一种基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统及控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108725452A(43)申请公布日2018.11.02(21)申请号201810555385.6(22)申请日2018.06.01(71)申请人湖南工业大学地址412007湖南省株洲市天元区泰山西路88号(72)发明人李涛张昌凡冯江华龙永红何静赵凯辉刘建华(74)专利代理机构广州三环专利商标代理有限公司44202代理人肖宇扬(51)Int.Cl.B60W50/00(2006.01)G01S15/06(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图8页(54)发明名称一种基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统及控制方法(57)摘要本发明涉及智能驾驶技术领域，公开了一种基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统及控制方法。系统包括与无人驾驶车辆的中央数据处理与控制单元分别连接的机器视觉子系统、全声频感知子系统；所述全声频感知子系统通过全声频数据融合与决策器向中央数据处理与控制单元发送全声频感知信息以及车辆控制决策信息，同时接收中央数据处理与控制单元发送的返回车辆控制信息；所述中央数据处理与控制单元对各子系统的感知信息进行比较，并判断全声频感知子系统的感知信息的准确度。本发明能够实现车辆定位、道路感知及驾驶逻辑判断，解决了常规车辆智能驾驶感知系统无法理解其他车辆行驶意图及对有障碍物遮挡的视觉盲区识别能力上的缺陷。CN108725452ACN108725452A权利要求书1/3页1.一种基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统，包括与无人驾驶车辆的中央数据处理与控制单元连接的机器视觉子系统，所述机器视觉子系统用于向中央数据处理与控制单元发送视觉感知信息；其特征在于，还包括与无人驾驶车辆的中央数据处理与控制单元连接的全声频感知子系统；所述全声频感知子系统包括，声音传感器，用来采集空间范围内人耳所能感受的所有声波信号；超声回波传感器，用来采集经由物体反射回来的特定超声波信号，并解析其携带的车辆身份信息；声电转换器，分别与所述声音传感器和超声回波传感器连接，将所述声音传感器产生的声音信号、超声回波传感器产生的超声波信号转换成电信号；全声频特征识别与分类器，与声电转换器连接，将声电转换器输入的电信号进行分类，提取其包含的超声回波定位信息和声音特征，并进行声音信息识别，获取不同路况信息和其他车行驶信息；全声频数据融合与决策器，与全声频特征识别与分类器连接，根据其输入信号进行数据融合、逻辑分析和智能决策，并将决策信息传输至全声频特征识别与分类器；电声发生器，与全声频特征识别与分类器相连，接收全声频特征识别与分类器传输的声音控制信号和超声波控制信号，对应转换为声音小信号和调制了车辆身份信息的超声波小信号；扬声器，与电声发生器连接，接收其产生的声音小信号，进行放大处理，发出人耳能感知到声波信号；超声波发生器，与电声发生器连接，接收其产生的超声波小信号，经过放大后发出特定频率且携带车辆身份信息的超声波信号；所述全声频感知子系统通过全声频数据融合与决策器向中央数据处理与控制单元发送全声频感知信息以及车辆控制决策信息，同时接收中央数据处理与控制单元发送的返回车辆控制信息；所述中央数据处理与控制单元对各子系统的感知信息进行比较，并判断全声频感知子系统的感知信息的准确度。2.一种应用了权利要求1所述基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统的控制方法，其特征在于，包括步骤S1.全声频感知子系统、机器视觉子系统进行信息感知获取，中央数据处理与控制单元接收各子系统发送的各感知信息；S2.通过将对接收到全声频感知子系统的信息与其他子系统获得的信息相比较进行逻辑判断；当全声频感知子系统与其他子系统获得的信息判断结果一致时，判断逻辑为真，否则，判断逻辑为假；S3.若步骤S2中，判断逻辑为真，则将全声频感知子系统发送的车辆控制决策信息发送给各个车辆控制器，由车辆控制器发送命令至对应的各种执行机构进行执行动作；若判断逻辑为假，则不再继续执行，并要求全声频感知子系统继续侦听。3.根据权利要求2所述的基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，对不同子系统获取的感知数据融合采用卡尔曼滤波和随机梯度下2CN108725452A权利要求书2/3页降方法。4.根据权利要求3所述的基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统的智能控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为对不同子系统采集的感知数据采用卡尔曼滤波进行处理：采用一个子系统获得的感知数据作为参考，另一个子系统获取的感知数据作为估计步长，依据上一个状态值，估计下一个状态值的可能性分布，并通过随机梯度下降方法加速计算过程中的收敛速度。5.根据权利要求2至4任意一项所述的基于全声频感知的无人驾驶车辆控制系统的智能控制方法，其特征在于，所述卡尔曼滤