基于UWB测距的车辆横向位置测量方法、系统、设备及介质与流程

本技术涉及车辆测试，尤其涉及基于uwb测距的车辆横向位置测量方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着汽车测试技术的发展，车辆性能测试的准确性逐渐成为研发重点。在现有技术中，车辆横向位置主要通过驾驶员目视判断或gps定位获取，包括通过驾驶员观察车辆与标线相对位置调整行驶轨迹，或通过gps模块输出车辆全局坐标，以满足测试工况的基础定位需求。

2、车辆测试的过程中经常涉及直线行驶稳定性、车道保持辅助标定等项目，当车辆在测试场高速行驶时，会由于横向位置偏差的存在，导致测试数据失真，在偏差较大的情况下，会使测试结果无效，需要重复测试，降低了研发效率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供基于uwb测距的车辆横向位置测量方法、系统、设备及介质，能够通过获取uwb测距数据、解算车辆横向位置坐标，确定车辆相对车道边界的横向偏移距离，使得测试人员在车辆于测试场行驶时，不会由于横向位置偏差过大而导致测试数据失真，提升了车辆性能测试的准确性和效率。

2、第一方面，本技术提供了一种基于uwb测距的车辆横向位置测量方法，所述方法包括：

3、获取车辆上的uwb标签与三个uwb锚点之间的测距数据；所述三个uwb锚点包括布设于测试车道起点位置的第一锚点、布设于测试车道终点位置的第二锚点，以及布设于测试车道侧方位置的第三锚点；

4、根据所述测距数据以及各uwb锚点的预设坐标，解算车辆在预设平面坐标系下的横向位置坐标；

5、根据标定的车道边界参数以及所述横向位置坐标，计算车辆相对车道边界的横向偏移距离；

6、将所述横向偏移距离发送至显示终端进行展示。

7、作为优选，所述获取车辆上的uwb标签与三个uwb锚点之间的测距数据，采用双边双向测距方法，具体包括以下步骤：

8、uwb标签向目标uwb锚点发送测距请求帧，并记录发送时刻；

9、目标uwb锚点接收测距请求帧，记录接收时刻，并在延迟后回复测距响应帧；

10、uwb标签接收测距响应帧，记录接收时刻，并在延迟后回复测距确认帧；

11、目标uwb锚点接收测距确认帧，记录接收时刻；

12、uwb标签根据记录的发送与接收时刻，计算与目标uwb锚点之间的测距数据。

13、采用上述技术方案，通过基于双边双向测距方法获取车辆上的uwb标签与三个uwb锚点之间的测距数据，消除了设备间时钟偏差对测距结果的影响。

14、作为优选，所述根据所述测距数据以及各uwb锚点的预设坐标，解算车辆在预设平面坐标系下的横向位置坐标，包括：

15、根据车辆与第一锚点的第一测距值、车辆与第二锚点的第二测距值、以及第一锚点与第二锚点之间的距离，解算车辆横坐标；

16、根据所述第一测距值和所述车辆横坐标，解算车辆纵坐标的绝对值；

17、根据车辆与第三锚点的第三测距值，确定所述车辆纵坐标取值的正负属性，以得到目标车辆纵坐标，所述目标车辆纵坐标用于表示车辆的横向位置坐标。

18、采用上述技术方案，通过分步解算逻辑，在使用三个锚点的前提下实现了车辆二维位置的计算，降低了系统部署成本。

19、作为优选，所述根据车辆与第三锚点的第三测距值，确定所述纵坐标取值的正负属性，以得到目标车辆纵坐标，包括：

20、分别计算车辆纵坐标取正值和取负值两种情况下车辆与所述第三锚点的理论测距值；

21、计算两种理论测距值与所述第三测距值之间的差值绝对值；

22、将差值绝对值较小的理论测距值所对应的符号确定为车辆纵坐标取值的正负属性。

23、采用上述技术方案，利用第三锚点的测距数据确定所述纵坐标取值的正负属性，解决了三边定位中固有的镜像对称歧义问题，确保了定位结果的唯一性。

24、作为优选，所述车道边界参数包括左侧车道边界对应的纵轴基准位置和右侧车道边界对应的纵轴基准位置；

25、所述横向偏移距离包括左侧偏移距离和右侧偏移距离，所述左侧偏移距离为左侧车道边界纵轴基准位置与车辆纵坐标之差，所述右侧偏移距离为车辆纵坐标与右侧车道边界纵轴基准位置之差。

26、采用上述技术方案，将复杂的空间距离计算转化为简单的坐标减法运算，降低了数据处理的计算负荷，同时能够同时输出左右两侧的偏移量，支持驾驶员选择不同的车道位置控制策略。

27、作为优选，所述获取车辆上的uwb标签与三个uwb锚点之间的测距数据之后，在根据所述测距数据以及各uwb锚点的预设坐标，解算车辆在预设平面坐标系下的横向位置坐标之前，还包括：

28、对所述测距数据进行低通滤波处理，得到滤波后的测距数据；

29、其中，所述低通滤波处理采用一阶指数滑动平均滤波方式，当前时刻的滤波输出值由当前时刻的原始测距值与上一时刻的滤波输出值加权求和得到。

30、采用上述技术方案，通过一阶指数滑动平均滤波，能够在滤波平滑性和响应速度之间取得平衡，既抑制了环境干扰导致的测距噪声，又可通过调整加权系数适配不同车速需求。

31、作为优选，所述将所述横向偏移距离发送至显示终端进行展示，包括：

32、将所述横向偏移距离通过无线通信链路实时下发至车载显示终端；

33、所述车载显示终端以图形化界面展示车辆相对于车道边界的位置，包括左侧偏移距离、右侧偏移距离以及车辆在车道内的位置示意图。

34、采用上述技术方案，通过无线通信链路实时下发偏移距离并进行图形化展示，驾驶员无需复杂计算即可直观获知车辆偏离状态，降低了测试操作的认知负荷。

35、第二方面，本技术实施例还提供基于uwb测距的车辆横向位置测量系统，所述车辆横向位置测量系统包括：

36、场地基准点模块，用于存储三个uwb锚点的预设坐标以及预设的车道边界参数；所述三个uwb锚点包括布设于测试车道起点位置的第一锚点、布设于测试车道终点位置的第二锚点、以及布设于测试车道侧方位置的第三锚点；

37、车载测距模块，用于通过车辆上固定安装的uwb标签与各uwb锚点基于双边双向测距方法，获取车辆与各uwb锚点之间的测距数据；

38、数据处理模块，用于根据所述测距数据以及各uwb锚点的预设坐标，解算车辆在预设平面坐标系下的横向位置坐标，并根据预设的车道边界参数以及所述横向位置坐标，计算车辆相对车道边界的横向偏移距离；

39、显示终端模块，用于通过无线通信链路接收实时下发的横向偏移距离，并以图形化界面展示车辆相对于车道边界的位置。

40、第三方面，本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过所述总线进行通信，所述机器可读指令被所述处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中所述的车辆横向位置测量方法的步骤。

41、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实施方式中所述的车辆横向位置测量方法的步骤。

42、本技术实施例提供的基于uwb测距的车辆横向位置测量方法、系统、设备及介质，可以根据uwb测距数据解算出车辆的横向位置坐标，以计算车辆相对车道边界的横向偏移距离并实时展示，提升了车辆性能测试的准确性和效率。

43、此外，通过图形化界面同步展示车辆位置与车道边界的相对关系，使得测试人员在车辆行驶时，能够直观获取横向偏移状态，进一步提升了测试操作的便捷性和安全性。

44、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。