用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件。


背景技术：

2.现有的自动行驶设备，如自动驾驶车辆、机器人、潜航器等，其感知系统主要为非接触式传器，如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、声纳雷达等。而这些非接触式的传感器由于探测范围和视野的限制存在近距离盲区；并且目标识别算法也不是完全可靠，难免存在误识别和漏识别情况，从而导致近距感知不准确或误检虚警。从而发生碰撞或导致设备急刹的操作，影响乘坐舒适性。
3.而在一些特定场景中，对车辆近距离范围感知准确性是有较高的要求。例如，行人密集的公园中，车辆行驶需要精确判断车辆与行人的空间关系，以避免碰撞行人；在胡同、限宽门等狭窄场景下，车辆还需要准确判断车辆是否能安全通过。
4.因此，如何提高车辆近距感知的准确性，是我们目前需要解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件，以提高车辆对车身周边近距物体感知准确度。
6.依据本发明的第一个方面，提供了一种用于自动驾驶的近距感知方法，包括：
7.获取车辆速度；
8.若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；
9.获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；
10.将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。
11.可选的，所述将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制，包括：
12.若所述近距感知装置测量的压力值大于第二阈值，则判断车辆行驶速度是否为0；
13.当车辆速度不为0时，若装置位置位于车辆侧面或位于车辆行进方向侧，控制车辆紧急刹车；否则控制车辆非紧急刹车；
14.当车辆速度为0时，则暂停启动，保持车辆静止。
15.可选的，所述方法还包括：
16.若所述车辆速度大于等于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体收起。
17.可选的，所述方法还包括：
18.在所述触体展开时，控制所述触体向车辆外部喷射气流，所述气流从所述触体内的通气管喷出；
19.在所述触体收起时，所述触体停止向车辆外部喷射气流。
20.依据本发明的第二个方面，提供一种用于自动驾驶的近距感知装置，安装于车辆外部车身上，适用于前述的用于自动驾驶的近距感知方法，所述装置包括：
21.基座、安装在所述基座上囊体、触体；
22.所述触体头端嵌入所述囊体，尾端伸出所述囊体；所述囊体为凹槽结构，所述囊体在所述触体头端嵌入的位置设有多组压力传感器，用于测量所述触体受到的压力值；
23.所述触体在所述车辆速度小于第一阈值，所述触体展开，用于测量与近距障碍物接触所产生的压力值。
24.可选的，所述触体的尾端为柔性材料制作。
25.可选的，所述触体内设有通气管，所述通气管与外界气泵连通，用于在所述触体展开时，向车身外部喷射气流。
26.可选的，所述装置还包括立毛杆；所述囊体与基座通过定轴转动连接；所述囊体与立毛杆通过动轴连接，拉动立毛杆以控制所述囊体与所述触体展开或收起。
27.依据本发明的第三个方面，提供了一种量宽须部件，包括多个前述的用于自动驾驶的近距感知装置；所述多个近距感知装置分别安装在车辆的预设位置，所述预设位置包括车身侧面预设位置、车身顶部预设位置、车身前部预设位置以及车身尾部预设位置。
28.依据本发明的第四个方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述的用于自动驾驶的近距感知方法。
29.本说明书实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：
30.本说明书实施例提供的一种用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件，通过获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。如此，可提高车辆对车身周边近距物体感知准确度，以便对车辆行驶做出更精准的控制，另一方面，通过触体接触障碍物，可以提高行驶安全，也可以保障行人安全。
31.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。
33.在附图中：
34.图1示出了本发明实施例中的一种电子设备的示意图。
35.图2示出了本发明实施例中的一种用于自动驾驶的近距感知方法的流程图。
36.图3示出了本发明实施例中的另一种近距感知装置的示意图。
37.图4示出了本发明实施例中的一种触体收起状态图。
processing unit，gpu)、物理处理单元(physics processing unit，ppu)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)、控制器、微控制器单元、简化指令集计算机(reducedinstruction set computing，risc)或微处理器等，或其任意组合。
50.为了便于说明，在电子设备100中仅描述了一个处理器。然而，应当注意，本实施例中的电子设备100还可以包括多个处理器，因此本实施例中描述的一个处理器执行的步骤也可以由多个处理器联合执行或单独执行。例如，若服务器的处理器执行步骤a和步骤b，则应该理解，步骤a和步骤b也可以由两个不同的处理器共同执行或者在一个处理器中单独执行。例如，处理器执行步骤a，第二处理器执行步骤b，或者处理器和第二处理器共同执行步骤a和b。
51.本实施例中，存储器20用于存储程序，处理器30用于在接收到执行指令后，执行程序。本实施例任一实施方式所揭示的流程定义的方法可以应用于处理器30中，或者由处理器30实现。
52.通信单元40用于通过网络建立电子设备100与其他设备之间的通信连接，并用于通过网络收发数据。
53.在一些实施方式中，网络可以是任何类型的有线或者无线网络，或者是他们的结合。仅作为示例，网络可以包括有线网络、无线网络、光纤网络、远程通信网络、内联网、因特网、局域网(local area network，lan)、广域网(wide area network，wan)、无线局域网(wireless local area networks，wlan)、城域网(metropolitan area network，man)、广域网(wide area network，wan)、公共电话交换网(public switched telephone network，pstn)、蓝牙网络、zigbee网络、或近场通信(near field communication，nfc)网络等，或其任意组合。
54.在本实施例中，电子设备100可以是车辆控制器、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，umpc)等，本实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。在下文中，本实施例以电子设备为车辆控制器进行举例说明。
55.基于图1的实现架构，本实施例提供一种用于自动驾驶的近距感知方法，通过模仿生物毛发、触角，感应车辆与外界环境的物理接触，提高自动驾驶车辆对车辆周边近距离范围感知的准确性，同时提高自动驾驶的安全性和舒适性。该方法由车辆控制器执行，结合图2所示，该用于自动驾驶的近距感知方法包括步骤101至步骤104：
56.步骤101：获取车辆速度；
57.本方法适用于自动驾驶的车辆。车辆上一般装设有许多传统的感知传感器，例如，摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达、声纳雷达等。这些感知传感器用于探测视野范围内是否存在障碍物，并将探测信息发送给车辆控制器。
58.车辆在行驶时，车辆控制器会周期性的获取车辆速度，这里的车辆速度是指车辆行驶的实时速度。
59.步骤102：若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；
60.在获取车辆速度以及感知传感器发送的探测信息后，需要对车辆速度以及探测信息进行分析处理。具体的说，将车辆速度与第一阈值进行比较。需要说明的是，第一阈值是
预设数值，例如，10或12。第一阈值用于判断车辆当前行驶的快慢。若车辆速度小于第一阈值，则说明车辆当前处于低速行驶，反之，则说明车辆是中速或高速行驶。
61.当车辆速度小于第一阈值时，需要展开触体，使车辆可以准确地探测到近距离碰撞，及时刹停车辆，避免危险。例如通过拥挤的街道，窄小的胡同、火车轨道下的桥洞等场景下，车辆不可避免的要与静止障碍物或移动障碍物挨的很近，而车辆也不能一直停止行驶，需要与障碍物贴近行驶才能通过。而这些场景下传统传感知方案由于传感器盲区、精度等限制难以解决。
62.相反，若车辆速度大于等于第一阈值，则说明车辆处于中、高速行驶状态，此时主要依赖中、远距离感知，可以控制近距感知装置的触体收起。收起触体，一方面可以减小风阻，另一方面也防止触体受到损伤。
63.另外，在触体展开时，还可以控制触体向车辆外部喷射气流，气流从触体内的通气管喷出；在触体收起时，触体停止向车辆外部喷射气流。
64.需要说明的是，触体为中空结构，内设通气管，通气管与基座通气管相通，并与外接气泵连通。当触体展开时，可通过通气管喷射一定强度的气流，既能给予靠近的人员或动物触觉提示，避免与车辆造成碰触导致车辆刹停；同时又不对周边生命体造成危险。当触体收起时，则停止喷射气流。
65.步骤103：获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；
66.需要说明的是，近距感知装置包括基座、囊体以及触体，囊体为凹槽结构，触体头端嵌入囊体，尾端伸出囊体。囊体在触体头端嵌入的位置设有多组压力传感器，用于测量触体受到的压力值。测量的压力值会发送到车辆控制器。
67.近距感知装置安装于车辆外部车身上，车身上可以安装多个近距感知装置。近距感知装置通过基座固定在车身上，基座可通过磁吸、胶粘等方式环绕固定到车身，便于安装和拆除。
68.需要说明的是，基座固定在车身的预设位置上，例如车身侧面预设位置、车身顶部预设位置、车身前部预设位置以及车身尾部预设位置等。这些近距感知装置构成量宽须部件，共同对车身周围近距环境进行感知。例如，设置在车身顶部预设位置的近距感知装置，可以在限高的使用场景中进行近距感知，以保证车辆安全通过限高桥洞或者限高杆等；设置在车身尾部预设位置的近距感知装置，可以在被动碰撞的使用场景中进行近距感知，常见的被动碰撞包括：汽车追尾、电瓶车后方剐蹭等；设置在车身前部或侧面预设位置的近距感知装置，可以在主动碰撞的使用场景中进行近距感知，例如在行驶中碰撞前方车辆、障碍物、行人等。
69.需要说明的是，每个近距感知装置相对车身的装置位置都是已知的。例如，在车身左侧前车门预设位置a处安装近距感知装置1；在车身右侧前车门预设位置b处安装近距感知装置2；以车身后轮轮轴线的中点为原点，建立车身坐标系，测量预设位置a以及预设位置b在车身坐标系上的位置，将近距感知装置1与预设位置a绑定，近距感知装置2与预设位置b绑定，即可实现近距感知装置1、近距感知装置2的标定，即能够实现近距感知装置测量的受力矢量转换到车身坐标系中。
70.在本实施例中，近距感知装置在压力测量前，滤除重力及触体与囊体的正常挤压
力，即在车辆水平静止且没有障碍物触碰时将各压力传感器数值标定为0。若测得车身坐标系下某近距传感装置受到压力为f＝(f
x
,fy,fz)，则其受力大小为
71.步骤104：将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。
72.根据每个近距感知装置发送的压力值，再结合该近距感知装置相对车身的装置位置，可以确定出车身的受力大小以及受力位置。需要说明的是，第二阈值是预设数值，例如，第二阈值取20或25。第二阈值是基于车身受力而判断是否碰触障碍物的阈值。将压力值与第二阈值进行比较，比较结果有两种，基于不同的比较结果，结合近距感知装置相对车身的装置位置，以对车辆做出相应的控制。例如，控制车辆继续行驶或紧急刹车或非紧急刹车(即正常刹车)。需要说明的是，紧急刹车是指以最大刹车力度刹停车辆。正常刹车是以适当刹车力度将车辆刹停。在实际控制中，选择何种方式需要参考以下情况：
73.若近距感知装置测量的压力值大于第二阈值，则判断车辆行驶速度是否为0；
74.当车辆速度不为0时，若装置位置位于车辆侧面或位于车辆行进方向侧，控制车辆紧急刹车；否则控制车辆非紧急刹车；
75.当车辆速度为0时，则暂停启动，保持车辆静止。
76.若近距感知装置的压力值大于第二阈值，则说明车辆碰触到障碍物，此时需要判断车辆行驶状态和所述近距感知装置相对车身的装置位置，车辆行驶状态可以通过车辆速度来确定，即当车辆行驶速度不为0时，车辆为运动状态；当车辆行驶速度为0时，车辆为静止状态。具体地说：
77.当车辆行驶速度不为0时，若装置位置位于车辆侧面或位于车辆行进方向侧，控制车辆紧急刹车；否则控制车辆非紧急刹车；
78.当车辆行驶速度为0时，则暂停启动，保持车辆静止。
79.若近距感知装置的压力值小于等于第二阈值，则说明车辆没有碰触到障碍物，可以继续行驶。
80.需要解释的是，车辆行进方向可以是向着车头的方向行驶，也就是说，档位为d档；车辆行进方向也可以是向着车尾的方向行驶，例如倒车，档位为r档。如果近距感知装置测量的压力值大于第二阈值，且车辆速度不为0，那不管是正向行驶还是倒车，只要装置位置位于车辆侧面或与车辆行进方向相同，都需要紧急刹车，即以最短的时间刹停车辆。
81.概括的说，本说明书实施例提供的一种用于自动驾驶的近距感知方法，通过获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，且所述探测信息包括近距障碍信号，则控制所述近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。如此，可提高车辆对车身周边近距物体感知准确度，以便对车辆行驶做出更精准的控制，另一方面，通过触体接触障碍物，可以提高行驶安全，也可以保障行人安全。
82.基于同一发明构思，结合图3、图4、图5所示，本实施例还提供一种用于自动驾驶的近距感知装置，安装于车辆外部车身上，适用于前述的用于自动驾驶的近距感知方法，装置包括：
83.基座、安装在基座上囊体、触体；
84.触体头端嵌入囊体，尾端伸出囊体；囊体为凹槽结构，囊体在触体头端嵌入的位置设有多组压力传感器，用于测量触体受到的压力值。例如，在触体底部设置一组传感器可测量触须被按压的力量；设置三组正交排列的压力传感器，可测量三轴压力的数值，并可通过力的合成计算得到触体传达的压力矢量。传感器的数量和设置方式可按具体应用需求来定。
85.触体在车辆速度小于第一阈值时展开，用于测量与近距障碍物接触所产生的压力值。
86.其中，基座相当于皮肤，用于为囊体和触体提供依附。而触体类似毛发结构，触体为头端较硬，尾端较软，可通过使用软硬不同材料组合。或者，从触体头端到触体尾端，使触体的直径逐渐减小，即呈现出头粗尾尖形式。当有物体触碰到触体头端较硬部分时，触体受力传导至压力传感器陈列，根据受力点在相对车身的位置、受力的大小和方向来控制车辆行驶。触体尾端为柔性材料制作，柔软结构可保护周围人员和物品，并通过轻微触碰提示人员避让车辆。
87.值得一提的是，触体内设有通气管，通气管与外界气泵连通，用于在触体展开时，向车身外部喷射气流，给予靠近的人员或动物触觉提示，防止危险。并且，触体磨损时可单独更换，使用方便且节约成本。
88.可选的，装置还包括立毛杆；囊体与基座通过定轴转动连接；囊体与立毛杆通过动轴连接，拉动立毛杆以控制囊体与触体展开或收起。这样可实现在静止和低速行驶时展开触体进行探测，在中高速行驶时可收起触体以减小风阻并防止树枝等刮损及误触。
89.在一种可选的实施方式中，近距感知装置可以单独使用，也可以多个连接成条带状安装在车身上。条带内各近距感知装置的通气管相通，通过外接的气泵可给整条条带的触体供气。立毛杆与各囊体动轴相连，可同时控制所有触体展开与收起。
90.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的用于自动驾驶的近距感知装置的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
91.概括的说，本说明书实施例提供的一种用于自动驾驶的近距感知装置，通过获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。如此，可提高车辆对车身周边近距物体感知准确度，以便对车辆行驶做出更精准的控制，另一方面，通过触体接触障碍物，可以提高行驶安全，也可以保障行人安全。
92.基于同一发明构思，结合图6所示，本实施例还提供了一种量宽须部件，包括多个前述的用于自动驾驶的近距感知装置；多个近距感知装置分别安装在车辆的预设位置，预设位置包括车身侧面预设位置、车身顶部预设位置、车身前部预设位置以及车身尾部预设位置。
93.需要说明的是，量宽须部件适尤其适用于一些窄小、限高的场景，例如火车轨道下面的桥洞、胡同、拥挤的街道等。
94.车身两侧的触体完全伸出后，略宽于车身，例如，触体长度在5-10cm。量宽须部件
可在一定范围申缩，即触体长度可伸缩。当通过窄小过道时，触体展开，辅助测量过道宽度确保车辆可以通过；触体在收起后，可以减小风阻，防止刮到车外物体。
95.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的量宽须部件的具体工作过程，可以参考前述方法、装置中的对应过程，在此不再过多赘述。
96.概括的说，本说明书实施例提供的一种用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件，通过获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。如此，可提高车辆对车身周边近距物体感知准确度，以便对车辆行驶做出更精准的控制，另一方面，通过触体接触障碍物，可以提高行驶安全，也可以保障行人安全。
97.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，由于为描述的方便和简洁，上述描述的可读存储介质的具体工作过程，可以参考前述方法中的对应过程，在此不再过多赘述。
98.以上，仅为本发明的各种实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种用于自动驾驶的近距感知方法，其特征在于，包括：获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，则控制近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置测量的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的近距感知方法，其特征在于，所述将所述近距感知装置测量的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制，包括：若所述近距感知装置测量的压力值大于第二阈值，则判断车辆行驶速度是否为0；当车辆速度不为0时，若装置位置位于车辆侧面或位于车辆行进方向侧，控制车辆紧急刹车；否则控制车辆非紧急刹车；当车辆速度为0时，则暂停启动，保持车辆静止。3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的近距感知方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述车辆速度大于等于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体收起。4.根据权利要求3所述的用于自动驾驶的近距感知方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述触体展开时，控制所述触体向车辆外部喷射气流，所述气流从所述触体内的通气管喷出；在所述触体收起时，所述触体停止向车辆外部喷射气流。5.一种用于自动驾驶的近距感知装置，安装于车辆外部车身上，其特征在于，适用于如权利要求1-4所述的用于自动驾驶的近距感知方法，所述装置包括：基座、安装在所述基座上的囊体以及触体；所述触体头端嵌入所述囊体，尾端伸出所述囊体；所述囊体为凹槽结构，所述囊体在所述触体头端嵌入的位置设有多组压力传感器，用于测量所述触体受到的压力值；所述触体在所述车辆速度小于第一阈值时展开。6.根据权利要求5所述的用于自动驾驶的近距感知装置，其特征在于，所述触体的尾端为柔性材料制作。7.根据权利要求5所述的用于自动驾驶的近距感知装置，其特征在于，所述触体内设有通气管，所述通气管与外界气泵连通，用于在所述触体展开时，向车辆外部喷射气流。8.根据权利要求5所述的用于自动驾驶的近距感知装置，其特征在于，所述装置还包括立毛杆；所述囊体与基座通过定轴转动连接；所述囊体与立毛杆通过动轴连接，拉动立毛杆以控制所述囊体与所述触体展开或收起。9.一种量宽须部件，其特征在于，包括多个如权利要求5-8任意一项所述的用于自动驾驶的近距感知装置；所述多个近距感知装置分别安装在车辆的预设位置，所述预设位置包括车身侧面预设位置、车身顶部预设位置、车身前部预设位置以及车身尾部预设位置。10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储
器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-4中任一所述的用于自动驾驶的近距感知方法。

技术总结
本发明公开一种用于自动驾驶的近距感知方法、装置及量宽须部件，通过获取车辆速度；若所述车辆速度小于第一阈值，则控制所述近距感知装置的触体展开；获取近距感知装置测量的压力值以及近距感知装置相对车身的装置位置；将所述近距感知装置的压力值与第二阈值进行比较，并根据比较结果以及所述近距感知装置相对车身的装置位置，对车辆进行控制。如此，可提高车辆对车身周边近距物体感知准确度，以便对车辆行驶做出更精准的控制，另一方面，通过触体接触障碍物，可以提高行驶安全，也可以保障行人安全。人安全。人安全。


技术研发人员：司若辰 杨文利 陈越
受保护的技术使用者：北京领骏科技有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/6/28