一种车辆相对运动的换算方法及装置与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种车辆相对运动的换算方法及装置。


背景技术：

2.随着汽车智能化、网联化、电动化概念的引入，自动驾驶技术已成为推动汽车产业发展的核心竞争力之一，越来越多的汽车电子供应商推出高精度传感器、超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达(lidar)、高清摄像头等“感测”设备，采用视频与雷达数据融合技术，将车辆环境数据引入车辆自动驾驶控制解决方案，已在各主机厂广泛应用。
3.要实现自动驾驶，车辆必须能够观察周围的环境，且不仅局限于眼前。然而，“感知融合”方案受“感测”设备的超高成本、感测距离、盲区遮挡等弊端影响，无法满足自动驾驶的全部需求。故一种基于网络传输技术的“感测”手段v2x(vehicle to everything)技术正在兴起并成为自动驾驶技术的发展趋势。
4.但是，现有技术鲜有对碰撞进行预警，且没有根据两车速度确定相撞的安全距离，因此，现有自动驾驶技术亟需解决。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种车辆相对运动的换算方法及装置，解决现有技术鲜有对碰撞进行预警，且没有根据两车速度确定相撞的安全距离的问题。
6.为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种车辆相对运动的换算方法，包括：
7.获取远车位置；
8.分别获取本车速度及远车速度；
9.依据所述远车位置、所述本车速度及所述远车速度计算远车相对于本车的相对速度。
10.在本发明所述的换算方法中，所述获取远车位置，包括：
11.计算本车与远车的距离；
12.以所述本车为原点建立坐标轴并计算所述远车的坐标。
13.在本发明所述的换算方法中，所述计算本车与远车的距离，包括：
14.获取本车及远车的经纬度；
15.依据所述本车及远车的经纬度计算本车与远车的距离。
16.在本发明所述的换算方法中，所述以所述本车为原点建立坐标轴并计算所述远车的坐标，包括：
17.以所述本车为原点，所述本车的行驶方向为x轴建立坐标轴；
18.通过于所述坐标轴内计算所述本车及远车之间的连线与正北方向的夹角；
19.计算本车和远车连线与x轴的夹角；
20.依据所述距离计算所述远车的坐标。
21.在本发明所述的换算方法中，所述依据所述远车位置、所述本车速度及所述远车速度计算远车相对于本车的相对速度，包括：
22.计算远车相对于本车的相对速度：
[0023][0024]
其中，v为所述远车相对于本车的相对速度，v
rv
为所述远车速度，v
hv
为所述本车速度，θ为本车航向角与远车航向角的夹角，其中，所述远车速度及所述本车速度均为矢量，依据车辆自身传感器所采集的自身航向角获取本车航向角与远车航向角的夹角；
[0025]
计算所述相对速度的方向：
[0026][0027]
其中，δ为所述相对速度的方向。
[0028]
在本发明所述的换算方法中，还包括：
[0029]
依据所述相对速度计算所述本车与所述远车的碰撞时间。
[0030]
在本发明所述的换算方法中，所述依据所述相对速度计算所述本车与所述远车的碰撞时间，包括：
[0031]
依据远车与本车的相对运动，获取远车相对本车的运动轨迹；
[0032]
判断所述运动轨迹与所述本车在坐标系中区域是否存在交点，若是，则获取远车位置到交点的相对距离，若否，则退出运算；其中，所述本车在坐标系中区域为车身形状在坐标系中的映射；
[0033]
计算所述碰撞时间：
[0034]
ttc＝d/v
[0035]
其中，ttc为所述碰撞时间，d为当前远车的位置到所述交点的相对距离。
[0036]
第二方面，提供一种车辆相对运动的换算装置，包括：
[0037]
远车位置获取模块，用于获取远车位置；
[0038]
速度获取模块，用于分别获取本车速度及远车速度；
[0039]
相对速度计算模块，用于依据所述远车位置、所述本车速度及所述远车速度计算远车相对于本车的相对速度。
[0040]
在本发明所述的换算装置中，所述远车位置获取模块，包括：
[0041]
距离计算模块，用于计算本车与远车的距离；
[0042]
坐标计算模块，用于以所述本车为原点建立坐标轴并计算所述远车的坐标；
[0043]
所述距离计算模块，包括：
[0044]
经纬度获取模块，用于获取本车及远车的经纬度；
[0045]
距离计算子模块，用于依据所述本车及远车的经纬度计算本车与远车的距离；
[0046]
所述坐标计算模块，包括：
[0047]
坐标建立模块，用于以所述本车为原点，所述本车的行驶方向为x轴建立坐标轴；
[0048]
正北夹角计算模块，用于通过于所述坐标轴内计算所述本车及远车之间的连线与正北方向的夹角；
[0049]
连线夹角计算模块，用于计算本车和远车连线与x轴的夹角；
[0050]
坐标计算子模块，用于依据所述距离计算所述远车的坐标。
[0051]
所述相对速度计算模块，包括：
[0052]
相对速度计算子模块，用于计算远车相对于本车的相对速度：
[0053][0054]
其中，v为所述远车相对于本车的相对速度，v
rv
为所述远车速度，v
hv
为所述本车速度，θ为本车航向角与远车航向角的夹角，其中，所述远车速度及所述本车速度均为矢量，依据车辆自身传感器所采集的自身航向角获取本车航向角与远车航向角的夹角；
[0055]
相对方向计算模块，用于计算所述相对速度的方向：
[0056][0057]
其中，δ为所述相对速度的方向；
[0058]
所述换算装置还包括碰撞时间计算模块；
[0059]
所述碰撞时间计算模块，用于依据所述相对速度计算所述本车与所述远车的碰撞时间；
[0060]
所述碰撞时间计算模块，包括：
[0061]
运动轨迹获取模块，用于依据远车与本车的相对运动，获取远车相对本车的运动轨迹；
[0062]
交点判断模块，用于判断所述运动轨迹与所述本车在坐标系中区域是否存在交点，若是，则获取远车位置和交点的相对距离，若否，则退出运算；其中，所述本车在坐标系中区域为车身形状在坐标系中的映射；
[0063]
碰撞时间计算子模块，用于计算所述碰撞时间：
[0064]
ttc＝d/v
[0065]
其中，ttc为所述碰撞时间，d为当前远车的位置到所述交点的相对距离。
[0066]
第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如上所述的一种换算方法。
[0067]
本发明的有益效果是：
[0068]
通过计算相对运动对碰撞进行预警，且根据两车速度及相对运动确定相撞的安全距离。
附图说明
[0069]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0070]
图1是本发明提供的一种车辆相对运动的换算方法的流程图；
[0071]
图2是本发明提供的坐标轴示意图。
具体实施方式
[0072]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0073]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0074]
在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。
[0075]
请参阅图1，图1是本发明提供的一种车辆相对运动的换算方法的流程图。该车辆相对运动的换算方法包括步骤s1-s3：
[0076]
s1、获取远车位置；步骤s1步骤s11-s12：
[0077]
s11、计算本车与远车的距离；步骤s11包括步骤s111-s112：
[0078]
s111、获取本车及远车的经纬度。
[0079]
s112、依据所述本车及远车的经纬度计算本车与远车的距离。
[0080]
本实施例中，计算本车和远车的经纬度差值即可得出本车和远车的距离。
[0081]
s12、以所述本车为原点建立坐标轴并计算所述远车的坐标。步骤s12包括步骤s121-s124：
[0082]
s121、以所述本车为原点，所述本车的行驶方向为x轴建立坐标轴。
[0083]
参见图2，图2是本发明提供的坐标轴示意图，a表示本车，b表示远车。两点连线与正北方向的夹角为α，远车坐标为b(distrel-x,distrel-y)，本车和远车连线与x轴的夹角为σ(下文为θ)，正北方向与x轴的夹角为βa。本车的行驶方向为x轴，与x轴垂直且方向与正北方向的夹角小于180
°
的方向为y轴。
[0084]
s122、通过于所述坐标轴内计算所述本车及远车之间的连线与正北方向的夹角。
[0085]
本实施例中，通过本车和远车的经纬度以及航向角计算本车和远车连线与正北方向的夹角，如此，可以在后续待开发的应用程序中输出指北信息。
[0086]
s123、计算本车和远车连线与x轴的夹角。
[0087]
本实施例中，计算本车和远车连线与本车航向角的夹角θ。
[0088]
s124、依据所述距离计算所述远车的坐标。
[0089]
本实施例中，知道ab间的距离、本车和远车连线与x轴的夹角，即可计算出远车坐标b(distrel-x,distrel-y)。
[0090]
s2、分别获取本车速度及远车速度。
[0091]
本实施例中，可以通过卫星对两车进行测速，也可以通过两车自行上传自身速度。
[0092]
s3、依据所述远车位置、所述本车速度及所述远车速度计算远车相对于本车的相对速度。步骤s31-s32：
[0093]
s31、计算远车相对于本车的相对速度：
[0094][0095]
其中，v为所述远车相对于本车的相对速度，v
rv
为所述远车速度，v
hv
为所述本车速度，θ为本车航向角与远车航向角的夹角，其中，所述远车速度及所述本车速度均为矢量，依据车辆自身传感器所采集的自身航向角获取本车航向角与远车航向角的夹角。
[0096]
本实施例中，通过计算相对运动对碰撞进行预警，且根据两车速度及相对运动确定相撞的安全距离。
[0097]
s32、计算所述相对速度的方向：
[0098][0099]
其中，δ为所述相对速度的方向。
[0100]
本实施例中，通过相对速度的方向可以预测两车行驶相撞的可能性。
[0101]
优选的，该换算方法还包括步骤s4：
[0102]
s4、依据所述相对速度计算所述本车与所述远车的碰撞时间。步骤s4包括步骤s41-s43：
[0103]
s41、依据远车与本车的相对运动，获取远车相对本车的运动轨迹。
[0104]
本实施例中，建立远车的相对本车的运动轨迹方程l，并且计算出与hv的交点。
[0105]
s42、判断所述运动轨迹与所述本车在坐标系中区域是否存在交点，若是，则获取远车位置到交点的相对距离，若否，则退出运算；其中，所述本车在坐标系中区域为车身形状在坐标系中的映射；
[0106]
本实施例中，判断l是否与hv是否有交点。求出l距离预设本车区域的交点。如果没有交点，退出运算。如果有交点，然后计算远车点到交点的相对距离。然后得到远车点到交点的最短距离即是碰撞的最短距离＝distance(即d)。
[0107]
s43、计算所述碰撞时间：
[0108]
ttc＝d/v
[0109]
其中，ttc为所述碰撞时间，d为当前的远车的坐标到所述交点的相对距离。
[0110]
本发明还提供的车辆相对运动的换算装置包括远车位置获取模块、速度获取模块及相对速度计算模块。
[0111]
远车位置获取模块，用于获取远车位置；所述远车位置获取模块包括距离计算模块及坐标计算模块。
[0112]
距离计算模块，用于计算本车与远车的距离；所述距离计算模块包括经纬度获取模块及距离计算子模块。
[0113]
经纬度获取模块，用于获取本车及远车的经纬度；
[0114]
距离计算子模块，用于依据所述本车及远车的经纬度计算本车与远车的距离；
[0115]
坐标计算模块，用于以所述本车为原点建立坐标轴并计算所述远车的坐标；所述坐标计算模块包括坐标建立模块、正北夹角计算模块、连线夹角计算模块及坐标计算子模块。
[0116]
坐标建立模块，用于以所述本车为原点，所述本车的行驶方向为x轴建立坐标轴；
[0117]
正北夹角计算模块，用于通过于所述坐标轴内计算所述本车及远车之间的连线与正北方向的夹角；
[0118]
连线夹角计算模块，用于计算本车和远车连线与x轴的夹角；
[0119]
坐标计算子模块，用于依据所述距离计算所述远车的坐标。
[0120]
速度获取模块，用于分别获取本车速度及远车速度；
[0121]
相对速度计算模块，用于依据所述远车位置、所述本车速度及所述远车速度计算远车相对于本车的相对速度。所述相对速度计算模块包括相对速度计算子模块及相对方向计算模块。
[0122]
相对速度计算子模块，用于计算远车相对于本车的相对速度：
[0123][0124]
其中，v为所述远车相对于本车的相对速度，v
rv
为所述远车速度，v
hv
为所述本车速度，θ为本车航向角与远车航向角的夹角，其中，所述远车速度及所述本车速度均为矢量，依据车辆自身传感器所采集的自身航向角获取本车航向角与远车航向角的夹角；
[0125]
相对方向计算模块，用于计算所述相对速度的方向：
[0126][0127]
其中，δ为所述相对速度的方向；
[0128]
优选的，所述换算装置还包括碰撞时间计算模块。
[0129]
所述碰撞时间计算模块，用于依据所述相对速度计算所述本车与所述远车的碰撞时间；所述碰撞时间计算模块包括运动轨迹获取模块、交点判断模块及碰撞时间计算子模块。
[0130]
运动轨迹获取模块，用于依据远车与本车的相对运动，获取远车相对本车的运动轨迹。
[0131]
交点判断模块，用于判断所述运动轨迹与所述本车在坐标系中区域是否存在交点，若是，则获取本车和远车的相对距离，若否，则退出运算。其中，所述本车在坐标系中区域为车身形状在坐标系中的映射；
[0132]
碰撞时间计算子模块，用于计算所述碰撞时间：
[0133]
ttc＝d/v
[0134]
其中，ttc为所述碰撞时间，d为当前的远车的坐标到所述交点的相对距离。
[0135]
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本发明实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本发明实施例所提供的任一种车辆相对运动的换算方法中的步骤。
[0136]
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
[0137]
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本发明实施例所提供的任一种车辆相对运动的换算方法中的步骤，因此，可以实现本发明实施例所提供的任一种车辆相对运动的换算方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
[0138]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。