn)譬如在通過交叉路口，前方大車遮擋井工礦場(chǎng)景下交通燈和交通標(biāo)識(shí)牌，井下能見度低無法辨識(shí)到前方交通燈和標(biāo)識(shí)牌，或是前方有交通燈和交通標(biāo)識(shí)牌模糊混淆及由于感知能力有限不能準(zhǔn)確獲取到前方交通燈及交通標(biāo)識(shí)牌信息(tsp)的場(chǎng)景。以上情況會(huì)對(duì)駕駛員的辨別前方道路環(huán)境情況造成嚴(yán)重妨礙，并導(dǎo)致車輛發(fā)生交通碰撞事故。

3、因此，井工礦場(chǎng)的井下巷道內(nèi)駕駛環(huán)境對(duì)智能駕駛技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。盡管目前本領(lǐng)域嘗試提出一些解決方案，例如提前獲取前方的交通信息的單車車載tsr(交通標(biāo)識(shí)識(shí)別系統(tǒng))信息播報(bào)功能。然而，這種方法無法及時(shí)將真實(shí)井工礦場(chǎng)景下路口的信息與車輛端的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，導(dǎo)致無法獲取準(zhǔn)確有效的狀態(tài)信息，甚至?xí)玫藉e(cuò)誤的信息，從而使得tsr功能失效。

4、本領(lǐng)域存在著對(duì)實(shí)現(xiàn)井工礦場(chǎng)景下能夠獲得準(zhǔn)確環(huán)境感知并進(jìn)行決策的智能駕駛方法的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法，通過將車載傳感和v2x(車對(duì)外界的信息交換)技術(shù)(v2v車與車的信息交換或v2i車與道路之間信息交換)相結(jié)合，提高感知精確度和準(zhǔn)確度，減少漏判率和誤判率，相對(duì)于單車tsr功能而言，取得更好的效果。通過融合車載傳感和v2x技術(shù)，能夠獲取更多種類的信息，有效解決井下巷道中交通燈及交通標(biāo)識(shí)牌模糊、易混淆等問題，從而提高行車安全性。相較于傳統(tǒng)方式，v2x感知技術(shù)能夠提供更為準(zhǔn)確和全面的路口信息，使駕駛員可以更好地做出決策，并在復(fù)雜環(huán)境中減少誤判的可能性。

2、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法，包括以下步驟：

3、步驟s1，場(chǎng)景識(shí)別，通過車輛的車載傳感器實(shí)時(shí)獲取的車端信息對(duì)車輛所處的井工礦場(chǎng)景中的子場(chǎng)景進(jìn)行識(shí)別，判斷處于井下巷道內(nèi)交叉路口交通燈被遮擋的場(chǎng)景一，井下巷道內(nèi)交叉路口交通燈模糊或易混淆的場(chǎng)景二，井下巷道內(nèi)交通標(biāo)識(shí)牌模糊或易混淆場(chǎng)景三，中的一種或多種情況，車端信息包括由車載傳感器檢測(cè)的車輛位置，車輛速度，前方道路的交通燈狀態(tài)，交通燈位置，交通標(biāo)識(shí)牌位置，交通標(biāo)識(shí)牌信息；

4、步驟s2，交通燈和交通標(biāo)識(shí)牌識(shí)別，通過路側(cè)單元獲取車輛當(dāng)前行駛車道的交通燈狀態(tài)和交通標(biāo)識(shí)牌信息作為路側(cè)信息，并將該路側(cè)信息進(jìn)行路端感知融合處理之后作為路側(cè)目標(biāo)信息發(fā)送至車輛的車載電子單元；

5、步驟s3，車路感知融合，車載電子單元從路側(cè)單元接收到的路側(cè)目標(biāo)信息與車載傳感器實(shí)時(shí)獲得的車端信息進(jìn)行時(shí)空同步，并進(jìn)行融合處理，得到車路匹配目標(biāo)信息、未匹配車端目標(biāo)信息和未匹配路側(cè)目標(biāo)信息，作為車路感知融合結(jié)果列表發(fā)送至車載電子單元的決策模塊；

6、步驟s4，危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估，在步驟s1判斷處于場(chǎng)景一、場(chǎng)景二和場(chǎng)景三中的一種或多種情況下，車載電子單元的決策模塊根據(jù)接收到的車路感知融合結(jié)果列表進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估，得到危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果；

7、步驟s5，車載電子單元的決策模塊根據(jù)所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行決策處理及預(yù)警控制，得到?jīng)Q策結(jié)果或預(yù)警結(jié)果。

8、可選地，所述步驟s3進(jìn)一步包括：

9、步驟s3.1，獲得車路感知融合的輸入，包括車載電子單元從路側(cè)單元接收的路側(cè)目標(biāo)信息，以及車端目標(biāo)信息，其中該車端目標(biāo)信息是車載傳感器實(shí)時(shí)獲取的車端信息經(jīng)過車載電子單元進(jìn)行車端感知融合處理之后輸出的車端感知融合結(jié)果；

10、步驟s3.2，時(shí)空同步步驟，車載電子單元對(duì)接收到的路側(cè)目標(biāo)信息進(jìn)行趨勢(shì)外推預(yù)測(cè)，補(bǔ)償該路側(cè)目標(biāo)信息相對(duì)于車端目標(biāo)信息的延遲，得到時(shí)空同步后的路側(cè)目標(biāo)信息；

11、步驟s3.3，融合處理步驟，對(duì)時(shí)空同步后的路側(cè)目標(biāo)信息與車端信息相繼進(jìn)行g(shù)nn關(guān)聯(lián)匹配，得到匹配成功的車路匹配目標(biāo)信息，以及未能匹配的未匹配車端目標(biāo)信息和未匹配路側(cè)目標(biāo)信息；

12、步驟s3.4，對(duì)車路匹配目標(biāo)信息進(jìn)行卡爾曼濾波融合和gnn多目標(biāo)匹配跟蹤，得到融合后的車路匹配目標(biāo)信息，并將該融合后的車路匹配目標(biāo)信息與所述未匹配車端目標(biāo)信息和未匹配路側(cè)目標(biāo)信息共同作為車路感知融合結(jié)果列表車路感知融合結(jié)果列表發(fā)送至車載電子單元的決策模塊；

13、其中，車路感知融合結(jié)果列表包括，車輛位置，車輛初始速度vsv，前方道路的交通燈狀態(tài)，交通燈所在交叉路口位置，交通標(biāo)識(shí)牌位置，交通標(biāo)識(shí)牌信息，前方路況信息，綠燈倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間中的一種或多種信息。

14、可選地，所述步驟s4的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估包括交通燈狀態(tài)評(píng)估、交通標(biāo)識(shí)牌評(píng)估、危險(xiǎn)區(qū)域判斷，進(jìn)一步包括以下步驟：

15、步驟s4.1，在根據(jù)步驟s1判斷處于場(chǎng)景一、場(chǎng)景二和場(chǎng)景三中的一種或多種情況下，車載電子單元的決策模塊根據(jù)接收到的車路感知融合結(jié)果列表進(jìn)行交通燈狀態(tài)評(píng)估，包括：在車路感知融合結(jié)果列表顯示前方道路的交通燈狀態(tài)為紅燈、黃燈或綠燈倒計(jì)時(shí)，獲取本車的車輛位置、車輛初始速度vsv、交通燈狀態(tài)、交通燈所在交叉路口位置、綠燈倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間的信息，將該信息作為危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果；

16、步驟s4.2，車載電子單元的決策模塊根據(jù)接收到的車路感知融合結(jié)果列表進(jìn)行交通標(biāo)識(shí)牌評(píng)估，包括：在車路感知融合結(jié)果列表中顯示前方交通標(biāo)識(shí)牌信息包含限速標(biāo)識(shí)信息時(shí)，獲取交通標(biāo)識(shí)牌位置、交通標(biāo)識(shí)牌信息、最高限速vlim信息，將該信息作為危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果；

17、步驟s4.3，車載電子單元的決策模塊根據(jù)接收到的車路感知融合結(jié)果列表進(jìn)行危險(xiǎn)區(qū)域判斷，包括：車路感知融合結(jié)果列表中的前方路況信息顯示存在施工區(qū)域時(shí)，獲取安全線位置、危險(xiǎn)區(qū)域的邊界信息，將該信息作為危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果。

18、可選地，所述步驟s5進(jìn)一步包括以下步驟：

19、步驟s5.1,所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通燈狀態(tài)顯示為紅燈或黃燈時(shí)，進(jìn)行決策處理和預(yù)警控制，得到?jīng)Q策結(jié)果或預(yù)警結(jié)果；

20、步驟s5.2,所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通燈狀態(tài)顯示為綠燈倒計(jì)時(shí)，進(jìn)行決策處理和預(yù)警控制，得到?jīng)Q策結(jié)果或預(yù)警結(jié)果；

21、步驟s5.3,所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通標(biāo)識(shí)牌信息包括限速標(biāo)示時(shí)，進(jìn)行決策處理和預(yù)警控制，得到?jīng)Q策結(jié)果或預(yù)警結(jié)果；

22、步驟s5.4，所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，存在施工區(qū)域時(shí)，進(jìn)行決策處理和預(yù)警控制，得到?jīng)Q策結(jié)果或預(yù)警結(jié)果。

23、可選地，所述步驟s5.1具體包括以下步驟：

24、所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通燈狀態(tài)顯示為紅燈或黃燈時(shí)，計(jì)算車輛以預(yù)設(shè)的溫和加速度a1溫和減速至停止時(shí)車輛行駛的距離為

25、

26、其中，vsv為車輛初始速度，tsvd為預(yù)設(shè)駕駛員反應(yīng)時(shí)間,trbr為預(yù)設(shè)制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，dpre為預(yù)設(shè)預(yù)警安全距離；

27、比較得到的溫和減速至停止時(shí)車輛行駛的距離s0，與車輛的當(dāng)前位置至交通燈對(duì)應(yīng)的停車線的距離：當(dāng)s0小于車輛的當(dāng)前位置至停車線的距離時(shí)，執(zhí)行溫和減速作為決策結(jié)果；當(dāng)s0大于車輛的當(dāng)前位置至停車線的距離時(shí)，提示駕駛員接管作為預(yù)警結(jié)果。

28、可選地，所述步驟s5.2具體包括以下步驟：

29、所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通燈狀態(tài)顯示為綠燈倒計(jì)時(shí)的情況，進(jìn)一步判斷車輛是否能通過路口；

30、車輛以初始速度vsv通過交通燈所在的交叉路口的時(shí)間為

31、

32、其中，dsv為車輛到交通燈所在的交叉路口的距離，vsv為車輛初始車速，tsv為綠燈倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間；

33、比較得到的車輛在當(dāng)前速度和行駛方向下至交叉路口所需的時(shí)間ttc與綠燈倒計(jì)時(shí)剩余時(shí)間tsv，若ttc≤tsv，則車輛正常通行作為決策結(jié)果；若ttc>tsv，則提示駕駛員接管作為預(yù)警結(jié)果。

34、可選地，所述步驟s5.3具體包括以下步驟：

35、所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，交通標(biāo)識(shí)牌信息包括限速標(biāo)示時(shí)，比較車輛初始速度vsv與交通標(biāo)識(shí)牌最高限速vlim，若車輛初始速度小于交通標(biāo)識(shí)牌最高限速vlim則正常行駛通過作為決策結(jié)果，否則執(zhí)行以下步驟；

36、在車輛初始速度大于交通標(biāo)識(shí)牌最高限速vlim的情況下，車輛以溫和加速度進(jìn)行溫和減速至交通標(biāo)識(shí)牌最高限速所需距離的計(jì)算公式如下

37、

38、比較得到的車輛從初始速度以溫和加速度減速至最高限速所需距離slim，與車輛的當(dāng)前位置至交通標(biāo)識(shí)牌的距離，當(dāng)slim小于車輛的當(dāng)前位置至交通標(biāo)識(shí)牌的距離時(shí)，執(zhí)行溫和減速作為決策結(jié)果；當(dāng)slim大于車輛的當(dāng)前位置至交通標(biāo)識(shí)牌的距離時(shí)，表示無法以溫和減速通過，提示駕駛員接管作為預(yù)警結(jié)果。

39、可選地，所述步驟s5.4具體包括以下步驟：

40、所得到的危險(xiǎn)區(qū)域態(tài)勢(shì)評(píng)估結(jié)果中，存在施工區(qū)域時(shí)，獲得施工區(qū)域位置作為安全線位置，計(jì)算車輛以預(yù)設(shè)的溫和加速度a1溫和減速至停止時(shí)車輛行駛的距離為

41、

42、比較得到的溫和減速至停止時(shí)車輛行駛的距離s0，與車輛的當(dāng)前位置至安全線位置的距離：當(dāng)s0小于車輛的當(dāng)前位置至安全線位置的距離時(shí)，執(zhí)行溫和減速作為決策結(jié)果；當(dāng)s0大于車輛的當(dāng)前位置至安全線位置的距離時(shí)，提示駕駛員接管作為預(yù)警結(jié)果。

43、本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法，通過車載傳感和v2x技術(shù)的感知融合，為井工礦場(chǎng)景下的智能駕駛系統(tǒng)帶來更高的精確度和可靠性，使得井下巷道內(nèi)的駕駛更安全、更高效。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法，通過利用車路協(xié)同，使用v2x技術(shù)，在車輛與道路基礎(chǔ)設(shè)施之間實(shí)現(xiàn)信息交互和共享，將單車感知和車路協(xié)同相結(jié)合，有效改進(jìn)了智能駕駛系統(tǒng)解決方案和技術(shù)路徑，增強(qiáng)汽車智能駕駛的環(huán)境感知能力，大幅增強(qiáng)汽車的感知能力，并最終提升汽車智能駕駛的功能、性能和安全可靠性。此外，車路協(xié)同的廣泛應(yīng)用還可以降低單車智能感知的成本，并在井工礦場(chǎng)的井下巷道內(nèi)提升安全性。

44、本發(fā)明的實(shí)施方式提供了基于感知融合技術(shù)的一種巷道內(nèi)交通信息預(yù)警控制方法，通過將井工礦場(chǎng)景下單車感知和車路協(xié)同技術(shù)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的準(zhǔn)確感知和更好的控制決策，即便在井工礦場(chǎng)景中的交通燈和/或交通標(biāo)識(shí)牌出現(xiàn)模糊、混淆以及道路出現(xiàn)故障燈情況下，也可即時(shí)做出準(zhǔn)確的決策和預(yù)警，為井工礦場(chǎng)帶來更高效、更安全的智能駕駛體驗(yàn)，并有利于智能駕駛技術(shù)在該場(chǎng)景下的廣泛應(yīng)用。