CN103373352B - 基于航向的辅助驾驶的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于航向的辅助驾驶的方法及装置，其中该方法包括：获取导航路径上预设的形状点的航向变化值；当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据行驶速度门限值与航向变化值的对应关系，查询得到与获取的所述航向变化值对应的行驶速度门限值；当车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度。在车辆行驶时，可从电子地图数据库中将要经过的行驶路线上获取相应坐标位置的航向变化值，并在到达该位置之前，提前给出相应的提示或者在将要经过该位置时对车辆转弯的车速、车灯的方向进行控制，提高车辆驾驶的安全性。

Description

基于航向的辅助驾驶的方法及装置

技术领域

本发明涉及辅助驾驶导航技术领域，尤其涉及一种基于航向的辅助驾驶的方法及装置。

背景技术

为了减轻驾驶员驾驶轿车、卡车、公共汽车等车辆的负担，提高安全性，提出了用于辅助驾驶员的各种驾驶辅助技术，并已实用化了这些技术。

然而，在现有的辅助驾驶技术中没有结合一些车辆导航功能比如转弯时速度的控制和提醒。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于航向的辅助驾驶的方法及装置，提高车辆驾驶的安全性。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于航向的辅助驾驶的方法，所述方法包括：

获取导航路径上预设的形状点的航向变化值；

当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据行驶速度门限值与航向变化值的对应关系，查询得到与获取的所述航向变化值对应的行驶速度门限值；

当车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度。

优选地，所述方法还包括：

当所述车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，输出告警信息。

优选地，所述方法还包括：

当所述车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，根据所述航向变化值调整所述车辆的车灯的方向。

优选地，所述获取导航路径上预设的形状点的航向变化值的步骤包括：

获取车辆的导航路径上预设的形状点的航向值；

利用获取的形状点的航向值，计算出预设的形状点的航向变化值。

优选地，所述方法还包括：

选择曲线拟合的拟合模型和拟合参数；

结合所述拟合模型和拟合参数，确定电子地图数据库中导航路径上不同位置的拟合算法；

根据导航路径上形状点的数量和位置，采用不同的拟合算法进行曲线拟合；

在拟合好的曲线上，选择与原导航路径上形状点相对应的点，并计算拟合好的曲线上对应的点的航向值；

将计算得到的所述航向值保存在所述导航路径上对应的形状点上。

优选地，所述拟合模型为贝塞尔拟合模型。

优选地，所述当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度的步骤包括：

获取所述车辆的当前位置；

当所述车辆的当前位置距离所述形状点达到预设的距离门限值时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度。

优选地，所述利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度的步骤为：

自动控制所述车辆在所述形状点的最高行驶速度不超过所述行驶速度门限值，和/或者

自动调整并保持所述车辆在所述形状点的行驶速度等于所述行驶速度门限值。

本发明还提供一种基于航向的辅助驾驶的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆当前的导航路径上预设的形状点的航向变化值；

处理模块，用于当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据航向变化值与行驶速度门限值的对应关系，查询得到与获取的所述航向变化值对应的行驶速度门限值；

速度控制模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度。

优选地，所述装置还包括：

告警模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，输出告警信息。

优选地，所述装置还包括：

车灯控制模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用所述航向变化值调整所述车辆的车灯的方向。

由上述技术方案可知，本发明的技术方案具有如下有益效果：在车辆行驶时，从电子地图数据库中将要经过的行驶路线上获取相应坐标位置的航向变化值，并在到达该位置之前，提前给出相应的提示或者在将要经过该位置时对车辆转弯的车速、车灯的方向进行控制，提高车辆驾驶的安全性。

附图说明

图1为本发明的实施例中基于航向的辅助驾驶的方法流程图；

图2为本发明的实施例中基于航向的辅助驾驶的装置结构图。

具体实施方式

在本实施例中,首先获取导航路径上预设的形状点的航向变化值；然后当航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据航向变化值与行驶速度门限值的对应关系，查询得到与获取的航向变化值对应的行驶速度门限值；当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，利用获取的行驶速度门限值自动控制车辆的行驶速度。

为了更好地便于本领域技术人员理解本发明的实施例，下面对航向值、航向变化值、行驶速度门限值、导航路径、形状点的含义进行解释。

航向值，是道路曲线切线方向与指北方向的顺时针夹角，用于描述道路延伸方向的趋势，航向是一个角度值。

航向变化值，用于表示航向的变化情况，例如结合相邻形状点上的航向值，可计算每个形状点上的航向变化值。

行驶速度门限值，从安全行驶的角度发出，设置行驶速度的最高值，该行驶速度门限值可调。

导航路径，导航装置根据车辆的出发地的位置信息和目的地的位置信息，从电子地图数据库中匹配得到的用于引导车辆行驶的路径。

形状点，设置在导航路径上，用于记录相关属性信息，例如记录航向值、航向变化值。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明的实施例中基于航向的辅助驾驶的方法流程图，具体步骤如下：

步骤101、获取导航路径上预设的形状点的航向变化值；

例如：首先获取车辆的导航路径上预设的形状点的航向值；然后利用获取的形状点的航向值，计算出预设的形状点的航向变化值。

当然，在本实施例中，也可采用速率陀螺仪作为方向传感器，用以测量车辆航向变化值。

步骤102、当航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据航向变化值与行驶速度门限值的对应关系，查询得到与获取的航向变化值对应的行驶速度门限值；

在本实施例中，可根据曲率和航向等参数来设置预设的航向变化门限值，当然也可根据横向力系数来设置航向变化门限值，在不同的横向力系数时，乘客的感觉是不一样的，可以根据横向力系数来确定是否需要调整速度。

步骤103、当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，利用获取的行驶速度门限值自动控制车辆的行驶速度；

例如：首先获取车辆的当前位置；然后当车辆的当前位置距离所述形状点达到预设的距离门限值时，可利用获取的行驶速度门限值自动控制车辆的行驶速度。

在本实施例中，可采用现有的定位技术获取车辆的当前位置，例如通过GPS技术获取车辆的当前位置的坐标信息。

当然可以理解的是，在本实施例中并不限定距离门限值的具体取值，可根据具体情况进行调整。

在步骤103中，利用获取的行驶速度门限值自动控制车辆的行驶速度的方式，可采用以下两种方式中的任意一种：

1)车辆动力控制系统自动控制车辆在形状点的最高行驶速度不超过行驶速度门限值，或者

2)车辆动力控制系统自动调整并保持车辆在形状点的行驶速度等于行驶速度门限值。

步骤104、当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，输出告警信息；

也就是，当车辆行驶至靠近形状点时，为了提醒车辆驾驶员的注意，可输出告警信息，例如该警信息可通过语音播报的方式输出。

该告警信息可设置为“前方有拐弯”，当然可以理解的是，在本实施例中并不限定告警信息的具体内容以及告警信息的输出的方式。

步骤105、当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，根据航向变化值调整车辆的车灯的方向。

例如：5°或者10°，每当角度变化超过5°时，就调整车灯方向。

在本实施例中，步骤103、步骤104与步骤105可同时进行，当然可以理解的是，步骤103、步骤104与步骤105也可依次进行。

在现有技术中，电子地图数据库中的导航路径不平滑，而且并不是完全符合实际道路行政等级，因此在本实施例中，可预先对电子地图数据库中的导航路径进行曲线拟合，以更加符合实际道路的形状，例如可采用如下方式：

选择拟合模型和选择拟合参数；

结合拟合模型和拟合参数，确定电子地图数据库中导航路径上不同位置的拟合算法；

根据导航路径上形状点的数量和位置，采用不同的拟合算法进行曲线拟合；

在拟合好的曲线上，选择与原导航路径上形状点相对应的点，并计算拟合好的曲线上对应的点的航向值；

将计算得到的航向值保存在导航路径上对应的形状点上。

由上述技术方案可知，本发明的技术方案具有如下有益效果：在车辆行驶时，车辆控制系统可从电子地图数据库中将要经过的路线上获取相应坐标位置的航向变化值，并在到达该位置之前，提前给出相应的提示或者在将要经过该位置时对车辆转弯方向、车灯的方向进行控制，提高车辆驾驶的安全性。

下面结合如下步骤详细介绍本实施例中的基于航向的辅助驾驶的方法，具体步骤如下：

步骤201、确定拟合模型；

根据实际道路和/或实际应用，可选择贝塞尔曲线作为拟合模型。

步骤202、确定拟合参数

通过对道路模型研究，确定拟合参数。

步骤203、确定拟合算法；

结合拟合模型和拟合参数，确定道路Link上不同位置的拟合算法，例如选择贝塞尔算法。

步骤204、选择道路Link；

根据产品设计，选择相应的道路Link。

步骤205、曲线拟合；

根据道路Link上形状点的数量和位置，采用不同的拟合算法进行曲线拟合。

步骤206、选择形状点的对应点；

在拟合好的曲线上，选择与原道路Link上形状点相对应的点。

步骤207、计算对应点的航向；

计算拟合好的曲线上对应点上的航向值。

在本实施例中，可采用如下公式计算：

航向的计算公式：

设曲线为：f(x)

某点上的航向为：K＝tan-1(f(x)')

对某点上的曲线值求一阶导，并对数值求反正切值。得到的角度即为该点处的航向值。

步骤208、存储航向数据在道路上

将每个对应点上的航向值存储在相应的形状点上，一并存储在电子地图数据库中。

步骤209、使用时，连接电子地图数据库与车辆动力控制系统；

步骤210、提前获取电子地图数据库中车辆行驶路线上的航向信息，并对车辆进行提醒以及控制。

电子地图数据库安装在车辆上的导航仪中，当启动车辆时，车辆上的导航系统会对车辆的当前位置进行定位，并与电子地图数据库中导航路径进行匹配。在车辆行驶时，车辆控制系统可从电子地图数据库中将要经过的路线上获取相应坐标位置的航向变化值，并在到达该位置之前，提前给出相应的提示或者在将要经过该位置时对车辆转弯方向、车灯的方向进行控制，提高车辆驾驶安全性。

参见图2，为本发明的实施例中基于航向的辅助驾驶的装置结构图，该装置包括：

获取模块，用于获取车辆当前的导航路径上预设的形状点的航向变化值；

处理模块，用于当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据航向变化值与行驶速度门限值的对应关系，查询得到与获取的航向变化值对应的行驶速度门限值；

速度控制模块，用于当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，利用获取的行驶速度门限值自动控制车辆的行驶速度。

在本发明的另一实施例中，所述装置还包括：

告警模块，用于当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，输出告警信息。

在本发明的另一实施例中，所述装置还包括：

车灯控制模块，用于当车辆行驶至靠近导航路径中的形状点时，利用航向变化值调整车辆的车灯的方向。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于航向的辅助驾驶的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取导航路径上预设的形状点的航向变化值；

当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据行驶速度门限值与航向变化值的对应关系，查询得到与获取的所述航向变化值对应的行驶速度门限值；

当车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度；

所述获取导航路径上预设的形状点的航向变化值的步骤包括：

获取车辆的导航路径上预设的形状点的航向值；

利用获取的形状点的航向值，计算出预设的形状点的航向变化值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，输出告警信息。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述车辆行驶至靠近所述导航路径中的所述形状点时，根据所述航向变化值调整所述车辆的车灯的方向。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

选择曲线拟合的拟合模型和拟合参数；

结合所述拟合模型和拟合参数，确定电子地图数据库中导航路径上不同位置的拟合算法；

根据导航路径上形状点的数量和位置，采用不同的拟合算法进行曲线拟合；

在拟合好的曲线上，选择与原导航路径上形状点相对应的点，并计算拟合好的曲线上对应的点的航向值；

将计算得到的所述航向值保存在所述导航路径上对应的形状点上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述拟合模型为贝塞尔拟合模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度的步骤包括：

获取所述车辆的当前位置；

当所述车辆的当前位置距离所述形状点达到预设的距离门限值时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度的步骤为：

自动控制所述车辆在所述形状点的最高行驶速度不超过所述行驶速度门限值，和/或者

自动调整并保持所述车辆在所述形状点的行驶速度等于所述行驶速度门限值。

8.一种基于航向的辅助驾驶的装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆当前的导航路径上预设的形状点的航向变化值；

处理模块，用于当所述航向变化值超过预设的航向变化门限值时，根据航向变化值与行驶速度门限值的对应关系，查询得到与获取的所述航向变化值对应的行驶速度门限值；

速度控制模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用获取的所述行驶速度门限值自动控制所述车辆的行驶速度；

所述获取模块，具体用于获取车辆的导航路径上预设的形状点的航向值；利用获取的形状点的航向值，计算出预设的形状点的航向变化值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

告警模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，输出告警信息。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

车灯控制模块，用于当所述车辆行驶至靠近导航路径中的所述形状点时，利用所述航向变化值调整所述车辆的车灯的方向。