CN109976387A - 一种无人车探测轨迹的方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人车探测轨迹的方法及终端，一种无人车探测轨迹的方法，实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点；轨迹探测范围会随着无人车的实时行驶速度和实时行驶方向进行动态变化，并且选取的是轨迹探测范围内距离无人车当前位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点，提高了无人车寻迹的准确性。

Description

一种无人车探测轨迹的方法及终端

技术领域

本发明涉及无人车寻迹领域，尤其涉及一种无人车探测轨迹的方法及终端。

背景技术

无人驾驶车辆的指标为适应性、自主性和交互性。无人驾驶车辆想要走向使用，必须拥有良好的运动控制系统、可靠的导航定位系统、精确的环境感知能力和具有安全友好的人机交互能力。

车辆控制技术是无人驾驶汽车的核心，主要包括方向控制、速度控制和制动控制等几个部分。无人驾驶技术是用电子技术来控制车辆行驶，通过对驾驶行为进行分析可知，车辆的控制是一个典型的定位控制行为，车辆找到当前街道环境下的目的地点，根据目的地点控制车辆的行为。常用的控制算法有最优控制、模糊控制、PID路径跟踪、预测控制等。实际控制时，通常采用多种算法的综合，以达到最佳控制效果。

现有的无人车寻迹控制中，在车辆根据预设轨迹路径探测下一个轨迹点时，通常都是基于车辆当前位置和预设轨迹路径的各个轨迹点判断距离车辆当前位置最近的轨迹点，将该最近的轨迹点作为车辆的目的地点，在搜索出距离车辆最近的轨迹点后，控制车辆朝所述轨迹点行进，以此实现寻迹。然而，这种方法由于在寻迹的过程中仅仅考虑了车辆当前位置和预设轨迹路径中的各个轨迹点之间的距离，容易导致寻迹出错。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种无人车探测轨迹的方法及终端，能够提高无人车寻迹的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种无人车探测轨迹的方法，包括步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种无人车探测轨迹的终端，包括存储器、处理器以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以下步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

本发明的有益效果在于：根据无人车的实时行驶速度确定轨迹探测距离，并根据无人车的实时位置、实时行驶方向和轨迹探测距离确定轨迹探测范围，根据预设的轨迹路径确定在轨迹探测范围内的轨迹点，并选取距离无人车位置最远的轨迹点最为下一个寻迹点；轨迹探测范围会随着无人车的实时行驶速度和实时行驶方向进行动态变化，并且选取的是轨迹探测范围内距离无人车当前位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点，保证有足够的计算和车辆行驶方向调整的时间，从而提高了无人车寻迹的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的一种无人车探测轨迹的方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种无人车探测轨迹的终端的结构示意图；

图3为本发明实施例的GPS差分的系统结构图；

图4为本发明实施例的无人车探测轨迹的示意图；

标号说明：

1、一种无人车探测轨迹的终端；2、存储器；3、处理器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种无人车探测轨迹的方法，包括步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：根据无人车的实时行驶速度确定轨迹探测距离，并根据无人车的实时位置、实时行驶方向和轨迹探测距离确定轨迹探测范围，根据预设的轨迹路径确定在轨迹探测范围内的轨迹点，并选取距离无人车位置最远的轨迹点最为下一个寻迹点；轨迹探测范围会随着无人车的实时行驶速度和实时行驶方向进行动态变化，并且选取的是轨迹探测范围内距离无人车当前位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点，保证有足够的计算和车辆行驶方向调整的时间，从而提高了无人车寻迹的准确性。

进一步的，所述根据所述行驶速度确定轨迹探测距离包括：

轨迹探测距离＝行驶速度/a米；

所述a为一预设系数，行驶速度单位为km/h。

由上述描述可知，基于实时行驶速度动态调整轨迹探测距离，速度越大则轨迹探测距离越远，轨迹探测距离与无人车的行驶速度相匹配，使得寻迹更加合理。

进一步的，所述步骤S2包括：

将以所述位置为圆点、所述轨迹探测距离为半径、所述行驶方向分别向左和向右旋转预设角度形成的角度作为圆心角构成的扇形确定为轨迹探测范围；

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点包括：

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离所述扇形圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点。

由上述描述可知，基于无人车位置、轨迹探测距离和行驶方向构建一个无人车正前方的扇形区域作为轨迹探测范围，并且选取落入该扇形区域中的预设的轨迹路径的轨迹点中距离所述扇形圆弧最大的轨迹点作为下一个寻迹点，能够保证无人车寻迹的准确性，并且为无人车预留足够的距离对其速度进行调整，保证车速改变的平滑性。

进一步的，所述步骤S3之后还包括步骤：

S4、根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上，若是，则控制所述无人车进入减速模式直至所述无人车行驶出所述弯道。

由上述描述可知，通过无人车的当前位置、行驶方向和下一个寻迹点能够确定无人车是否即将经过弯道，若是，则控制无人车进入减速模式，一方面保证无人车能够准确平稳的寻迹，另一方面也保证的无人车寻迹的安全性。

进一步的，所述根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上包括：

确定所述行驶方向和所述位置指向所述下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角；

判断所述夹角是否大于预设夹角，若是，则确定所述下一个寻迹点处于弯道上。

由上述描述可知，通过比对无人车行驶方向和无人车所在位置指向下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角能够准确的判断下一个寻迹点是否处于弯道上。

请参照图2，一种无人车探测轨迹的终端，包括存储器、处理器以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以下步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：根据无人车的实时行驶速度确定轨迹探测距离，并根据无人车的实时位置、实时行驶方向和轨迹探测距离确定轨迹探测范围，根据预设的轨迹路径确定在轨迹探测范围内的轨迹点，并选取距离无人车位置最远的轨迹点最为下一个寻迹点；轨迹探测范围会随着无人车的实时行驶速度和实时行驶方向进行动态变化，并且选取的是轨迹探测范围内距离无人车当前位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点，保证有足够的计算和车辆行驶方向调整的时间，从而提高了无人车寻迹的准确性。

进一步的，所述根据所述行驶速度确定轨迹探测距离包括：

轨迹探测距离＝行驶速度/a米；

所述a为一预设系数，行驶速度单位为km/h。

由上述描述可知，基于实时行驶速度动态调整轨迹探测距离，速度越大则轨迹探测距离越远，轨迹探测距离与无人车的行驶速度相匹配，使得寻迹更加合理。

进一步的，所述步骤S2包括：

将以所述位置为圆点、所述轨迹探测距离为半径、所述行驶方向分别向左和向右旋转预设角度形成的角度作为圆心角构成的扇形确定为轨迹探测范围；

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点包括：

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离所述扇形圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点。

由上述描述可知，基于无人车位置、轨迹探测距离和行驶方向构建一个无人车正前方的扇形区域作为轨迹探测范围，并且选取落入该扇形区域中的预设的轨迹路径的轨迹点中距离所述扇形圆弧最大的轨迹点作为下一个寻迹点，能够保证无人车寻迹的准确性，并且为无人车预留足够的距离对其速度进行调整，保证车速改变的平滑性。

进一步的，所述步骤S3之后还包括步骤：

S4、根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上，若是，则控制所述无人车进入减速模式直至所述无人车行驶出所述弯道。

由上述描述可知，通过无人车的当前位置、行驶方向和下一个寻迹点能够确定无人车是否即将经过弯道，若是，则控制无人车进入减速模式，一方面保证无人车能够准确平稳的寻迹，另一方面也保证的无人车寻迹的安全性。

进一步的，所述根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上包括：

确定所述行驶方向和所述位置指向所述下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角；

判断所述夹角是否大于预设夹角，若是，则确定所述下一个寻迹点处于弯道上。

由上述描述可知，通过比对无人车行驶方向和无人车所在位置指向下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角能够准确的判断下一个寻迹点是否处于弯道上。

实施例一

一种无人车探测轨迹的方法，包括步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

本实施例采用查分GPS实现对无人车的精确定位，其结构示意图如图3所示，包括一个基站，即基准站，一个移动站，所述移动站设置在无人车上，还包括卫星，将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，由于基准站已知精密坐标，基于所述精密坐标能够计算出基准站到卫星的距离改正数，并有基准站实时将这一数据发送出去，无人车接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对定位结果进行改正，从而提高了定位精度，所述精度可以达到5-6厘米的精度；

其中，所述根据所述行驶速度确定轨迹探测距离包括：

轨迹探测距离＝行驶速度/a米；

所述a为一预设系数，行驶速度单位为km/h，可选的，a取2；

优选的，轨迹探测距离＝行驶速度/a＊路面阻力系数(米)；

通过路面阻力系数的限定使得确定的轨迹探测距离更准确合理；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

具体的，将以所述位置为圆点、所述轨迹探测距离为半径、所述行驶方向分别向左和向右旋转预设角度形成的角度作为圆心角构成的扇形确定为轨迹探测范围；

其中，所述预设角度可以根据具体的场景进行设定，优选的，设置为60度；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点；

其中，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点包括：

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离所述扇形圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点；

具体的，可以参见图4所示，当无人车从0加速到A点时车速为10km/h，如果不考虑路面阻力系数的作用，则此时的轨迹探测距离为5m，选取落入所示扇形内的距离圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点，图中点B为满足所述条件的点，当无人车继续提高速度行驶大B点时，速度为30km/h，则此时的轨迹探测距离为15m，探测到前方C点为满足要求的探测点，作为下一个寻迹点。

实施例二

本实施例与实施例一的不同在于，所述步骤S3之后还包括步骤：

S4、根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上，若是，则控制所述无人车进入减速模式直至所述无人车行驶出所述弯道；

其中，所述根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上包括：

确定所述行驶方向和所述位置指向所述下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角；

其中，夹角可以通过如下方式计算得到：

无人车当前的GPS坐标向量为a(X1，Y1)，下一个寻迹点坐标向量为b(X2，Y2)，则夹角为：

得到的两个向量夹角的取值范围是[0,π]，夹角θ为锐角时cosθ>0，夹角为钝角时cosθ<0；

判断所述夹角是否大于预设夹角，若是，则确定所述下一个寻迹点处于弯道上，可选的预设角度为20°(预设的角度可以根据不同的现场环境结合不同车辆的转弯半径来确定和灵活修改，并非固定值，本实施例以20°作为预设夹角来举例说明)，若角度超过20°，则判定下个寻迹点出现在弯道上，车辆进入入弯调整状态，否则，无人车的寻迹轨迹为直线轨迹；

其中，入弯调整具体包括：

可以设定无人车直线最高速度为K，可选的，为60km/h，入弯最高速度为L，可选的，为20km/h，弯道最高速度为M，可选的，为30km/h；

如图4所示，当车辆从0加速到达A点时车速为10km/h，车辆探测到前方5m处B点位置，通过计算为直线轨迹则继续提高速度向B点前进；到达B点时车速为30km/h，探测到前方15m的C点，计算后C点为弯道，则车辆进入减速模式，当前车辆GPS坐标到达之前探测到的弯道坐标点时认为车辆进入弯道，确保入弯时的速度≤20km/h；在未探测到直线坐标(即无人车当前的行驶方向和当前位置指向探测到的下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角小于20°)前都为弯道部分，整个弯道部分允许车速最高提高到30km/h；出弯之后为直线部分，车辆最高可以加速到60km/h。

实施例三

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例一的各个步骤。

实施例四

请参照图2，一种线控制动行程的校准终端1，包括存储器2、处理器3以及存储在所述存储器2上并可在所述处理器3上运行的计算机程序，所述处理器3执行所述计算机程序时实现实施例二的各个步骤。

综上所述，本发明提供的一种无人车探测轨迹的方法及终端，根据无人车的实时行驶速度确定轨迹探测距离，并根据无人车的实时位置、实时行驶方向和轨迹探测距离确定无人车正前方呈扇形的轨迹探测范围，根据预设的轨迹路径确定在扇形的轨迹探测范围内的轨迹点，并选取落入扇形内并且距离扇形弧形最近的轨迹点最为下一个寻迹点，在进行寻迹之前，先根据无人车的当前位置和下一个寻迹点之间转向角判断下一个寻迹点是否在弯道上，若处于弯道上，则控制无人车进入减速模式直至无人车行驶出弯道；轨迹探测范围会随着无人车的实时行驶速度和实时行驶方向进行动态变化，并且选取的是轨迹探测范围内距离无人车当前位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点，保证有足够的计算和车辆行驶方向调整的时间，不仅提高了无人车寻迹的准确性，而且也保证了寻迹过程中无人车速度改变的平滑性，进一步避免寻迹错误的出现。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人车探测轨迹的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

2.根据权利要求1所述的一种无人车探测轨迹的方法，其特征在于，所述根据所述行驶速度确定轨迹探测距离包括：

轨迹探测距离＝行驶速度/a米；

所述a为一预设系数，行驶速度单位为km/h。

3.根据权利要求1或2所述的一种无人车探测轨迹的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

将以所述位置为圆点、所述轨迹探测距离为半径、所述行驶方向分别向左和向右旋转预设角度形成的角度作为圆心角构成的扇形确定为轨迹探测范围；

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点包括：

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离所述扇形圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点。

4.根据权利要求1或2所述的一种无人车探测轨迹的方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括步骤：

S4、根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上，若是，则控制所述无人车进入减速模式直至所述无人车行驶出所述弯道。

5.根据权利要求4所述的一种无人车探测轨迹的方法，其特征在于，所述根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上包括：

确定所述行驶方向和所述位置指向所述下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角；

判断所述夹角是否大于预设夹角，若是，则确定所述下一个寻迹点处于弯道上。

6.一种无人车探测轨迹的终端，包括存储器、处理器以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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、实时获取无人车的位置、行驶速度和行驶方向，根据所述行驶速度确定轨迹探测距离；

S2、根据所述位置、轨迹探测距离和行驶方向确定轨迹探测范围；

S3、根据所述轨迹探测范围和预设的轨迹路径，确定在所述轨迹探测范围内的轨迹点，选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点。

7.根据权利要求6所述的一种无人车探测轨迹的终端，其特征在于，所述根据所述行驶速度确定轨迹探测距离包括：

轨迹探测距离＝行驶速度/a米；

所述a为一预设系数，行驶速度单位为km/h。

8.根据权利要求6或7所述的一种无人车探测轨迹的终端，其特征在于，所述步骤S2包括：

将以所述位置为圆点、所述轨迹探测距离为半径、所述行驶方向分别向左和向右旋转预设角度形成的角度作为圆心角构成的扇形确定为轨迹探测范围；

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离无人车位置最远的轨迹点作为下一个寻迹点包括：

选取所述轨迹探测范围内的轨迹点中距离所述扇形圆弧段最近的轨迹点作为下一个寻迹点。

9.根据权利要求6或7所述的一种无人车探测轨迹的终端，其特征在于，所述步骤S3之后还包括步骤：

S4、根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上，若是，则控制所述无人车进入减速模式直至所述无人车行驶出所述弯道。

10.根据权利要求9所述的一种无人车探测轨迹的终端，其特征在于，所述根据所述位置、行驶方向和所述下一个寻迹点的位置确定所述下一个寻迹点是否处于弯道上包括：

确定所述行驶方向和所述位置指向所述下一个寻迹点形成的矢量方向之间的夹角；

判断所述夹角是否大于预设夹角，若是，则确定所述下一个寻迹点处于弯道上。