CN111368260B

CN111368260B - 一种车辆跟随方法及装置

Info

Publication number: CN111368260B
Application number: CN202010190782.5A
Authority: CN
Inventors: 张冬鹏; 覃力; 刘威
Original assignee: Neusoft Reach Automotive Technology Shanghai Co Ltd
Current assignee: Neusoft Reach Automotive Technology Shanghai Co Ltd
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2040-03-18
Also published as: CN111368260A

Abstract

本申请公开了一种车辆跟随方法及装置，所述方法包括：获取目标车辆的预设的时间段中不同时刻的位置坐标，并将得到的目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到转换位置坐标，根据转换位置坐标进行曲线拟合，得到目标车辆的拟合轨迹，根据拟合轨迹控制自车进行跟随。由此可见，通过获得时间段中不同时刻的目标车辆的位置坐标，并根据得到的位置坐标进行曲线拟合，得到的拟合轨迹可以减小由于个别不准确的位置坐标造成的偏差，得到的拟合轨迹可以较为准确的反映目标车辆的行驶轨迹，可以适当的修正传感器实时误差造成的跟随路线的偏差，可以实现较为准确的控制自车跟随目标车辆。

Description

一种车辆跟随方法及装置

技术领域

本申请涉及汽车领域，尤其涉及一种车辆跟随方法及装置。

背景技术

随着汽车使用的普及，越来越多的人选择乘坐汽车出行。但是在道路中容易出现拥堵的情况。在拥堵时，驾驶员需要注意与目标车辆之间的距离，还需要注意车辆的前进情况，随时操作车辆跟紧前方的车辆。

鉴于交通拥堵时需要驾驶员保持对于路况的关注并且多次操作车辆，需要耗费驾驶员大量的精力，在现有技术中出现了交通拥堵辅助系统，该系统可以通过获取目标车辆的运动状态，判断自车需要进行的操作，控制自车在低速的情况下自动跟随目标车辆，减少了驾驶员在道路拥堵的情况下对于车辆的操作。目标车辆的运动状态可以通过自车上的检测设备进行数据的获取和处理得到，并以此为自车跟随的依据。但是，在现有技术中，由于检测设备中的传感器等设备具有误差，并且目标车辆的相关数据是实时进行获取和处理的，自车仅获取目标车辆当下的运动状态不能准确的实现跟随，自车的跟随路线会存在偏差。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本申请提供了一种车辆跟随方法及装置，可以通过获取目标车辆的位置坐标得到目标车辆的拟合轨迹，根据拟合轨迹实现自车跟随。

本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种车辆跟随方法，包括：

获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标；

将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标；其中，所述自车最终位置为自车在所述时间段的最终时刻所处的位置；

根据所述转换位置坐标进行曲线拟合，得到所述目标车辆的拟合轨迹；

根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆。

可选的，所述获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标包括：

获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的以自车当前位置为坐标系原点的位置坐标；其中，所述自车当前位置为获取目标车辆位置坐标时自车所处的位置。

可选的，所述将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标，具体包括：

将所述目标车辆的位置坐标进行平移旋转变换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标。

可选的，在所述根据所述转换位置坐标进行曲线拟合之前，所述方法还包括：

判断所述转换位置坐标是否符合预设要求；将不符合预设要求的转换位置坐标去除。

可选的，所述预设要求为相邻的所述转换位置坐标之间的横向距离小于或者等于距离阈值。

可选的，所述根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆包括：

根据所述目标车辆的最终位置坐标和所述自车最终位置坐标之间的拟合轨迹，控制所述自车跟随所述目标车辆；其中，所述目标车辆的最终位置坐标为所述目标车辆在所述预设的时间段中最终时刻的位置坐标。

根据所述拟合轨迹，通过比例积分微分控制方法控制所述自车跟随所述目标车辆。

可选的，所述根据所述转换位置坐标进行曲线拟合包括：

根据所述转换位置坐标通过最小二乘法进行曲线拟合。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆跟随装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标；

转换单元，用于将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标；其中，所述自车最终位置为自车在所述时间段的最终时刻所处的位置；

拟合单元，用于根据所述转换位置坐标进行曲线拟合，得到所述目标车辆的拟合轨迹；

跟随单元，用于根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆。

可选的，所述装置还包括：

筛选单元，用于判断所述转换位置坐标是否符合预设要求；将不符合预设要求的转换位置坐标去除。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

在本申请实施例提供的方法中，获取目标车辆的预设的时间段中不同时刻的位置坐标，并将得到的目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到转换位置坐标，根据转换位置坐标进行曲线拟合，得到目标车辆的拟合轨迹，根据拟合轨迹控制自车进行跟随。由此可见，通过获得时间段中不同时刻的目标车辆的位置坐标，并根据得到的位置坐标进行曲线拟合，得到的拟合轨迹可以减小由于个别不准确的位置坐标造成的影响，得到的拟合轨迹可以较为准确的反映目标车辆的行驶轨迹，可以适当的修正传感器实时误差造成的跟随路线的偏差，可以实现较为准确的控制自车跟随目标车辆。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆跟随方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的另一种车辆跟随方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种车辆跟随装置的结构示意图。

具体实施方式

正如前文描述，目前的车辆跟随方法大多是通过自车传感器得到的目标车辆的行驶状态，根据目标车辆的行驶状态确定目标车辆的位置，根据目标车辆的位置进行车辆跟随。但是，可以理解的是，传感器是具有一定的精度误差的，当自车根据传感器得到的目标车辆的实时的数据进行车辆跟随时，由于传感器的误差可能会导致自车分析得到的目标车辆的位置出现问题，自车在进行跟随时容易出现偏差，不能准确的跟随目标车辆。

发明人发现，在现有的技术中，对于车辆跟随主要是根据传感器获取的目标车辆的相关的数据来实现的。自车通过传感器获取的数据对目标车辆的行驶状态以及目标车辆与自车之间的距离、相对位置进行确定，并根据分析的结果控制自车进行对目标车辆的跟随。但是，传感器获取的数据可能存在着误差，而根据具有误差的数据得到的分析结果与目标车辆的真实行驶状态并不一致，如果自车根据具有误差的数据进行车辆跟随控制，则跟随的轨迹可能出现问题，不能准确的跟随目标车辆行驶，甚至在跟随行驶的过程中出现问题。

发明人经过研究后发现，传感器获取的数据的误差难以通过对传感器进行改进得到完全避免，所以可以通过获取多个数据，根据多个数据得到当前时刻下的目标车辆的行驶状态。可以获取目标车辆在一定的时间段中的位置坐标，将获取到的目标车辆位置坐标进行坐标转换，使其位于同一个坐标系中，将转换后的位置坐标进行曲线拟合，可以得到拟合轨迹，在进行曲线拟合的过程中，可以减小具有误差的数据对于轨迹的影响。通过对获取到的多个数据进行曲线拟合，可以得到较为准确的目标车辆的行驶轨迹，根据行驶轨迹进行车辆跟随，可以得到较为准确的跟随效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

第一实施例

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种车辆跟随方法的流程图。

在本实施例中，所述方法例如可以通过如下步骤S101-S104实现。

S101：获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标。

本申请实施例中的目标车辆可以是进行车辆跟随时确定跟随的目标车辆，本申请实施例中不限定目标车辆的确定方法，可以基于对自车的前方车辆的行驶轨迹的判断所确定跟随的车辆。

需要说明的是，本申请实施例中不限定预设的时间段的时间长短，在一种可能的实现方式中，预设的时间段可以为3秒。预设的时间段可以为历史的时间段，可以通过实时获取并储存目标车辆的相关数据，在需要时调用储存的对应的时间段的相关数据。

需要说明的是，目标车辆的位置坐标可以通过传感器获取到的目标车辆与自车之间的相对距离和方向等数据得到，在一种可能的实现方式中，目标车辆的位置坐标是以当下时刻的自车的位置为坐标原点的坐标系中的坐标。在另一种可能的实现方式中，目标车辆的位置坐标可以为在其他形式的坐标系中的坐标。

需要说明的是，获取目标车辆的不同时刻的位置坐标中的不同时刻，可以是在预设的时间段中均匀划分得到的不同时刻，也可以是非均匀划分得到的不同时刻，可以较多的选用距离当前时刻较近的时刻，也就是说可以选用预设的时间段中时间顺序较后的时刻。

获取位置坐标可以通过自车上具有的相关的传感器设备得到，本申请实施例中不限定传感器获取到的数据形式和数据种类。

S102：将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标；其中，所述自车最终位置为自车在所述时间段的最终时刻所处的位置。

需要说明的是，本申请实施例中不限定坐标转换的顺序，在一种可能的实现方式中，在预设的时间段中，可以得到一个时刻的目标车辆的位置坐标后就将上一个时刻的目标车辆的位置坐标进行转换，如此在时间段结束后可以得到依次转换后的转换位置坐标。在另一种可能的实现方式中，可以得到所有的目标车辆的位置坐标后一起进行坐标转换。

需要说明的是，可以根据各个时刻的目标车辆的位置坐标的坐标系原点与自车最终位置的相对关系进行坐标系转换。

本申请实施例中也不限定坐标转换的方式，可以理解的是，坐标转换的方式与获取到的目标车辆的位置坐标的具体形式有关。

可以理解的是，为了便于根据最终得到的目标车辆的行驶轨迹控制自车进行跟随，可以将目标车辆的位置坐标转换到以自车最终位置为原点的坐标系中。可以理解的是，由于需要实现自车进行跟车，所以在最终时刻，目标车辆应当位于自车行驶方向的前方。

S103：根据所述转换位置坐标进行曲线拟合，得到所述目标车辆的拟合轨迹。

本申请实施例中不限定曲线拟合的具体方式，在一种可能的实现方式中可以采用最小二乘法进行曲线拟合。

可以理解的是，得到的目标车辆的拟合轨迹可以不限于预设的时间段中的拟合轨迹，得到的拟合轨迹中可以包括对未来目标车辆的行驶轨迹的预测轨迹。

S104：根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆。

本申请实施例中不限定根据拟合轨迹控制自车跟随的方式，可以对拟合轨迹先进行处理，得到自车所要进行跟随的部分轨迹，再根据处理后的部分轨迹进行跟随。

由上可知，本申请实施例提供的车辆跟随方法，通过获取目标车辆在预设的时间段中的位置坐标，并将目标车辆的位置坐标进行坐标转换，根据转换后的坐标进行曲线拟合，得到拟合轨迹。通过对位置坐标进行拟合可以减小个别位置坐标的误差，得到的拟合轨迹可以较为准确的反映目标车辆行驶轨迹，根据拟合轨迹控制自车进行车辆跟随，可以避免由于传感器误差造成的实时跟随出现的偏差问题。

第二实施例

在上述第一实施例中，根据获取到的目标车辆的位置坐标进行曲线拟合，可以减小由于个别位置坐标的误差导致的目标车辆的位置出现偏差的问题。但是如果位置坐标的误差较大时，仍会影响到最终拟合得到的拟合轨迹。

针对上述情况，本申请提供了另一种车辆跟随方法，图2为本申请实施例提供的另一种车辆跟随方法的流程图。

下面对该实施例进行详细的说明。

S201：获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的以自车当前位置为坐标系原点的位置坐标；其中，所述自车当前位置为获取目标车辆位置坐标时自车所处的位置。

需要说明的是，在获取目标车辆的位置坐标时，可以获取在不同时刻下的以自车位置为坐标系原点的位置坐标，目标车辆的位置坐标可以由自车上的传感器等相关设备获取到的位置、距离等数据得到。本申请实施例中不限定以自车当前位置为坐标系原点的坐标系的建立方法，在一种可能的实现方式中，可以以自车前进的方向作为坐标系的纵坐标方向，以垂直于自车前进方向的方向作为坐标系的横坐标方向。

在一种可能的实现方式中，可以在获取自车的位置的同时获取对应时刻的目标车辆的位置，并得到以自车当前位置为坐标系原点的位置坐标。

S202：将所述目标车辆的位置坐标进行平移旋转变换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标；其中，所述自车最终位置为自车在所述时间段的最终时刻所处的位置。

可以理解的是，进行坐标转换时可以根据不同的坐标系原点之间的相对位置关系进行坐标转换，可以将坐标系先进行旋转变换，以实现横纵坐标轴的对应，再根据原点的相对位置关系对坐标系进行平移变换。也可以先进行平移变换再进行旋转变换。

本申请实施例中不限定目标车辆位置坐标的具体转换方法，在一种可能的实现方式中，可以将各个时刻的位置坐标转移至下一时刻的坐标系中，直到最后时刻得到预设时间段中各个时刻的位置坐标转换后的转换位置坐标。也可以将各个时刻的位置坐标在获得自车最终位置后统一进行坐标位置转换。

S203：判断所述转换位置坐标是否符合预设要求；将不符合预设要求的转换位置坐标去除。

可以理解的是，预设要求可以是相邻的所述转换位置坐标之间的横向距离小于或者等于距离阈值。其中，距离阈值可以根据转换位置坐标之间的横向距离的方差得到。本申请实施例中不限定距离阈值的具体大小，可以根据实际需要进行设置。

可以理解的是，如果转换位置坐标不符合预设要求，可以认为获取到对应于该转换位置坐标的位置坐标时出现了较大的误差，或者是在进行坐标转换时出现问题，可以将该转换位置坐标在进行曲线拟合之前去除，以减小拟合轨迹的偏差。

S204：根据所述转换位置坐标通过最小二乘法进行曲线拟合，得到所述目标车辆的拟合轨迹。

可以理解的是，可以通过最小二乘法拟合三次型曲线，得到拟合轨迹。

S205：根据所述目标车辆的最终位置坐标和所述自车最终位置坐标之间的拟合轨迹，通过比例积分微分控制方法控制所述自车跟随所述目标车辆；其中，所述目标车辆的最终位置坐标为所述目标车辆在所述预设的时间段中最终时刻的位置坐标。

可以理解的是，目标车辆的拟合轨迹中在自车位置之前的轨迹具有车辆跟随的参考意义，所以在进行车辆跟随之前，可以先选取自车最终位置与目标车辆最终位置之间的拟合轨迹，根据选取的拟合轨迹控制自车进行跟随。

本申请实施例中不限定自车跟随的具体方式，在一种可能的实现方式中，可以通过比例积分微分控制方法根据拟合轨迹控制自车跟随目标车辆前进。

第三实施例

图3为本申请实施例提供的一种车辆跟随装置的结构示意图。

例如具体可以包括：

获取单元301，用于获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标；

转换单元302，用于将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标；其中，所述自车最终位置为自车在所述时间段的最终时刻所处的位置；

拟合单元303，用于根据所述转换位置坐标进行曲线拟合，得到所述目标车辆的拟合轨迹；

跟随单元304，用于根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆。

可以理解的是，所述装置还可以包括：

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims

1.一种车辆跟随方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标；

判断所述转换位置坐标是否符合预设要求，所述预设要求为相邻的所述转换位置坐标之间的横向距离小于或者等于距离阈值；

将不符合预设要求的转换位置坐标去除；

根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆；

其中，所述根据所述转换位置坐标进行曲线拟合包括：

根据所述转换位置坐标通过最小二乘法进行曲线拟合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标车辆在预设的时间段中不同时刻的位置坐标包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标车辆的位置坐标进行坐标转换，得到以自车最终位置为原点的坐标系中的转换位置坐标，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆包括：

6.一种车辆跟随装置，其特征在于，所述装置包括：

筛选单元，用于判断所述转换位置坐标是否符合预设要求，将不符合预设要求的转换位置坐标去除，所述预设要求为相邻的所述转换位置坐标之间的横向距离小于或者等于距离阈值；

跟随单元，用于根据所述拟合轨迹控制所述自车跟随所述目标车辆；

其中，所述拟合单元，具体用于：

根据所述转换位置坐标通过最小二乘法进行曲线拟合。