CN111591296B - 一种基于v2x技术的车辆同车道位置判断方法 - Google Patents

一种基于v2x技术的车辆同车道位置判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，包括：通过V2X获取前车和后车在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹；对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理，并分别对处理后的前车和后车的历史行车轨迹进行曲线拟合，得到前车拟合曲线和后车拟合曲线；计算后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离；根据垂直距离、车辆宽度和车道宽度判断前车和后车是否处于同一车道。本发明通过V2X技术接收并保存车辆位姿信息，并根据存储的车辆位姿信息计算前车和后车之间的垂直距离，以判断前车和后车是否处于同一车道，提高了两车相对位置判断的正确率，利于驾驶员做出及时的规避动作。

Description

一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法
技术领域
本发明涉及V2X技术领域，特别是涉及一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法。
背景技术
目前，基于V2X技术的，判断远车(RV)是否是本车道的主流方法是，计算远车(RV)到主车(HV)的行驶方向所在直线的垂直距离，根据距离的大小判断远车(RV)相对于主车(HV)的哪个车道。由于驾驶员在驾驶过程中会小幅度左右转动方向盘，导致车辆航向角存在在固定值上下浮动的情况。从而出现属于本车道的车辆会被误判为相邻车道的车辆，或相邻车道的车辆被误判为本车道的车辆。
传统判断远车(RV)相对于主车(HV)的位置算法是：计算远车(RV)到主车(HV)的行驶方向所在直线的垂直距离(dis)，根据距离的大小判断远车(RV)属于哪个车道，如图1所示。在主车(HV)沿非直线行驶的过程中，按照传统算法计算主车(HV)与远车(RV)两车之间的距离垂直距离(dis)，根据垂直距离(dis)的值判断远车(RV)与主车(HV)应该处于同一车道，但，很明显，主车(HV)与远车(RV)处于相邻车道。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的不足，提供一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，包括如下步骤：
通过V2X获取前车和后车在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹；
对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理，并分别对处理后的前车和后车的历史行车轨迹进行曲线拟合，得到前车拟合曲线和后车拟合曲线；
计算后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离；
根据垂直距离、车辆宽度和车道宽度判断前车和后车是否处于同一车道。
进一步的，作为优选技术方案，计算垂直距离具体包括：
获取后车当前行驶信息，提取距离后车拟合曲线最近的坐标点；
过所述坐标点获取后车拟合曲线的切线；
过所述坐标点获取所述切线的垂线；
提取所述切线与所述前车拟合曲线的交点；
计算所述坐标点与所述交点之间的距离即为所述垂直距离。
进一步的，作为优选技术方案，对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理具体包括：
以后车起始点为坐标原点建立坐标系，对前车和后车的历史行车轨迹进行坐标转换，得到前车和后车的历史局部坐标点。
进一步的，作为优选技术方案，计算前车拟合曲线和后车拟合曲线具体包括：
分别对前车和后车的历史局部坐标点进行最小二乘三次曲线拟合，分别得到前车拟合曲线和后车拟合曲线。
进一步的，作为优选技术方案，得到的前车拟合曲线和后车拟合曲线分别为：
L1:y＝k0+k1*x+k2*x2+k3*x3
L2:y’＝k0’+k1’*x+k2’*x2+k3’*x3
其中，L1表示前车拟合曲线，L2表示后车拟合曲线。
进一步的，作为优选技术方案，所述历史行车轨迹包括车辆位置坐标，取车辆当前时刻后轴中心点所在的坐标为车辆位置坐标。
进一步的，作为优选技术方案，判断前车和后车是否处于同一车道具体包括：
当后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于预设的车辆宽度或者后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于车道宽度的一半时，则判断前车和后车处于同一车道，否则，判断前车和后车处于不同车道。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过V2X技术接收并保存车辆位姿信息，并根据存储的车辆位姿信息计算前车和后车之间的垂直距离，以判断前车和后车是否处于同一车道，提高了两车相对位置判断的正确率，利于驾驶员做出及时的规避动作。
附图说明
图1为本发明传统两车位置计算示意图；
图2为本发明方法步骤流程图。
图3为本发明直道两车位置计算示意图。
图4为本发明直道两车位置计算示意图。
图5为本发明弯道两车位置计算示意图。
图6为本发明弯道两车位置计算示意图。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚的界定。
实施例1
一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，如图2所示，包括如下步骤：
S10.通过V2X获取前车和后车在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹。
在本步骤中，以及V2X技术，车辆的行车轨迹信息可以直接接收并保存的，因此，当需要使用时，直接从存储的车轨迹信息中直接提取一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹。
优选的，一定时间段选择5s-15s内，一定距离选择100m以内，以方便计算。
在本发明中，历史行车轨迹包括车辆位置坐标，获取车辆位置坐标的常规操作为取车辆后轴中心点所在的坐标为车辆位置坐标。
S20.对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理，并分别对处理后的前车和后车的历史行车轨迹进行曲线拟合，得到前车拟合曲线和后车拟合曲线。
本步骤具体为：
以后车起始点为坐标原点建立坐标系，对前车和后车的历史行车轨迹进行坐标转换，得到前车和后车的历史局部坐标点；
分别对前车和后车的历史局部坐标点进行最小二乘三次曲线拟合，分别得到前车拟合曲线和后车拟合曲线。
L1:y＝k0+k1*x+k2*x2+k3*x3
L2:y’＝k0’+k1’*x+k2’*x2+k3’*x3
其中，L1表示前车拟合曲线，L2表示后车拟合曲线。
S310.计算后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离。
本步骤具体包括：
获取后车当前行驶信息，对其进行坐标转换，得到其在坐标系中的坐标，提取距离后车拟合曲线最近的坐标点；
过所述坐标点获取后车拟合曲线的切线；
过所述坐标点获取所述切线的垂线；
提取所述切线与所述前车拟合曲线的交点；
计算所述坐标点与所述交点之间的距离即为所述垂直距离。
S40.根据垂直距离、车辆宽度和车道宽度判断前车和后车是否处于同一车道。
判断前车和后车是否处于同一车道具体包括：
当后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于预设的车辆宽度或者后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于车道宽度的一半时，则判断前车和后车处于同一车道，否则，判断前车和后车处于不同车道。
在本发明中，前车和后车分别为远车RV和主车HV或者主车HV和远车RV。
当前车为远车RV，后车为主车HV时，如图3和图5所示：
计算远车RV和主车HV之间的横向距离具体包括：
通过V2X获取远车RV和主车HV在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹。
以历史行车轨迹中主车HV起始点为坐标原点建立坐标系，对远车RV和主车HV的历史行车轨迹进行坐标转换，得到远车RV和主车HV的历史局部坐标点，并分别对远车RV和主车HV的历史局部坐标点进行最小二乘三次曲线拟合，得到远车RV拟合曲线L1和主车HV拟合曲线L2。
远车RV拟合曲线L1和主车HV拟合曲线L2如下：
L1:y＝k0+k1*x+k2*x2+k3*x3
L2:y’＝k0’+k1’*x+k2’*x2+k3’*x3
获取主车HV当前时刻行驶信息，对其进行坐标转换，得到其在坐标系中的坐标，提取距离主车HV拟合曲线L2最近的坐标点A；
过坐标点A获取主车HV拟合曲线L2的切线LA；
过坐标点A获取切线LA的垂线LA’；
提取切线LA与远车RV拟合曲线L1的交点B；
计算坐标点A与交点B之间的距离Dis即为远车RV和主车HV之间的横向距离。
根据垂直距离Dis、车辆宽度和车道宽度判断远车RV和主车HV是否处于同一车道；当垂直距离Dis小于等于预设的车辆宽度或者小于等于车道宽度的一半时，则判断远车RV和主车HV处于同一车道，否则，判断远车RV和主车HV于不同车道。
当前车为主车HV，后车为远车RV时，如图4和图6所示：
计算远车RV和主车HV之间的横向距离具体包括：
通过V2X获取远车RV和主车HV在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹。
以历史行车轨迹中远车RV起始点为坐标原点建立坐标系，对远车RV和主车HV的历史行车轨迹进行坐标转换，得到远车RV和主车HV的历史局部坐标点，并分别对远车RV和主车HV的历史局部坐标点进行最小二乘三次曲线拟合，得到主车HV拟合曲线L1和远车RV拟合曲线L2。
主车HV拟合曲线L1和远车RV拟合曲线L2如下：
L1:y＝k0+k1*x+k2*x2+k3*x3
L2:y’＝k0’+k1’*x+k2’*x2+k3’*x3
获取远车RV当前时刻行驶信息，对其进行坐标转换，得到其在坐标系中的坐标，提取距离远车RV拟合曲线L2最近的坐标点A；
过坐标点A获取远车RV拟合曲线L2的切线LA；
过坐标点A获取切线LA的垂线LA’；
提取切线LA与主车HV拟合曲线L1的交点B；
计算坐标点A与交点B之间的距离Dis即为远车RV和主车HV之间的横向距离。
根据垂直距离Dis、车辆宽度和车道宽度判断远车RV和主车HV是否处于同一车道；当垂直距离Dis小于等于预设的车辆宽度或者小于等于车道宽度的一半时，则判断远车RV和主车HV处于同一车道，否则，判断远车RV和主车HV于不同车道。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，包括如下步骤：
通过V2X获取前车和后车在一定时间段内或一定行驶距离内的历史行车轨迹；
对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理，并分别对处理后的前车和后车的历史行车轨迹进行曲线拟合，得到前车拟合曲线和后车拟合曲线；
计算后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离；
根据垂直距离、车辆宽度和车道宽度判断前车和后车是否处于同一车道。
2.根据权利要求1所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，计算垂直距离具体包括：
获取后车当前行驶信息，提取距离后车拟合曲线最近的坐标点；
过所述坐标点获取后车拟合曲线的切线；
过所述坐标点获取所述切线的垂线；
提取所述切线与所述前车拟合曲线的交点；
计算所述坐标点与所述交点之间的距离即为所述垂直距离。
3.根据权利要求1所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，对获取的前车和后车的历史行车轨迹进行处理具体包括：
以后车起始点为坐标原点建立坐标系，对前车和后车的历史行车轨迹进行坐标转换，得到前车和后车的历史局部坐标点。
4.根据权利要求3所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，计算前车拟合曲线和后车拟合曲线具体包括：
分别对前车和后车的历史局部坐标点进行最小二乘三次曲线拟合，分别得到前车拟合曲线和后车拟合曲线。
5.根据权利要求4所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，得到的前车拟合曲线和后车拟合曲线分别为：
L1:y＝k0+k1*x+k2*x2+k3*x3
L2:y’＝k0’+k1’*x+k2’*x2+k3’*x3
其中，L1表示前车拟合曲线，L2表示后车拟合曲线。
6.根据权利要求1所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，所述历史行车轨迹包括车辆位置坐标，取车辆后轴中心点所在的坐标为车辆位置坐标。
7.根据权利要求6所述的基于V2X技术的车辆同车道位置判断方法，其特征在于，判断前车和后车是否处于同一车道具体包括：
当后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于预设的车辆宽度或者后车实时坐标与前车拟合曲线之间的垂直距离小于等于车道宽度的一半时，则判断前车和后车处于同一车道，否则，判断前车和后车处于不同车道。
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