道路隔音罩的去除方法及其去除装置

技术领域

本发明涉及车辆雷达信号处理技术领域，具体地说是一种适用于车载毫米波雷达的道路隔音罩的去除方法法及其去除装置。

背景技术

车辆行驶在高架或特殊路段上时，侧方路段上的隔音罩正好在车辆雷达的高度探测范围内，隔音罩的回波显示在雷达正前方，由于雷达没有高度信息，导致雷达误以为前方有障碍物。而且隔音罩航迹非常长，前方正常目标的航迹会淹没在隔音罩航迹中，无法分辨出前方正常目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在车辆雷达上去除道路隔音罩的方法法及其去除装置，能保留车辆前方正常目标航迹。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种道路隔音罩的去除方法，适用于车辆雷达，包括：

步骤S1，寻找目标点，采用随机采样一致性算法在所述车辆前方的第一设定宽度范围内寻找所述目标点；

步骤S2，拟合直线，遍历每两个所述目标点，拟合成直线；

步骤S3，第一次筛选所拟合的直线，筛选所拟合的直线在所述车辆前方的第二设定距离范围内，且所拟合的直线相对所述车辆的前行方向的斜率在一第三设定比值范围内；

步骤S4，第二次筛选所拟合的直线，遍历第一次筛选结果，选择能覆盖最多所述目标点的所拟合的直线作为最优直线；

步骤S5，选定目标点，寻找所述最优直线所能覆盖的所述目标点的速度众数，根据所述速度众数选定所述隔音罩对应的目标点；

步骤S6，删除所选定的目标点。

根据本发明的一个实施例，在步骤S1中，所述第一设定宽度在垂直于所述车辆的中轴线上，所述第一设定宽度为1m～2m。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，所述第二设定距离为10m～30m。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，所述第三设定比值为小于8且大于-8。

根据本发明的一个实施例，在步骤S4中，若所述目标点到所拟合的直线的距离小于一设定门限，那么所述目标点能被所拟合的直线覆盖。

根据本发明的一个实施例，在执行步骤S5之前，采用状态机减少直线拟合的随机性。

根据本发明的一个实施例，所述状态机采用计数器，所述计数器设定门限值，所述状态机的执行步骤包括：

步骤T1，所述状态机查找所拟合的直线中的最优直线，若找到最优直线，则所述计数器加1；

步骤T2，判断所述计数器是否达到设定的门限值，若未达到，返回步骤S1；否则进入下一步；

步骤T3，判断所述目标点有效。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5中，所述速度众数通过寻找具有相同速度的所述目标点来获得，或通过所述车辆的车速来获得。

根据本发明的一个实施例，在步骤S5中，寻找所述目标点的速度众数过程中，符合所述速度众数的目标点达到设定数量，则所获得的速度众数有效。

本发明还提供了一种道路隔音罩的去除装置，适用于车辆雷达，包括：

搜寻模块，采用随机采样一致性算法在所述车辆雷达前方的第一设定宽度范围内寻找目标点；

直线拟合模块，接收所述搜寻模块寻找到的所述目标点，遍历每两个所述目标点，拟合成直线；

第一筛选模块，接收所述直线拟合模块所拟合的直线，筛选保留所述直线在所述车辆前方的第二设定距离范围内，且所拟合的直线相对所述车辆的前行方向的斜率在一第三设定比值范围内；

第二筛选模块，接收所述第一筛选模块筛选的所述直线，选择能覆盖最多所述目标点的所拟合的直线作为最优直线；

选定目标点模块，寻找所述最优直线所覆盖的所述目标点的速度众数，根据所述速度众数选定所述隔音罩对应的目标点；

删除模块，删除所述选定目标点模块所选定的目标点。。

本发明提供的一种道路隔音罩的去除方法及其去除装置，能分辨并去除道路隔音罩，从而能保留车辆前方正常目标航迹。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明一实施例的道路隔音罩的去除方法的流程图；

图2是本发明一实施例的简要示意图。

图3是本发明一实施例的道路隔音罩的去除装置的结构示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

由于隔音罩通常设置在道路的正上方，其形状多为半圆管状，但从车辆雷达所显示的外形上不能将隔音罩与普通目标区别出来。隔音罩不像栅栏一样从外观上就能看出是整齐的直线型。因此只能通过隔音罩的回波数据特点来寻找隔音罩的特征。由于雷达的俯仰角度和雷达的波束宽度，雷达波在半圆管状的隔音罩只有最顶端的点有回波，这些点形成了一条细长的直线，根据这条直线能滤除隔音罩数据。定义这些构成细长直线的点为目标点。

图1是本发明一实施例的道路隔音罩的去除方法的流程图。图2是本发明一实施例的简要示意图。如图所示，一种道路隔音罩的去除方法，适用于车辆雷达，包括：

步骤S1，寻找目标点，采用随机采样一致性算法在车辆的前方的第一设定宽度范围内寻找目标点。目标点是车辆雷达收到的前方障碍物的回波信号。参考图2，X轴方向为车辆车头的水平方向，Y轴方向为车辆的中轴线。在第一设定宽度L1范围内寻找目标点201。

步骤S2，拟合直线，遍历每两个目标点，拟合成直线。具体来说，需要遍历每两个目标点的组合来拟合直线，进而找到全局最优解，也就是最合适的直线。

步骤S3，第一次筛选所拟合的直线，使所拟合的直线在车辆前方的第二设定距离范围内，且所拟合的直线与车辆的前行方向形成的斜率在一第三设定比值范围内。这里通过第二设定距离和第三设定比值作为限定条件来挑选符合要求的拟合直线，相当于去除那些非隔音罩所拟合成的直线。参考图2，在第二设定距离L2内寻找符合要求的拟合直线。

步骤S4，第二次筛选所拟合的直线，遍历第一次筛选结果，选择能覆盖最多目标点的所拟合的直线作为最优直线。

步骤S5，选定目标点，寻找最优直线所能覆盖的目标点201的速度众数，根据速度众数选定隔音罩对应的目标点201。

步骤S6，删除所选定的目标点201，即相当于删除隔音罩在车辆雷达上的轨迹。

较佳地，在步骤S1中，第一设定宽度为1m～2m。由于隔音罩只在车辆雷达的正前方有数据，所以在拟合直线时，只需找正前方的目标点201，也就是车辆雷达前方，相当于车辆车头位置沿中轴线左右各0.5～1米的范围内提取直线，这样就不会错误拟合到其他的障碍物比如栅栏上。容易理解的，参考图2，车辆的中轴线为Y轴，车辆沿着Y轴行进。在Y轴左右各1m的宽度范围内，寻找目标点201。第一设定宽度L1方向垂直于Y轴，且与车身的宽度方向一致。此外，通过该种方式能有效减少随机采样一致性算法的计算量，提升去除效率。

较佳地，在步骤S3中，第二设定距离L2为10m～30m。由于离车辆雷达相近的道路边的栅栏也满足拟合直线，且也能达到其它条件的情况，所以根据栅栏和隔音罩的区别来保证不误删栅栏对应的目标点201的情况。经过实际观察，发现隔音罩出现在雷达正前方十多米的位置开始形成直线，而栅栏是从车辆雷达正左或者正右的水平位置开始形成直线的。所以控制拟合隔音罩直线的开始点选择为10米到30米的范围，能有效减少误删除栅栏的情况。控制10米到30米的区域，是由于车辆雷达有俯仰角，比如雷达的俯仰角在-15度到15之间时，3米高的隔音罩，探测距离大概为12米，所以只有10以外开始出现的拟合直线才有可能是隔音罩，而10米以内出现的拟合直线极大可能是正前方范围内的栅栏。

较佳地，在步骤S3中，第三设定比值为小于8且大于-8。在拟合直线时，由于车辆在高架的隔音罩中只能沿高架前方行驶，不会出现转弯和掉头的现象，所以控制拟合直线与车辆前行方向的斜率倾斜较小的范围内，斜率范围小于8且大于-8，这样能正确找到隔音罩对应的目标点201拟合成的直线。

较佳地，在步骤S4中，若目标点201到所拟合的直线的距离小于一设定门限，那么目标点201能被所拟合的直线覆盖。或者说该目标点201属于所拟合的直线。最优直线就是找出一条所拟合的直线使属于该直线的目标点201最多。

较佳地，在执行步骤S5之前，采用状态机减少直线拟合的随机性。由于直线拟合的效果会因为车辆雷达的回波产生起伏，采用状态机以减少直线拟合的随机性，增加直线拟合的可信度。

较佳地，状态机采用计数器，该计数器设定门限值，状态机的执行步骤包括：

步骤T1，状态机查找所拟合的直线中的最优直线，若找到最优直线，则计数器加1；

步骤T2，判断计数器是否达到设定的门限值，若未达到，返回步骤S41；否则进入下一步；

步骤T3，判断目标点201有效。

由于直线拟合的效果会因为车辆雷达的回波产生起伏，所以采用状态机的方法来减少直线拟合的随机性，增加直线拟合的可信度。状态机采用了计数的方式，如果当前时间能找到最优直线，那么计数器加一，在若干时间周期后，计数器达到次数门限值时，判断车辆雷达现在处于隔音罩环境，则组成拟合直线的目标点201有效，可以进行后续的滤除隔音罩轨迹的操作。此外，在连续稳定滤除隔音罩轨迹很多次后，状态机偶尔有几次若没有找到最优直线，根据状态机的原理，会根据历史信息来拟合的直线用来消除隔音罩的轨迹。采用状态机能保证在遗漏数据的情况下仍能稳定滤除隔音罩轨迹，也能保证在偶发虚假最优时不滤除。

较佳地，在步骤S5中，速度众数通过寻找具有相同速度的目标点201来获得，或通过车辆的车速来获得。若车辆的车速已知，则可以将速度众数设置为绝对速度为零。

较佳地，在步骤S5中，寻找目标点201的速度众数过程中，符合速度众数的目标点201达到设定数量，则速度众数有效。更佳地，该设定数量为4个。容易理解的，在求取速度众数时，只有满足速度众数的目标点201达到一定量的个数时，才采用速度众数去选定隔音罩回波对应的目标点201，即判定目标点201的速度与速度众数相近的目标点201被认为是隔音罩所产生，进而删除该目标点201，避免前方正常运动的目标被删除。

本发明还提供了一种适用于车辆雷达的道路隔音罩的去除装置。图3是本发明一实施例的道路隔音罩的去除装置的结构示意图。如图所示，该去除装置300主要包括搜寻模块301、直线拟合模块302、第一筛选模块303、第二筛选模块304、选定目标点模块305和删除模块306。

其中搜寻模块301采用随机采样一致性算法在车辆雷达前方的第一设定宽度L1范围内寻找目标点201。

直线拟合模块302用于接收搜寻模块301寻找到的目标点201，遍历每两个目标点201，拟合成直线。

第一筛选模块303接收直线拟合模块302所拟合的直线，筛选保留直线在车辆前方的第二设定距离L2范围内，且所拟合的直线相对车辆的前行方向的斜率在一第三设定比值范围内。

第二筛选模块304接收第一筛选模块303筛选的直线，选择能覆盖最多目标点201的所拟合的直线作为最优直线。

选定目标点模块305用于寻找最优直线所覆盖的目标点201的速度众数，根据速度众数选定隔音罩对应的目标点201。

删除模块306用于在雷达上删除选定目标点模块305所选定的目标点201。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。