一种智能地形识别系统和方法与流程

本发明涉及车辆智能驾驶，具体涉及一种智能地形识别系统和方法。

背景技术：

1、智能驾驶技术目前广泛应用于车辆，其对行驶过程中的安全性和舒适性提出了更高要求。其中，来自路面的外力对车辆行驶安全性和舒适性具有重要影响，因此智能汽车需要根据地形类别进行决策和控制策略的调整，以提高安全性和舒适性。

2、目前，为了识别地形类别，车辆会使用图像传感器、激光雷达传感器、声波传感器以及它们之间进行融合的方式，然而，这些传感器本身成本昂贵，并需要额外在车辆上安装，从而限制了它们在地形类别识别中的适用性。此外，这些传感器的使用还受到环境影响，例如在恶劣天气条件下，传感器可能无法准确完成地形类别识别的任务。

3、中国发明专利cn109727334b提供了一种车辆所处地形的识别方法、装置及车辆，该方法包括：获取车辆在当前地形上行驶的第一行车参数组，该第一行车参数组包括方向盘转角、方向盘角速率、纵向加速度、侧向加速度以及偏航角速度中的至少一种行车参数；根据该第一行车参数组，以及分别对应于不同地形的多个地形识别区间集合，确定该当前地形属于不同地形中每个地形的地形类别概率；根据该当前地形属于不同地形中每个地形的地形类别概率，确定该当前地形所属的地形，该发明解决了通过对车辆行驶中采集到的车辆部件和车辆动作相关的行车参数的计算和处理以及对车辆可能处于的地形的精确分类的问题。

4、中国发明专利cn103648880b提供了一种路面类型分类器，一种用于车辆的至少一个车辆子系统的车辆控制系统；该车辆控制系统包括子系统控制器，其用于以多种不同的子系统控制模式中的所选择的一种子系统控制模式启动对各车辆子系统或每个车辆子系统的控制，每种子系统控制模式与车辆的一个或多个不同的驾驶条件对应。评估装置被设置用于对一个或多个驾驶条件指标进行评估以确定每种子系统控制模式合适的程度并向子系统控制器提供指示最合适的控制模式的输出，这可以是用于计算各子系统控制模式或每种子系统控制模式合适的概率的评估装置。

5、专利cn109727334b和cn103648880b均可以对地形进行识别分类，但是无法考虑不同地形切换的优先级，也没有考虑车辆状态对地形识别的影响，不能做到智能识别。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术不能对地形进行智能识别的缺陷，从而提供了一种智能地形识别系统和方法。在车辆行驶过程中可使用此功能，当车辆进入不同地形行驶时，此功能可自动识别地形类别，并为驾驶员或车辆控制系统提供实时地形类别信号，提高驾驶舒适性和通过性。

2、为实现此目的，本发明所设计的一种智能地形识别系统，它包括车辆状态标志位辨识模块、地形评分模块和地形识别模块；

3、所述车辆状态标志位辨识模块用于接收车辆can总线中的传感器输出的车辆行驶状态信号，利用车辆can总线中的传感器输出的车辆行驶状态信号对车辆行驶状态进行评估，根据车辆行驶状态评估结果判断当前工况下地形识别系统的地形识别功能是否正常；

4、所述地形评分模块用于在当前工况下地形识别系统的地形识别功能正常时，将车辆can总线中的传感器输出的车辆行驶状态信号进行地形参数的统计特征计算，得到不同地形参数的不同统计特征的阈值条件，然后将不同地形参数的不同统计特征的阈值条件及在该阈值条件下的评分进行累计形成每种地形的地形评分；

5、所述地形识别模块用于根据每种地形的地形评分、地形识别模块在上一时刻输出的地形类别、预设的地形优先级列表和预设的地形切换评分阈值判断车辆行驶的地形是否发生切换。

6、利用车辆can总线中的传感器输出的车辆行驶状态信号对车辆行驶状态进行评估的具体方法为：根据车辆can总线中的传感器输出的车辆速度、轮速、制动压力、电机转速、悬架高度、转向角、转向角速度、横摆角速度、纵向加速度、横向加速度、垂向加速度信号判断车辆是否处于停车、倒挡、空挡、滑移率控制、大转向、悬架高度切换、大制动、大加速的行驶状态。

7、所述大转向为方向盘转角超出阈值a，阈值a的取值范围为60～180°，所述大制动为活塞制动压力超出阈值b，阈值b的取值范围为3～6bar，所述大加速为加速踏板信号超出阈值c，阈值c的取值范围为25～35％。

8、判断当前工况下地形识别系统的地形识别功能是否正常的具体方法为：当车辆行驶状态判断为停车、倒挡、空挡、滑移率控制、大转向、悬架高度切换、大制动或大加速时，则当前工况下地形识别系统的识别功能无法正常开启；否则，当前工况下地形识别系统的识别功能可以正常开启。

9、所述地形优先级列表是根据车辆脱困的难易程度进行设定的，按照优先级从高到低对地形类型进行分级，获得地形类型识别结果的优先级列表；

10、所述地形切换的评分阈值是指地形之间切换时需要满足的地形评分。

11、根据每种地形的地形评分、地形识别模块在上一时刻输出的地形类别、预设的地形优先级列表和预设的地形切换评分阈值判断地形是否发生切换的具体方法为：首先根据上一时刻输出的地形类别判断当前时刻该地形评分是否达到地形评分阈值，若达到，则当前地形输出为上一时刻的地形，若未达到，则继续判断地形优先级列表中的下一级地形评分是否达到下一级地形切换评分阈值，若达到，则当前地形输出为地形优先级列表中的下一级地形，地形发生切换；

12、若每种地形的地形评分均达不到对应的地形切换评分阈值，则当前地形输出为上一时刻的地形。

13、本发明的有益效果：

14、本发明首先利用车载传感器(安装在车辆can总线上)的信号评估多种车辆行驶状态，从而判断当前工况下地形识别系统的识别功能是否正常；当地形识别系统的识别功能处于正常模式下，再根据车载传感器输出的信号计算地形参数的统计特征，并累计计算对应的地形评分，最后根据每种地形的地形评分、上一时刻的地形输出、地形优先级列表和地形切换的评分阈值判断地形是否发生切换，并输出切换后的地形类别。本发明所提出方法，考虑了车辆状态变化对地形识别精度的影响，同时考虑了不同地形切换的优先级，提高了地形切换逻辑的合理性，使得地形识别过程更加智能化，在车辆行驶过程中可使用此功能，当车辆进入不同地形行驶时，此功能可自动识别地形类别，并为驾驶员或车辆控制系统提供实时地形类别信号，提高驾驶舒适性和通过性。

技术特征：

1.一种智能地形识别系统，其特征在于：它包括车辆状态标志位辨识模块、地形评分模块和地形识别模块；

2.根据权利要求1所述的智能地形识别系统，其特征在于：利用车辆can总线中的传感器输出的车辆行驶状态信号对车辆行驶状态进行评估的具体方法为：根据车辆can总线中的传感器输出的车辆速度、轮速、制动压力、电机转速、悬架高度、转向角、转向角速度、横摆角速度、纵向加速度、横向加速度、垂向加速度信号判断车辆是否处于停车、倒挡、空挡、滑移率控制、大转向、悬架高度切换、大制动、大加速的行驶状态；

3.根据权利要求2所述的智能地形识别系统，其特征在于：判断当前工况下地形识别系统的地形识别功能是否正常的具体方法为：当车辆行驶状态判断为停车、倒挡、空挡、滑移率控制、大转向、悬架高度切换、大制动或大加速时，则当前工况下地形识别系统的识别功能无法正常开启；否则，当前工况下地形识别系统的识别功能可以正常开启。

4.根据权利要求3所述的智能地形识别系统，其特征在于：每种地形的地形评分公式如下：

5.根据权利要求4所述的智能地形识别系统，其特征在于：所述地形优先级列表是根据车辆脱困的难易程度进行设定的，按照优先级从高到低对地形类型进行分级，获得地形类型识别结果的优先级列表；

6.根据权利要求5所述的智能地形识别系统，其特征在于：根据每种地形的地形评分、地形识别模块在上一时刻输出的地形类别、预设的地形优先级列表和预设的地形切换评分阈值判断地形是否发生切换的具体方法为：首先根据上一时刻输出的地形类别判断当前时刻该地形评分是否达到地形评分阈值，若达到，则当前地形输出为上一时刻的地形，若未达到，则继续判断地形优先级列表中的下一级地形评分是否达到下一级地形切换评分阈值，若达到，则当前地形输出为地形优先级列表中的下一级地形，地形发生切换；

7.根据权利要求6所述的智能地形识别系统，其特征在于：它还包括地形类别准确性判断模块，地形类别准确性判断模块用于根据输出切换后的地形类别的评分计算地形置信度等级，并根据车辆行驶状态信号判断地形输出的有效性。

8.根据权利要求7所述的智能地形识别系统，其特征在于：根据输出切换后的地形类别的评分计算地形置信度等级的具体方法为：地形评分小于a时，地形置信度等级为低，地形评分大于b时，地形置信度等级为高，地形评分大于a小于b时，地形置信度等级为中，其中a小于b。

9.一种基于权利要求1所述系统的智能地形识别方法，其特征在于，它包括如下步骤：

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9所述方法的步骤。

11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求9所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了智能地形识别系统和方法及介质，它包括车辆状态标志位辨识模块、地形评分模块和地形识别模块；车辆状态标志位辨识模块用于接收车载传感器输出的信号，利用车载传感器输出的信号对车辆行驶状态进行评估，从而判断当前工况下地形识别系统的有效性；地形评分模块用于当地形识别系统具有有效性时，将车载传感器输出的信号进行地形参数的统计特征的计算，然后利用地形参数的统计特征的阈值条件形成每种地形的地形评分；地形识别模块用于根据每种地形的地形评分、上一时刻的地形输出、地形优先级列表和地形切换的评分阈值判断地形是否发生切换，并输出切换后的地形类别。本发明的智能地形识别系统能够提高车辆智能驾驶的舒适性和通过性。

技术研发人员：闫涛卫,郑瑞欣,宋胜
受保护的技术使用者：东风汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15