基于视觉复杂环境下车辆行驶轨迹预测方法

作     者：张润生 黄小云 刘晶 马雷 韩睿 赵玉勤 杨新红 ZHANG Runsheng;HUANG Xiaoyun;LIU Jing;MA Lei;HAN Rui;ZHAO Yuqin;YANG Xinhong

作者机构：燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066004 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 

基　　金：高等学校博士学科点专项科研基金(20070006011) 河北省教育厅科研项目计划(Z2008472)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2011年第47卷第2期

页      码：16-24页

摘      要：安装在车辆正前方的电荷耦合摄像机(Charge coupled device,CCD)实时获取道路图像,利用灰度和梯度特征构成目标函数,并用抛物线模型拟合道路边界,使弯道路径和直道路径的识别统一化。将识别分成三个阶段,并设定出各阶段的抛物线参数感兴趣区。采用遗传算法,对抛物线各参数进行优化。通过初始化编码、计算适应度、多点交叉及变异等过程,搜索出目标函数值近似最大的抛物线,即最优解。通过道路识别得到道路曲率、预瞄点处的侧向偏差和方位偏差等,为轨迹预测提供信息。基于运动学模型的车辆前轮转角,根据动力学特性对其进行修正。建立基于预瞄的车辆转向动力学连续模型,车辆前轮转角和道路曲率作为系统输入,根据系统的采样频率将连续模型离散化,运用Kalman滤波理论设计状态观测器,实时观测车辆侧向速度和横摆角速度,从而得到车辆运动轨迹。试验表明,该方法既能在较复杂环境下较准确的拟合出路界线和预测出车辆运动轨迹,并具有较强的实时性。

主 题 词：智能车辆 道路边界识别 遗传算法 Kalman 滤波 状态观测器 车辆轨迹预测 

学科分类：08[工学] 082303[082303] 0802[工学-机械学] 0701[理学-数学类] 082302[082302] 0801[工学-力学类] 0812[工学-测绘类] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/jme.2011.02.016

馆 藏 号：203133686...