CN104002809B - 一种车辆岔口路段检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆安全辅助驾驶技术，公开了一种车辆岔口路段检测装置及检测方法。该装置包括车载工控机，车速传感器，用于实时检测车辆自身前方道路的左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离的多线激光雷达传感器，用于实时检测车辆转向角的方向盘转角传感器，车载工控机根据车辆转向角、车辆速度、左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线以及前方岔口路段的左右两道边估计曲线，用于实时显示左右两条道边估计曲线与车辆行驶的预测轨迹曲线的显示器。该装置能够得到岔口路段的两侧道边估计曲线和车辆行驶的预测轨迹曲线，提示驾驶员采取合适的操作，减轻驾驶员判断负担，降低判断错误的可能。

Description

一种车辆岔口路段检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及车辆安全辅助驾驶技术，尤其涉及一种车辆岔口路段检测装置及检测方法。

背景技术

根据近几年的公安部交通事故统计年报数据显示，岔口路段的交通事故时常发生。由于该路段车流量大、车速快，而且驾驶员视野盲区大，驾驶员极可能做出不当的主观判断而采取转向幅度过大或过小的转向操作，使行驶的车辆处在潜在的碰撞或侧翻危险中。转向角度过大时容易导致车辆冲出岔道，转向角度过小时车辆无法顺利通过岔道。如果提前预知前方道路岔口的线形和曲率，同时结合当前自身车辆行驶的预期轨迹曲线，驾驶员就可以预先根据提示采取合适角度的转向操作，避免事故发生。理论上，利用GPS技术可提前感知前方道路岔口线形和曲率，但是在实际推广使用中需要提前测量存储所有的道路岔口信息，这个过程工作量过大，因此无法推广使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆岔口路段检测装置及检测方法，该装置能够得到岔口路段的两侧道边估计曲线和车辆行驶的预测轨迹曲线，并提示驾驶员采取合适的转向操作，为驾驶员减轻判断负担，降低判断错误的可能性。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

方案一：

一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，包括车载工控机，车速传感器，用于实时检测车辆自身前方道路的左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离的多线激光雷达传感器，用于实时检测车辆转向角的方向盘转角传感器，所述车载工控机根据车辆转向角、车辆速度、左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线以及前方岔口路段的左右两道边估计曲线，用于实时显示左右两条道边估计曲线与车辆行驶的预测轨迹曲线的显示器；

所述车速传感器的输出端、多线激光雷达传感器的输出端、方向盘转角传感器的输出端分别电连接所述车载工控机的对应I/O输入端，所述车载工控机的视频输出端电连接所述显示器的视频输入端；

所述多线激光雷达传感器为两个，分别安装在车辆前保险杠两侧左右对称位置；所述方向盘转角传感器安装在车辆转向轴上；所述车速传感器固定安装在车辆前车轮的转向节上；所述显示器固定安装在车辆仪表盘上。

本技术方案的特点和进一步改进在于：

所述多线激光雷达传感器采用IBEO LUX4激光扫描雷达，扫描频率为12.5Hz，扫描距离范围为0.3m—200m。

所述车速传感器采用W221轮速传感器。

所述方向盘转角传感器采用KMT32B角度传感器

所述显示器采用2.2寸LCD显示器。

方案二：

一种车辆岔口路段检测方法，基于上述车辆岔口路段检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)数据采集：车速传感器采集车辆的实时速度，并将车辆的实时速度发送至车载工控机；左右两个多线激光雷达传感器分别对应实时采集车辆正在行驶的道路的左右两道边的离散的四层激光扫描点数据，每层激光扫描点数据为多个，并将实时采集到的离散的四层激光扫描点数据发送至车载工控机；方向盘转角传感器实时采集车辆的转角，并将实时采集的车辆转角发送至车载工控机；

(2)数据处理：车载工控机根据上述四层激光扫描点数据得到车辆正在行驶的道路的左右两道边的高度，以及车辆与左右两道边的距离，计算绘制得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线；

车载工控机根据车辆的实时速度、车辆的实时转角，计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线；

(3)判断显示：如果左右两道边估计曲线对于车辆行驶的预测轨迹曲线近似平行，显示器的颜色显示区显示为绿色条；如果车辆行驶的预测轨迹曲线与两条道边估计曲线在某一处相交，显示器的颜色显示区显示为红色条。

本技术方案的特点和进一步改进在于：

在步骤2中的前方岔口路段的左右两道边估计曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；对于一个多线激光雷达传感器的一层激光扫描点，车载工控机将该层多个激光扫描点从第一激光扫描点开始按照固定长度选取为该层第一扫描段，再以该层第一扫描段的尾激光扫描点为该层第二扫描段的首激光扫描点，按照固定长度选取为该层第二扫描段，按照上述该层第二扫描段的选取方法将该层剩余的激光扫描点选取形成该层对应扫描段，将该层所有扫描段内的首尾激光扫描点各自对应连接形成该层预估线，该层激光扫描点到该层预估线的垂直距离小于设定阈值时判断为该层道边点，拟合该层道边点为该层道边拟合曲线；一个多线激光雷达传感器的四层激光扫描点分别拟合得到四条同侧的道边拟合曲线；接着对四条同侧的道边拟合曲线进行融合，融合后的横坐标值以该固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的横坐标轴的刻度值取值，每个横坐标值对应四个道边拟合曲线的纵坐标值，融合后的纵坐标值为四个道边拟合曲线的纵坐标值的平均值，将四条同侧的道边拟合曲线融合得到一条完整的道边估计曲线；左右两个多线激光雷达传感器的两个四层激光扫描点得到对应的两条道边估计曲线，即得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线。

在步骤2中的车辆行驶的预测轨迹曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；建立以车辆行驶速度方向为横坐标轴，与横坐标轴在同一水平面内且与横坐标轴垂直的轴为纵坐标轴的动态坐标系(X_j,j,Y_j)，设定预测时间段T_P内车辆的横向速度、纵向速度和横向加速度、纵向加速度保持不变，将T_P细分为J等分，每等分为Δt_p，设每一等分时刻点为j，j＝1,2,...J，为时刻点j车辆行驶速度方向与X₀的夹角，利用简化公式

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j={\stackrel{\·}{x}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\\ {\stackrel{\·}{y}}_j={\stackrel{\·}{y}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\end{array}\right.\left\{\begin{array}{c}{x}_j=x_{j-1}+{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\\ y_j=y_{j-1}+{\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\end{array}\right.$

按照上述公式计算即可求得动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标；

将动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标转换到同一个固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)下，设动态坐标系(X_j,j,Y_j)与固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的相对旋转角度为ψ_j，则从动态坐标系(X_j,j,Y_j)到固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的转换矩阵为

$A_j=\left[\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\ψ}}_j& -{\sin \mathrm{\ψ}}_j\\ {\sin \mathrm{\ψ}}_j& {\cos \mathrm{\ψ}}_j\end{array}\right]$

从而给出公式：

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j\\ {\stackrel{\·}{y}}_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]+A_{j-1}(\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p)$

$\left[\begin{array}{c}{x}_j\\ y_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_{j-1}\\ y_{j-1}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p+A_{j-1}\·(\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p)$

车载工控机根据上述公式进而计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线。

优选地，在步骤2中，在得到车辆正在行驶的道路的左右道边的高度以及车辆与左右两道边的距离后，利用卡尔曼离散型滤波器对车辆正在行驶的道路的左右两道边的距离数据进行滤波。

本发明的车辆岔口路段检测装置及检测方法，该检测装置能够得到左右两道边估计曲线和车辆行驶的预测轨迹曲线，如果左右两道边估计曲线对于车辆行驶的预测轨迹曲线近似平行，则说明驾驶员可以安全通过岔口路段，显示器的颜色显示区显示为绿色条；如果车辆行驶的预测轨迹曲线与左右两条道边估计曲线在某一处相交，则说明驾驶员需要继续调整方向盘转向角以顺利通过岔口路段，显示器的颜色显示区显示为红色条。

该装置的主要部件采用多线激光雷达传感器和车载工控机，操作简单、检测方便、测量精度高，而且不易受外界天气影响也不存在安全隐患的问题；该车辆岔口路段检测装置投资费用少，适合大规模推广使用，其检测方法具有智能化、自动化和可靠性高的特点，能够及时为驾驶员提供准确的转向操作信息，减少交通事故的发生。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的一种车辆岔口路段检测装置的安装结构示意图；

图2为本发明的一种车辆岔口路段检测装置的电气连接示意图；

图3为本发明的坐标转换示意图；

图中：1、车辆；2、左侧多线激光雷达传感器；3、右侧多线激光雷达传感器；4、车载工控机；5、显示器；6、岔口道边。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种车辆岔口路段检测装置及检测方法，该装置能够得到岔口路段的左右两道边估计曲线和车辆行驶的预测轨迹曲线，并提示驾驶员采取合适的转向操作，为驾驶员减轻判断负担，降低判断错误的可能性。

参照图1，为本发明的一种车辆岔口路段检测装置的安装结构示意图。

为了达到上述目的，首先需要进行器件的安装，安装的过程如下：将左侧多线激光雷达传感器2和右侧多线激光雷达传感器3分别采用螺栓固定安装在车辆1前保险杠两侧左右对称位置，左侧多线激光雷达2和右侧多线激光雷达3分别采用IBEO LUX4激光扫描雷达，扫描频率为12.5Hz，扫描距离范围为0.3m—200m；方向盘转角传感器安装在车辆1转向轴上，方向盘转角传感器采用KMT32B角度传感器；车速传感器固定安装在车辆1前车轮的转向节上，车速传感器采用W221轮速传感器，车速传感器可以利用车辆自身携带的车速传感器，有利于降低成本；显示器5固定安装在车辆仪表盘左侧驾驶员容易注意到的区域，显示器5采用2.2寸LCD显示器；车载工控机4安装在车内仪表盘下方。

左侧多线激光雷达传感器2和右侧多线激光雷达传感器3用于实时检测车辆自身前方道路的左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离，方向盘转角传感器用于实时检测车辆转向角，车载工控机4根据车辆转向角、车辆速度、左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线以及前方岔口路段的左右两道边估计曲线，显示器5用于实时显示左右两条道边估计曲线与车辆行驶的预测轨迹曲线。

参照图2，为本发明的一种车辆岔口路段检测装置的电气连接示意图；车速传感器的输出端、左侧多线激光雷达传感器2和右侧多线激光雷达传感器3的输出端、方向盘转角传感器的输出端分别电连接所述车载工控机4的对应I/O输入端，车载工控机4的视频输出端电连接显示器5的视频输入端。

为了实现本发明的车辆岔口路段检测，以上述车辆岔口路段检测装置为基础，具体步骤如下：

(1)数据采集：车速传感器采集车辆的实时速度，并将车辆的实时速度发送至车载工控机4；左右两个多线激光雷达传感器分别对应实时采集车辆正在行驶的道路的左右两道边的离散的四层激光扫描点数据，每层激光扫描点数据为多个，并将实时采集到的离散的四层激光扫描点数据发送至车载工控机4；方向盘转角传感器实时采集车辆的转角的方向值与角度值，其中方向值表征车辆是向左还是向右转弯，角度值表征车辆转弯的程度大小，并将实时采集的车辆转角发送至车载工控机。

(2)数据处理：车载工控机4根据上述四层激光扫描点数据得到车辆正在行驶的道路的左右两道边的高度，以及车辆与左右两道边的距离，计算绘制得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线。

在前方岔口路段的左右两道边估计曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；对于一个多线激光雷达传感器的一层激光扫描点，车载工控机将该层多个激光扫描点从第一激光扫描点开始按照固定长度选取为该层第一扫描段，再以该层第一扫描段的尾激光扫描点为该层第二扫描段的首激光扫描点，按照固定长度选取为该层第二扫描段，按照上述该层第二扫描段的选取方法将该层剩余的激光扫描点选取形成该层对应扫描段，将该层所有扫描段内的首尾激光扫描点各自对应连接形成该层预估线，该层激光扫描点到该层预估线的垂直距离小于设定阈值时判断为该层道边点，拟合该层道边点为该层道边拟合曲线；一个多线激光雷达传感器的四层激光扫描点分别拟合得到四条同侧的道边拟合曲线；接着对四条同侧的道边拟合曲线进行融合，融合后的横坐标值以该固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的横坐标轴的刻度值取值，每个横坐标值对应四个道边拟合曲线的纵坐标值，融合后的纵坐标值为四个道边拟合曲线的纵坐标值的平均值，将四条同侧的道边拟合曲线融合得到一条完整的道边估计曲线；左右两个多线激光雷达传感器的两个四层激光扫描点得到对应的两条道边估计曲线，即得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线。

为避免障碍物等影响，对激光扫描点采用随机抽样一致性算法，迭代随机抽取三个点拟合平面，最后大多数激光扫描点满足的平面即为道边高度，获取道边高度的目的在于明确扫描得到的是道路边缘的凸台，而非其他障碍物。

典型道路区域包括路段区域、路口过渡区域和路口区域三类。本发明的车辆行驶在路段区域，还未进入路口过渡区域之前利用激光雷达传感器实时采集前方岔口的道边信息。常见岔口类型分为Y形，T形和十字形。若岔口左右两个部分距离不小于道宽，即岔口的竖直朝向可通行，即为十字形岔口。否则即为Y形岔口或T形岔口。由于本实施例中使用的LUX4四线激光雷达为四层，上下方向由四条角度间隔为0.8度的线激光组成，最下面的一条激光扫描线俯角最大，因而其下端点受车体俯仰角变化影响最小。

车载工控机4根据车辆的实时速度、车辆的实时转角，计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线。

在车辆行驶的预测轨迹曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；建立以车辆行驶速度方向为横坐标轴，与横坐标轴在同一水平面内且与横坐标轴垂直的轴为纵坐标轴的动态坐标系(X_j,j,Y_j)，设定预测时间段T_P内车辆的横向速度、纵向速度和横向加速度、纵向加速度保持不变，根据无穷小原则，将T_P细分为J等分，每等分为Δt_p，设每一等分时刻点为j，j＝1,2,...J，由于持续时间很短，可以忽略车辆纵向和横向之间的相互影响，为时刻点j车辆行驶速度方向与X₀的夹角，利用简化公式

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j={\stackrel{\·}{x}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\\ {\stackrel{\·}{y}}_j={\stackrel{\·}{y}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\end{array}\right.\left\{\begin{array}{c}{x}_j=x_{j-1}+{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\\ y_j=y_{j-1}+{\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\end{array}\right.$

按照上述公式计算即可求得动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标；

参照图3，为本发明的坐标转换示意图。由于上述每个时刻点j的位置坐标的计算所参照的坐标系都不一样，因此不能简单地将每一步的计算结果相加，必须将其转换到同一个参照系下才能相加，需将动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标转换到同一个固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)下，设动态坐标系(X_j,j,Y_j)与固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的相对旋转角度为ψ_j，则从动态坐标系(X_j,j,Y_j)到固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的转换矩阵为

$A_j=\left[\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\ψ}}_j& -{\sin \mathrm{\ψ}}_j\\ {\sin \mathrm{\ψ}}_j& {\cos \mathrm{\ψ}}_j\end{array}\right]$

从而给出公式：

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j\\ {\stackrel{\·}{y}}_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]+A_{j-1}(\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p)$

$\left[\begin{array}{c}{x}_j\\ y_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_{j-1}\\ y_{j-1}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p+A_{j-1}\·(\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p)$

车载工控机4根据上述公式进而计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线。

(3)判断显示：如果左右两道边估计曲线对于车辆行驶的预测轨迹曲线近似平行，近似平行为左右两道边估计曲线对于车辆行驶的预测轨迹曲线不会相交，则说明驾驶员可以安全通过岔口路段，显示器4的颜色显示区显示为绿色条；如果车辆行驶的预测轨迹曲线与两条道边估计曲线在某一处相交，则说明驾驶员需要继续调整方向盘转向角以顺利通过岔口路段，显示器4的颜色显示区显示为红色条。

在数据处理的过程中，在得到车辆正在行驶的道路的左右道边的高度以及车辆与左右两道边的距离后，利用卡尔曼离散型滤波器对车辆正在行驶的道路的左右两道边的距离数据进行滤波。车载工控机4利用卡尔曼滤波实现对岔口路段的检测跟踪，提取道路轮廓信息。令滤波向量为X(k)＝[A_lB_lA_rB_rA_uB_u]^T，状态方程为X(k)＝f[X(k-1),U(k)]+V(k)，其中观测方程为Z(k)＝X(k)+W(k)。预测误差协方差矩阵为

$P\left(k\right)=\left(\frac{\∂f}{\∂X}\right)P(k-1){\left(\frac{\∂f}{\∂X}\right)}^T+\left(\frac{\∂f}{\∂U}\right)G_u{\left(\frac{\∂f}{\∂U}\right)}^T+R$

卡尔曼观测更新方程组为

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{kg}=P\left(k\right)/(P\left(k\right)+Q)\\ X\left(k\right)=X\left(k\right)+\mathrm{kg}(Z\left(k\right)-X\left(k\right))\\ P\left(k\right)=P\left(k\right)-\mathrm{kg}\·\×P\left(k\right)\end{array}\right.$

其中，W(k)，V(k)为高斯白噪声，R，Q，G_u分别为W(k)，V(k)，U(k)的协方差。

本发明的一种车辆岔口路段检测装置，主要部件采用多线激光雷达和车载工控机，操作简单、检测方便、测量精度高，而且不易受外界天气影响也不存在安全隐患多的问题。本发明的一种车辆岔口路段检测方法基于上述岔口路段检测装置，其对各种类型的岔口检测均由车载工控机完成，智能化高，操作简单，驾驶员可以根据直观、可靠的检测结果进行有效地转向控制。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (9)

1.一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，包括车载工控机，车速传感器，用于实时检测车辆自身前方道路的左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离的多线激光雷达传感器，用于实时检测车辆转向角的方向盘转角传感器，所述车载工控机根据车辆转向角、车辆速度、左右两道边的高度以及车辆与左右两道边的距离计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线以及前方岔口路段的左右两道边估计曲线，用于实时显示左右两条道边估计曲线与车辆行驶的预测轨迹曲线的显示器；

所述车速传感器的输出端、多线激光雷达传感器的输出端、方向盘转角传感器的输出端分别电连接所述车载工控机的对应I/O输入端，所述车载工控机的视频输出端电连接所述显示器的视频输入端；

所述多线激光雷达传感器为两个，分别安装在车辆前保险杠两侧左右对称位置；所述方向盘转角传感器安装在车辆转向轴上；所述车速传感器固定安装在车辆前车轮的转向节上；所述显示器固定安装在车辆仪表盘上。

2.根据权利要求1所述的一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，所述多线激光雷达传感器采用IBEO LUX4激光扫描雷达，扫描频率为12.5Hz，扫描距离范围为0.3m—200m。

3.根据权利要求1所述的一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，所述车速传感器采用W221轮速传感器。

4.根据权利要求1所述的一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，所述方向盘转角传感器采用KMT32B角度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，所述显示器采用2.2寸LCD显示器。

6.一种车辆岔口路段检测方法，基于权利要求1所述的一种车辆岔口路段检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)数据采集：车速传感器采集车辆的实时速度，并将车辆的实时速度发送至车载工控机；左右两个多线激光雷达传感器分别对应实时采集车辆正在行驶的道路的左右两道边的离散的四层激光扫描点数据，每层激光扫描点数据为多个，并将实时采集到的离散的四层激光扫描点数据发送至车载工控机；方向盘转角传感器实时采集车辆的转角，并将实时采集的车辆转角发送至车载工控机；

(2)数据处理：车载工控机根据上述四层激光扫描点数据得到车辆正在行驶的道路的左右两道边的高度，以及车辆与左右两道边的距离，计算绘制得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线；

车载工控机根据车辆的实时速度、车辆的实时转角，计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线；

(3)判断显示：如果左右两道边估计曲线对于车辆行驶的预测轨迹曲线近似平行，显示器的颜色显示区显示为绿色条；如果车辆行驶的预测轨迹曲线与两条道边估计曲线在某一处相交，显示器的颜色显示区显示为红色条。

7.根据权利要求6所述的一种车辆岔口路段检测方法，其特征在于，在步骤2中的前方岔口路段的左右两道边估计曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；对于一个多线激光雷达传感器的一层激光扫描点，车载工控机将该层多个激光扫描点从第一激光扫描点开始按照固定长度选取为该层第一扫描段，再以该层第一扫描段的尾激光扫描点为该层第二扫描段的首激光扫描点，按照固定长度选取为该层第二扫描段，按照上述该层第二扫描段的选取方法将该层剩余的激光扫描点选取形成该层对应扫描段，将该层所有扫描段内的首尾激光扫描点各自对应连接形成该层预估线，该层激光扫描点到该层预估线的垂直距离小于设定阈值时判断为该层道边点，拟合该层道边点为该层道边拟合曲线；一个多线激光雷达传感器的四层激光扫描点分别拟合得到四条同侧的道边拟合曲线；接着对四条同侧的道边拟合曲线进行融合，融合后的横坐标值以该固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的横坐标轴的刻度值取值，每个横坐标值对应四个道边拟合曲线的纵坐标值，融合后的纵坐标值为四个道边拟合曲线的纵坐标值的平均值，将四条同侧的道边拟合曲线融合得到一条完整的道边估计曲线；左右两个多线激光雷达传感器的两个四层激光扫描点得到对应的两条道边估计曲线，即得到前方岔口路段的左右两道边估计曲线。

8.根据权利要求6所述的一种车辆岔口路段检测方法，其特征在于，在步骤2中的车辆行驶的预测轨迹曲线的计算绘制过程中，选取固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)为计算绘制过程的固定参照系；建立以车辆行驶速度方向为横坐标轴，与横坐标轴在同一水平面内且与横坐标轴垂直的轴为纵坐标轴的动态坐标系(X_j,j,Y_j)，设定预测时间段T_P内车辆的横向速度、纵向速度和横向加速度、纵向加速度保持不变，将T_P细分为J等分，每等分为Δt_p，设每一等分时刻点为j，j＝1,2,...J，为时刻点j车辆行驶速度方向与X₀的夹角，利用简化公式

$\left\{\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j={\stackrel{\·}{x}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\\ {\stackrel{\·}{y}}_j={\stackrel{\·}{y}}_{j-1}+{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p\end{array}\right.\left\{\begin{array}{c}{x}_j=x_{j-1}+{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\\ y_j=y_{j-1}+{\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\·{\mathrm{\Δt}}_p+\frac{1}{2}\·{\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p\end{array}\right.$

按照上述公式计算即可求得动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标；

将动态坐标系(X_j,j,Y_j)下车辆在时刻点j的位置坐标转换到同一个固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)下，设动态坐标系(X_j,j,Y_j)与固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的相对旋转角度为ψ_j，则从动态坐标系(X_j,j,Y_j)到固定直角坐标系(X₀,O,Y₀)的转换矩阵为

$A_j=\left[\begin{array}{cc}{\cos \mathrm{\ψ}}_j& -{\sin \mathrm{\ψ}}_j\\ {\sin \mathrm{\ψ}}_j& {\cos \mathrm{\ψ}}_j\end{array}\right]$

从而给出公式：

$\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_j\\ {\stackrel{\·}{y}}_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]+A_{j-1}(\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p)$

$\left[\begin{array}{c}{x}_j\\ y_j\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_{j-1}\\ y_{j-1}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{\mathrm{\Δt}}_p+A_{j-1}\·(\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{\stackrel{\·\·}{x}}_{j-1}\\ {\stackrel{\·\·}{y}}_{j-1}\end{array}\right]\·{{\mathrm{\Δt}}^2}_p)$

车载工控机根据上述公式进而计算绘制得到车辆行驶的预测轨迹曲线。

9.根据权利要求6所述的一种车辆岔口路段检测方法，其特征在于，在步骤2中，在得到车辆正在行驶的道路的左右道边的高度以及车辆与左右两道边的距离后，利用卡尔曼离散型滤波器对车辆正在行驶的道路的左右两道边的距离数据进行滤波。