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      基于分層信息數(shù)據(jù)庫(kù)的智能車仿真環(huán)境感知方法研究*

      2015-04-13 01:33:44張永赫
      汽車工程 2015年1期
      關(guān)鍵詞:碰撞檢測(cè)模擬器傳感器

      管 欣,洪 峰,賈 鑫,張永赫,鮑 闞

      (吉林大學(xué),汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春 130022)

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      2015008

      基于分層信息數(shù)據(jù)庫(kù)的智能車仿真環(huán)境感知方法研究*

      管 欣,洪 峰,賈 鑫,張永赫,鮑 闞

      (吉林大學(xué),汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)春 130022)

      針對(duì)目前智能汽車仿真中應(yīng)用最廣的環(huán)境感知方法(建立數(shù)據(jù)庫(kù),動(dòng)態(tài)更新提取信息)的不足,提出了一種分類、分層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義與存儲(chǔ)方法,使數(shù)據(jù)庫(kù)不但能描述復(fù)雜的道路情況,而且修改容易;在此基礎(chǔ)上,將碰撞檢測(cè)算法引入信息動(dòng)態(tài)提取過程中,實(shí)現(xiàn)分層的感知信息提取。在駕駛模擬器上進(jìn)行的車道標(biāo)線、交通標(biāo)志感知試驗(yàn)的結(jié)果表明,本文中提出的方法能實(shí)時(shí)對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行全面可靠的檢測(cè),并給出真實(shí)傳感器的檢測(cè)誤差。

      駕駛模擬器;智能汽車仿真;環(huán)境感知;數(shù)據(jù)庫(kù);碰撞檢測(cè)

      前言

      開發(fā)型汽車駕駛模擬器因其具有真實(shí)的人-車操作界面,能夠任意嵌入實(shí)物進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)工況無風(fēng)險(xiǎn)、重復(fù)可控等特點(diǎn)[1],在汽車產(chǎn)品開發(fā)、人-車-路閉環(huán)系統(tǒng)研究等方面正發(fā)揮著越來越重要的作用[2-3]。在各類汽車高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(advanced driving-assistance system, ADAS)和無人駕駛汽車(以下統(tǒng)稱為智能汽車)的開發(fā)研究過程中,將各種智能汽車控制算法嵌入到駕駛模擬器中,形成軟件或硬件在環(huán)試驗(yàn)平臺(tái),無疑為各種算法的對(duì)比、驗(yàn)證和分析提供了良好的試驗(yàn)條件。相比于其他單純的軟件仿真,該方法還能為乘員提供逼真的駕駛乘坐體驗(yàn)。關(guān)于智能汽車功能的前期開發(fā)與駕駛模擬器的結(jié)合,國(guó)外已經(jīng)進(jìn)行了一些有意義的嘗試[4-5],而且研究?jī)?nèi)容正擴(kuò)展到用于模擬器的各類智能汽車的傳感器建模、智能汽車參與的交通仿真、智能汽車的介入對(duì)人的駕駛行為習(xí)慣的影響等方面[6-8]。與之相比,目前國(guó)內(nèi)在這方面的研究與應(yīng)用還正在起步階段,已經(jīng)出現(xiàn)了一些系統(tǒng)架構(gòu)類似于駕駛模擬器的智能汽車仿真驗(yàn)證平臺(tái)[9-10],但在仿真過程中受到所采用的環(huán)境感知方法的限制,這些平臺(tái)大都還只能完成針對(duì)某一特定功能的仿真驗(yàn)證。

      在應(yīng)用駕駛模擬器進(jìn)行智能汽車相關(guān)的研究時(shí),一個(gè)亟待解決的重要問題就是如何處理智能汽車的環(huán)境感知過程。該過程須全面地感知周圍信息,有時(shí)還須體現(xiàn)傳感器的感知范圍、檢測(cè)誤差等物理特性,這無疑要進(jìn)行大量精確的計(jì)算;然而,由于駕駛模擬器的計(jì)算是實(shí)時(shí)進(jìn)行的,這就要求環(huán)境感知算法的計(jì)算效率對(duì)整個(gè)駕駛模擬器系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性不造成影響。

      針對(duì)上述情況,本文中提出了一套應(yīng)用于駕駛模擬器的智能汽車仿真環(huán)境感知功能實(shí)現(xiàn)方法,該方法既能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬器虛擬交通場(chǎng)景中各類信息的全面和實(shí)時(shí)探測(cè),又能在一定程度上反映傳感器的檢測(cè)范圍和檢測(cè)誤差特性,從而為智能汽車仿真的環(huán)境感知實(shí)現(xiàn)提供一個(gè)新的思路,為應(yīng)用駕駛模擬器實(shí)現(xiàn)智能汽車算法開發(fā)、驗(yàn)證和評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。

      本文中首先分析國(guó)內(nèi)外智能汽車仿真過程中用到的環(huán)境感知功能實(shí)現(xiàn)方法;在此基礎(chǔ)上,針對(duì)駕駛模擬器的特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有方法進(jìn)行了改進(jìn),并對(duì)所需關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析;最后結(jié)合模擬器試驗(yàn)結(jié)果,給出對(duì)該方法實(shí)現(xiàn)效果的分析和結(jié)論。

      1 智能汽車仿真中的環(huán)境感知環(huán)節(jié)功能分析

      目前進(jìn)行智能汽車算法仿真驗(yàn)證的思路一般有基于駕駛模擬器的仿真驗(yàn)證、完全基于計(jì)算機(jī)仿真的軟件驗(yàn)證和基于硬件在環(huán)技術(shù)的專用仿真平臺(tái)驗(yàn)證3種,如表1所示。

      表1 智能汽車仿真驗(yàn)證的環(huán)境感知功能實(shí)現(xiàn)方案對(duì)比

      基于駕駛模擬器的仿真驗(yàn)證,其環(huán)境感知功能主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法。一種是建立能為環(huán)境感知提供數(shù)據(jù)支持的虛擬交通場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù),然后在仿真過程中根據(jù)智能車輛的位置提取數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容,為智能車輛決策算法或傳感器識(shí)別算法提供數(shù)據(jù)支持[11-12]。目前采用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義方法,大都是以道路中心線或一側(cè)道路邊界作為數(shù)據(jù)入口,根據(jù)車輛與它們的相對(duì)位置,提取所需要的周圍信息。如文獻(xiàn)[13]中,將道路分段離散化,并根據(jù)車體相對(duì)道路基準(zhǔn)線側(cè)向距離計(jì)算車道標(biāo)線,但并未對(duì)車道寬度和數(shù)目發(fā)生變化的過渡路段進(jìn)行詳細(xì)的描述。而且文獻(xiàn)[14]中指出,因?yàn)閷⑦B續(xù)道路離散化,定位過程有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一個(gè)位置點(diǎn)對(duì)應(yīng)多段道路中心線的情況,這些都會(huì)導(dǎo)致感知信息的不準(zhǔn)確。另一種是直接在車上安裝車載攝像頭,通過拍攝投影屏幕直接獲取視覺傳感的原始信息[15],這對(duì)圖形計(jì)算和成像系統(tǒng)的性能要求非常高,該方法因?yàn)檫€須考慮坐標(biāo)變換和圖像失真的問題[9],所以在駕駛模擬器上的應(yīng)用較少。而且,對(duì)于傳感器識(shí)別算法的驗(yàn)證,因?yàn)樗峁┑脑紨?shù)據(jù)與真實(shí)環(huán)境的采集數(shù)據(jù)差別較大,所以并不能準(zhǔn)確反映識(shí)別算法的優(yōu)劣。

      完全應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真的軟件驗(yàn)證,基本上采用了與第一種駕駛模擬器驗(yàn)證的環(huán)境感知實(shí)現(xiàn)方案一致的方法。其中像PreScan[16]和Pro-SiVIC[17]這種商業(yè)軟件,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在非實(shí)時(shí)條件下考慮各類傳感器物理實(shí)現(xiàn)過程的仿真,但由于駕駛模擬器屬于實(shí)時(shí)運(yùn)行平臺(tái),所以該方法仍無法滿足駕駛模擬器的使用需求;而且它們大都只能在較小的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行單一工況的仿真。

      基于硬件在環(huán)技術(shù)的專用仿真驗(yàn)證平臺(tái),大都是針對(duì)某一具體的驗(yàn)證功能進(jìn)行開發(fā)的,除了可以采用模擬器驗(yàn)證平臺(tái)的環(huán)境感知實(shí)現(xiàn)方案外,還可以根據(jù)驗(yàn)證功能的需要,提前進(jìn)行大量的真實(shí)道路實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)[18]或者為傳感器專門制作被檢測(cè)實(shí)物模型。如文獻(xiàn)[19]中為了實(shí)現(xiàn)對(duì)列車算法的驗(yàn)證,專門開發(fā)了實(shí)物模型及其運(yùn)動(dòng)控制策略。這種方法雖然能夠真實(shí)模擬傳感器原始數(shù)據(jù)采集過程,但是開發(fā)工作量大,且平臺(tái)的通用性不強(qiáng),對(duì)于各類智能汽車的前期開發(fā)來說,顯然從經(jīng)濟(jì)性和效率方面來講都不是最理想的。

      從以上的分析可以看出,通過仿真的方法,還較難實(shí)時(shí)地實(shí)現(xiàn)對(duì)各類傳感器原始采集數(shù)據(jù)過程的準(zhǔn)確模擬,而且對(duì)于各種智能汽車功能開發(fā)前期的算法仿真驗(yàn)證過程來說,更重要的是提供控制算法所需要的各類環(huán)境信息,而不是檢驗(yàn)各類傳感器識(shí)別算法。綜合上述情況,本文中提出了一套主要應(yīng)用于駕駛模擬器的智能汽車仿真環(huán)境感知功能的實(shí)現(xiàn)方法,其基本思路如圖1所示。該方法并不考慮傳感器工作原理,直接提供識(shí)別后的各類交通環(huán)境信息,但是卻能體現(xiàn)出傳感器的感知范圍、檢測(cè)誤差等物理特性。

      現(xiàn)有的感知過程大都是通過建立數(shù)據(jù)庫(kù)再根據(jù)車輛位置從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取信息實(shí)現(xiàn)的,如圖1中點(diǎn)劃線框所示,本文中的基本思路與之類似,但提出了分類、分層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義和存儲(chǔ)方法,使其既能夠表達(dá)復(fù)雜的道路交通環(huán)境,又方便修改;而且所采用的分層次感知信息提取方法,能夠體現(xiàn)出不同傳感器的感知范圍和感知信息的不同,并能在一定程度上體現(xiàn)出對(duì)環(huán)境信息的檢測(cè)誤差。同時(shí),該方法計(jì)算效率高,不但能在駕駛模擬器的高性能計(jì)算機(jī)上完成實(shí)時(shí)運(yùn)算,也同樣適用于在普通PC機(jī)上進(jìn)行單純的軟件仿真。

      2 駕駛模擬器虛擬場(chǎng)景的感知信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

      本文中提出的分類定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分層存儲(chǔ)信息的方法將虛擬場(chǎng)景中的每一個(gè)幾何實(shí)體(一段車道標(biāo)線或者一個(gè)障礙物等)作為基本的數(shù)據(jù)單元,根據(jù)其不同的分類,為其賦予不同層次的信息,并且只須采用簡(jiǎn)單的數(shù)組和結(jié)構(gòu)體即可實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的管理和抽取[20]。

      2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分類

      通過分析目前常用智能汽車控制算法對(duì)環(huán)境信息的需求,確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所需的信息分類。如圖2所示,數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)并能夠提供的信息包含可行駛區(qū)域、道路結(jié)構(gòu)化、交通誘導(dǎo)和障礙物4類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其中,可行駛區(qū)域信息,包括了車輛可以行駛的道路信息,如城鄉(xiāng)道路和廣場(chǎng)等;道路結(jié)構(gòu)化信息,專指鋪畫在道路上的車道標(biāo)線;交通誘導(dǎo)信息,是指道路周邊或鋪畫在道路表面的交通標(biāo)志;障礙物,是指具有一定的幾何尺寸,并占據(jù)了物理位置,而導(dǎo)致車輛無法從該位置駛過的物體。另外,對(duì)于有些交通誘導(dǎo)信息,因?yàn)轫毟郊釉趲缀螌?shí)體上,所以也會(huì)形成車輛行駛過程中的障礙。圖中央的圓形灰色區(qū)域,表示了車輛的探測(cè)范圍。

      2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分層

      各類信息的存儲(chǔ)內(nèi)容分為3層:幾何層、物理層和邏輯層。其中,幾何層描述了元素的幾何輪廓與位置;物理層描述了元素所具有的物理屬性(比如表面材質(zhì)等);邏輯層描述了元素所表達(dá)含義(比如交通標(biāo)志的含義)。這樣,數(shù)據(jù)庫(kù)中每類信息的每一個(gè)元素都由1~3層信息來描述。對(duì)各類信息所對(duì)應(yīng)各層數(shù)據(jù)內(nèi)容的匯總?cè)绫?所示,表中標(biāo)記星號(hào)的內(nèi)容表示該內(nèi)容不是必須具備的。

      表2 各類信息所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分層

      3 環(huán)境感知信息的提取過程

      本文中提出的環(huán)境感知信息提取過程分為兩層。如圖3所示,下層感知過程應(yīng)用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的碰撞檢測(cè)算法,負(fù)責(zé)提取感知范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)元素;上層模型負(fù)責(zé)根據(jù)傳感器特點(diǎn)在數(shù)據(jù)庫(kù)中提取元素的不同層次信息,并將其轉(zhuǎn)換成所需的數(shù)據(jù)格式,需要的話,還可為感知結(jié)果加入適當(dāng)?shù)脑肼?,以體現(xiàn)檢測(cè)誤差。該方法主要解決了3個(gè)問題:一是由于所提出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不再基于道路中心線,所以信息提取方法也必須有所創(chuàng)新;二是碰撞檢測(cè)算法計(jì)算準(zhǔn)確,保證了對(duì)周圍信息的準(zhǔn)確提??;三是利用簡(jiǎn)單的方法體現(xiàn)了復(fù)雜的物理檢測(cè)誤差。

      3.1 下層感知過程

      碰撞檢測(cè)算法雖然在虛擬現(xiàn)實(shí)和游戲制作等方面有著廣泛且成熟的應(yīng)用,卻未被引入駕駛模擬器的智能汽車環(huán)境感知算法中。為此,本文中引入了碰撞檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)下層感知模型,如圖4所示。首先將已建立的表示所需感知信息數(shù)據(jù)庫(kù)中的元素轉(zhuǎn)換成碰撞檢測(cè)算法能夠處理的碰撞檢測(cè)對(duì)象;同時(shí),環(huán)境感知范圍也用相應(yīng)的碰撞檢測(cè)對(duì)象表示。根據(jù)車輛位姿變化,應(yīng)用層次包圍盒算法計(jì)算上述碰撞檢測(cè)對(duì)象之間相交的部分[21],并確定其所屬的感知信息數(shù)據(jù)庫(kù)元素。因?yàn)椴捎昧朔诸惖男畔⒋鎯?chǔ)方式,在進(jìn)行碰撞檢測(cè)計(jì)算時(shí),只須將需要感知的信息類別建立碰撞檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行相交測(cè)試,不必像傳統(tǒng)的信息提取方法一樣對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容進(jìn)行搜索。

      考慮到進(jìn)行仿真的駕駛模擬器場(chǎng)景可能會(huì)非常大,導(dǎo)致碰撞檢測(cè)對(duì)象占用內(nèi)存空間太大,雖然碰撞檢測(cè)算法已經(jīng)較為成熟,但過大的內(nèi)存占用還是會(huì)對(duì)計(jì)算效率造成影響[22-23]。在完整的二叉樹包圍盒中,每個(gè)葉節(jié)點(diǎn)都只包含一個(gè)幾何基元,包含該幾何基元的包圍盒也是如此。如圖5(a)所示,在檢測(cè)兩葉節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生碰撞時(shí),首先要對(duì)幾何基元的包圍盒進(jìn)行碰撞檢測(cè),如果相交才進(jìn)一步對(duì)幾何基元進(jìn)行碰撞檢測(cè)。然而實(shí)際上,不進(jìn)行包圍盒的碰撞檢測(cè)也是完全可以的,如圖5(b)所示。所以本文中省略了對(duì)幾何基元構(gòu)建包圍盒的過程,這樣既節(jié)省了內(nèi)存開銷,也降低了計(jì)算開銷。此時(shí)的計(jì)算開銷公式[23]為

      T=NV×CV+NP×CP+NPV×CPV

      (1)

      式中:T為總的碰撞檢測(cè)計(jì)算開銷;NV為包圍盒進(jìn)行碰撞檢測(cè)的次數(shù);CV為包圍盒之間進(jìn)行碰撞檢測(cè)的開銷;NP為幾何基元進(jìn)行碰撞檢測(cè)的次數(shù);CP為幾何基元之間進(jìn)行碰撞檢測(cè)的開銷;NPV為包圍盒與幾何基元之間的碰撞檢測(cè)次數(shù);CPV為包圍盒與幾何基元之間進(jìn)行碰撞檢測(cè)的開銷。

      3.2 上層感知過程

      上層感知過程的主要任務(wù)是根據(jù)不同的傳感器特點(diǎn),從被檢測(cè)到的元素中提取不同層次的信息。對(duì)于雷達(dá)傳感器來說,當(dāng)下層感知模型檢測(cè)到一個(gè)交通樁出現(xiàn)在感知范圍內(nèi)時(shí),雷達(dá)傳感器只提取其物理層和幾何層的信息,而不提取其邏輯層信息。同時(shí),為了體現(xiàn)出真實(shí)傳感器檢測(cè)結(jié)果的誤差和隨機(jī)性,在檢測(cè)結(jié)果中加入適當(dāng)?shù)母咚拱自肼暋H缭谳敵鰴z測(cè)到的車道標(biāo)線點(diǎn)時(shí),距離車體較近的點(diǎn)不引入誤差;超出一定距離后,為每一個(gè)車道標(biāo)線點(diǎn)引入誤差時(shí),首先產(chǎn)生服從正態(tài)分布的[0,1]區(qū)間隨機(jī)數(shù),并根據(jù)該點(diǎn)距離車體的遠(yuǎn)近,為隨機(jī)數(shù)乘以相應(yīng)的倍數(shù),距離車體越遠(yuǎn),乘以的倍數(shù)越大。這樣,就能體現(xiàn)出距離車體越遠(yuǎn),檢測(cè)誤差越大的效果。

      4 試驗(yàn)驗(yàn)證與分析

      將本文中提出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義與存儲(chǔ)和信息提取兩部分內(nèi)容封裝成動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù),其中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義與存儲(chǔ)在模擬器仿真前離線完成,信息提取部分根據(jù)感知信息內(nèi)容配置,在仿真過程中對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行提取。如圖6所示,試驗(yàn)對(duì)車輛前方50m、30°范圍內(nèi)的車道標(biāo)線信息和交通標(biāo)志信息進(jìn)行檢測(cè)。

      由駕駛員駕駛仿真車輛進(jìn)行了40km的模擬器道路試驗(yàn),在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上開辟一個(gè)顯示窗口,用來顯示車體前方的圖像,并用綠色線對(duì)感知到的車道標(biāo)線、交通標(biāo)志牌和斑馬線進(jìn)行繪制。

      4.1 與傳統(tǒng)方法的對(duì)比

      針對(duì)文獻(xiàn)[13]和文獻(xiàn)[15]中的不足,專門在模擬器場(chǎng)景中設(shè)置了變車道路段,并應(yīng)用本文中提出的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)和檢測(cè)。本文方法的車道標(biāo)線檢測(cè)結(jié)果如圖7所示。該方法能夠?qū)Φ缆窋?shù)目和寬度發(fā)生變化的過渡路段等復(fù)雜情況進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)和連續(xù)地檢測(cè),并且在40km的模擬器道路試驗(yàn)中從未出現(xiàn)因?yàn)槎ㄎ凰惴ǘ嘟舛鴮?dǎo)致檢測(cè)信息提取錯(cuò)誤的情況。

      4.2 引入噪聲效果

      正常直路行駛時(shí)的車道標(biāo)線檢測(cè)結(jié)果如圖8所示,圖9為彎路行駛時(shí),檢測(cè)到車道標(biāo)線和交通標(biāo)志牌的情況。由圖可見:在加入噪聲后,能較好地模擬由于傳感器物理特點(diǎn)或者識(shí)別算法而帶來的誤差,在真人駕駛時(shí),能夠看到距離車體較遠(yuǎn)位置的車道標(biāo)線檢測(cè)結(jié)果誤差會(huì)增加,并且會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)到斑馬線、交通標(biāo)志牌的位置輪廓、大小不斷變化的情況。

      5 結(jié)論

      針對(duì)已有駕駛模擬器智能汽車仿真中環(huán)境感知過程(建立數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)車輛位置提取所需信息)的不足,提出了分類定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分層存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)庫(kù)建立方法,并將碰撞檢測(cè)算法引入到信息提取過程中,實(shí)現(xiàn)了分層的信息提取過程。通過試驗(yàn)分析,得出如下結(jié)論。

      (1) 采用分類、分層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義和存儲(chǔ)方法,能夠全面地存儲(chǔ)虛擬交通環(huán)境信息。

      (2) 引入的碰撞檢測(cè)算法能夠高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行相交檢測(cè)計(jì)算,從而實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛周圍被感知元素的提取。

      (3) 在上層感知過程中適當(dāng)?shù)匾朐肼?,使本文中提出的環(huán)境感知實(shí)現(xiàn)方法既能滿足駕駛模擬器的實(shí)時(shí)計(jì)算需求,又能體現(xiàn)出由傳感器的物理特性和識(shí)別算法所帶來的感知誤差,從而為基于模擬器的智能汽車仿真算法驗(yàn)證提供更加真實(shí)的試驗(yàn)條件。

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      A Research on the Environmental Perception Method in IntelligentVehicle Simulation Based on Layered Information Database

      Guan Xin, Hong Feng, Jia Xin, Zhang Yonghe & Bao Han

      JilinUniversity,StateKeyLaboratoryofAutomotiveSimulationandControl,Changchun130022

      In view of the inadequacy of the most commonly used way of environmental perception in current intelligent vehicle simulation, i.e. database setup and dynamic information update and extraction, a definition and storage method of classified and hierarchical data structure is proposed, which can not only describe complex road condition, but is also easy to modify. On this basis, a collision detection algorithm is introduced into the extraction process of dynamic information to realize the extraction of layered perception information. A perception test of lane markings and traffic signs is conducted on driving simulator with a result showing that the method proposed can fulfill thorough and reliable detection on environment information in real time with the detection error of real sensor given.

      driving simulator; intelligent vehicle simulation; environmental perception; database; collision detection

      *教育部長(zhǎng)江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃(IRT0626)資助。

      原稿收到日期為2014年4月11日,修改稿收到日期為2014年7月3日。

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