CN113053112A - 车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆。该方法包括：获取车辆历史位置点集以及当前车速；若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。本发明实施例的技术方案，通过车辆当前所处位置对根据历史位置点确定出的车辆预测轨迹进行调整，充分考虑当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，及时调整车辆预测轨迹的偏移。解决了仅依赖车辆历史位置点进行轨迹预测时预测轨迹出现偏移的问题，提升了车辆轨迹预测的精确度和准确性。

Description

车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆

技术领域

本发明实施例涉及车联网通信技术领域，尤其涉及一种车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆。

背景技术

在智能交通系统的发展过程中，精确高效安全的驾驶是智能交通的终极目标。在驾驶过程中，需要保证车辆驾驶的高度安全性，及时发现潜在的安全隐患，进而提出预警和驾驶辅助，实现交通事故的有效规避和行驶路径的规划。

现有技术中为实现车辆轨迹的预测，常需通过全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)获取车辆的位置信息，通过获取到的历史车辆位置信息生成拟合的车辆历史行驶轨迹，进而实现车辆行驶轨迹的预测。

然而，通过GNSS获取的车辆位置信息可能存在漂移的可能性，同时通过拟合得到的车辆历史行驶轨迹实现的车辆轨迹预测并未考虑当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，难以及时调整车辆预测轨迹的偏移，降低了预测的精确度。

发明内容

本发明提供一种车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆，以根据车辆当前位置点对车辆预测轨迹进行修正，提升了车辆轨迹预测的精确度和准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆轨迹预测方法，包括：

获取车辆历史位置点集以及当前车速；

若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；

根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

进一步地，预设轨迹预测条件包括：车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点、当前车速大于或等于预设速度阈值且三个车辆历史位置点未共线。

进一步地，根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，包括：

根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径；

根据车辆当前位置点、更新圆半径与车辆历史位置点集中的第一历史位置点确定更新圆心位置，第一历史位置点的采集时刻与当前时刻的时间差为预设采集间隔；

根据车头方向、更新圆半径和更新圆心位置确定更新后的初始预测轨迹圆。

进一步地，根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径，包括：

确定车辆当前位置点与初始预测轨迹圆的初始圆心位置的第一连线；

根据第一连线与初始预测轨迹圆的交点确定半径变化量；

将初始预测轨迹圆的初始圆半径与半径变化量的和确定为更新圆半径。

进一步地，根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹，包括：

将当前车速代入预设安全距离公式确定第一安全距离；

将更新后的初始预测轨迹圆上以车辆当前位置点为起点，以第一安全距离为弧长的部分确定为车辆预测轨迹。

进一步地，获取车辆历史位置点集以及当前车速之后，还包括：

若车辆历史位置点集与当前车速不满足预设轨迹预测条件，车辆历史位置点集为非空集且当前车速大于或等于预设速度阈值，则根据车辆历史位置点集与车辆当前位置点确定目标预测轨迹；

将当前车速代入预设安全距离公式确定第二安全距离，并将目标预测轨迹上以车辆当前位置点为起点，以第二安全距离为预测轨迹长度的部分确定为车辆预测轨迹。

第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆轨迹预测分析方法，包括：

获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如第一方面的车辆轨迹预测方法确定得到；

确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值；

若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

进一步地，根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果，包括：

若第一预测轨迹与第二预测轨迹相交，则确定碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

进一步地，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果，包括：

确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的横向投影距离；

若横向投影距离大于预设距离阈值，则确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险；否则，确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的纵向投影点，并根据纵向投影点确定碰撞预测结果。

进一步地，根据纵向投影点确定碰撞预测结果，包括：

若纵向投影点位于第一预测轨迹上，则确定碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆轨迹预测装置，包括：

信息获取模块，用于获取车辆历史位置点集以及当前车速；

初始轨迹构建模块，用于若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；

预测轨迹确定模块，用于根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆预测轨迹分析装置，包括：

预测轨迹获取模块，用于获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如第一方面的车辆轨迹预测方法确定得到；

夹角差值确定模块，用于确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值；

预测结果确定模块，用于若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

第五方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括：

一个或多个控制器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现如上述第一方面和第二方面所述的方法。

第六方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述第一方面和第二方面所述的方法。

本发明实施例提供的一种车辆轨迹预测方法、车辆预测轨迹分析方法、装置及车辆，通过获取车辆历史位置点集以及当前车速；若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。通过采用上述技术方案，在获取的车辆历史位置点集以及当前车速满足预设轨迹预测条件时，通过车辆在当前时刻所处的车辆当前位置点对根据车辆历史位置点集预测得到的初始预测轨迹圆进行更新，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹，通过车辆当前所处位置对根据历史位置点确定出的车辆预测轨迹进行调整，充分考虑当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，及时调整车辆预测轨迹的偏移。解决了仅依赖车辆历史位置点进行轨迹预测时预测轨迹出现偏移的问题，提升了车辆轨迹预测的精确度和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是本发明实施例一中的一种车辆轨迹预测方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种车辆轨迹预测方法的流程图；

图3是本发明实施例二中的一种根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径的流程示意图；

图4是本发明实施例三中的一种车辆预测轨迹分析方法的流程图；

图5是本发明实施例三中的一种根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果的流程示意图；

图6是本发明实施例四中的一种车辆轨迹预测装置的结构示意图；

图7是本发明实施例五中的一种车辆预测轨迹分析装置的结构示意图；

图8是本发明实施例六中的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例方式作进一步地详细描述。应当明确，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种车辆轨迹预测方法的流程图，本实施例可适用于根据车辆历史位置与车辆当前位置进行轨迹预测的情况，该方法可以由车辆轨迹预测装置来执行，该车辆轨迹预测装置可以由软件和/或硬件来实现，该车辆轨迹预测装置可以配置在计算机设备上，该计算机设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。

如图1所示，本实施例一提供的一种车辆轨迹预测方法，具体包括如下步骤：

S101、获取车辆历史位置点集以及当前车速。

在本实施例中，车辆历史位置点集可理解为车辆在行驶过程中根据预设采集间隔采集的车辆位置点的集合。一般的，采集的车辆历史位置点依采集先后顺序依次写入车辆历史位置点集中，且在超出车辆历史位置点集最大数据量时，每写入一个新的车辆历史位置点则删除车辆历史位置点集中采集时刻最早的车辆历史位置点。

示例性的，假设车辆历史位置点集的最大数据量为3，也即车辆历史位置点集中最多可包括三个车辆历史位置点，车辆依采集先后顺序将得到点1、点2和点3依次写入车辆历史位置点集中，此时车辆历史位置点集达到最大数据量，故在将依次采集到的点4写入车辆历史位置点集时，需要删除车辆历史位置点集中采集时刻最早的点1，然后再依次写入点4。

具体的，获取存储于车辆存储设备中的，当前时刻所对应的车辆历史位置点集，并通过车辆CAN总线获取当前车速。

可选的，由于车路协同系统采用先进的无线通信和新一代互联网等技术，全方位实现了车车、车路动态时事信息交互，在车路协同系统中，作为主车参照的远车可向主车提供位置以及行驶状态等基础安全消息(Basic Safety Message，BSM)，因此，在本实施例中车辆历史位置点集中的车辆历史位置点可通过全球导航卫星系统GNSS获取的车辆位置信息确定，可通过获取到的BSM消息中的车辆位置信息确定，也可将GNSS信息与BSM信息相结合确定车辆位置信息。

进一步地，在获取车辆历史位置点集后，可将车辆历史位置点集中的各车辆历史位置点位置坐标转换至大地坐标系下。

S102、若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆。

在本实施例中，预设轨迹预测条件可理解为根据实际情况预先设置的，用以确定当前车辆所处行驶状态是否可以进行轨迹预测的条件。

具体的，当车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件时，可认为在当前车辆行驶状态下可对车辆未来一段时间内的行驶轨迹进行预测。同时，由于不在同一直线上的三点可确定一个圆，且直线在一定程度上相当于半径无限大的圆，故可通过三点定圆法由车辆历史位置点集中与当前时刻最接近的三个车辆历史位置点构建一个圆，并将构建出的圆确定为初始预测轨迹圆。

进一步地，预设轨迹预测条件包括：车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点、当前车速大于或等于预设速度阈值且三个车辆历史位置点未共线。

具体的，车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点可认为车辆已行驶一段时间，车辆历史位置点集内的历史位置点足以支撑车辆完成轨迹预测的操作；当前车速大于或等于预设速度阈值可认为车辆未处于静止状态，可选的，预设速度阈值可为1m/s，也可根据实际需求进行设置，本发明实施例对此不进行限制；三个车辆历史位置点未共线可认为通过当前获取的车辆历史位置点所预测的轨迹为圆形，可通过三点定圆法构建初始预测轨迹圆。

S103、根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

在本实施例中，车辆当前位置点可理解为当前时刻车辆所处的位置。

具体的，由于根据车辆历史位置点集预测得到的初始预测轨迹圆可能存在误差，也即车辆在当前时刻所处的车辆当前位置点并未处于初始预测轨迹圆上，此时可根据车辆当前位置点对初始预测轨迹圆的半径和圆心进行修正更新，得到更新后的初始预测轨迹圆。同时由于车辆行进轨迹会随着车辆历史位置点的更新而不断更新，并不会一直沿预测出的圆形轨迹运动，故需根据预设规则在更新后的初始预测轨迹圆上选取一部分作为车辆在未来一段时间内的车辆预测轨迹。

本发明实施例通过获取车辆历史位置点集以及当前车速；若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。通过采用上述技术方案，在获取的车辆历史位置点集以及当前车速满足预设轨迹预测条件时，通过车辆在当前时刻所处的车辆当前位置点对根据车辆历史位置点集预测得到的初始预测轨迹圆进行更新，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹，通过车辆当前所处位置对根据历史位置点确定出的车辆预测轨迹进行调整，充分考虑当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，及时调整车辆预测轨迹的偏移。解决了仅依赖车辆历史位置点进行轨迹预测时预测轨迹出现偏移的问题，提升了车辆轨迹预测的精确度和准确性。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种车辆轨迹预测方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，通过车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定出更新圆半径，进而通过车辆当前位置点、更新圆半径以及车辆历史位置点集中的历史位置点确定出更新圆心位置，进而对初始预测轨迹圆进行更新，同时根据车辆在当前时刻的当前速度确定出第一安全距离，根据第一安全距离在更新后的初始预测轨迹圆上确定出车辆在当前时刻的车辆预测轨迹。同时给出了当车辆历史位置点集与当前车速不满足预设轨迹预测条件时如何确定车辆预测轨迹。充分考虑了当前时刻车辆位置对车辆预测轨迹的影响，对根据车辆历史位置点确定的车辆预测轨迹进行及时修正，较好的减小了车辆预测轨迹与实际行驶轨迹的偏移，提升了车辆轨迹预测的准确性。

如图2所示，本发明实施例二提供的一种车辆轨迹预测方法，具体包括如下步骤：

S201、获取车辆历史位置点集以及当前车速。

S202、判断车辆历史位置点集与当前车速是否满足预设轨迹预测条件，若是，则执行步骤S203；若否，则执行步骤S209。

其中，预设轨迹预测条件包括：车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点、当前车速大于或等于预设速度阈值且三个车辆历史位置点未共线。

具体的，通过判断车辆历史位置点集与当前车速是否满足预设轨迹预测条件，以确定车辆当前行驶状态是否适合进行轨迹预测，以及根据当前获取的车辆历史位置点集预测出的轨迹是否为弧线，若满足预设轨迹预测条件，则可认为可通过车辆历史位置点集进行车辆轨迹的预测，同时预测得到的车辆轨迹可近似为圆的一部分，可通过调整预测轨迹圆的半径及圆心位置对预测轨迹进行调整，此时执行步骤S203；若不满足预设轨迹预测条件，则可认为车辆可能处于停止或刚刚起步状态，采集到的车辆历史位置难以支撑车辆轨迹的预测，或通过当前获取的车辆历史位置点集预测出的轨迹为直线，对预测轨迹的调整方法与弧线预测轨迹的调整方法不同，此时执行步骤S209。

S203、根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆。

S204、根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径。

具体的，由于初始预测轨迹圆为根据车辆历史位置点集确定的预测轨迹，故其预测位置与当前车辆实际所处的车辆当前位置点可能重合也可能存在偏差，当前存在偏差时可认为是当前时刻车辆所处的预测轨迹与初始预测轨迹圆的半径与圆心不同造成的，因此根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆的圆心连线与初始预测轨迹圆的交点，或连线的延长线与初始预测轨迹圆的交点即可确定车辆当前所处的预测轨迹相较于初始预测轨迹圆的半径差值，进而可根据半径差值对初始预测轨迹圆的半径进行更新，确定出更新圆半径。

进一步地，图3为本发明实施例二提供的一种根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径的流程示意图，具体包括如下步骤：

S2041、确定车辆当前位置点与初始预测轨迹圆的初始圆心位置的第一连线。

具体的，将用于构建初始预测轨迹圆的三个车辆历史位置点间的任意两点相连，并对相连所得各连线取中垂线，将各中垂线的交点确定为初始预测轨迹圆的初始圆心位置，将车辆当前位置点与初始圆心位置相连所得的连线确定为第一连线。

S2042、根据第一连线与初始预测轨迹圆的交点确定半径变化量。

具体的，由于车辆当前位置点可在初始预测轨迹圆内也可在初始预测轨迹圆外，因此，当车辆当前位置点位于初始预测轨迹圆内时，第一连线与初始预测轨迹圆并无交点，此时需将第一连线进行延长，并将其延长线与初始预测轨迹圆的交点确定为第一连线与初始预测轨迹圆的交点。车辆当前位置点与交点间的距离可认为是初始预测轨迹圆与车辆当前所处轨迹上的半径差值，可将上述求得的半径差值输入至比例-积分-微分控制器(Proportion Integration Differentiation，PID)中实现轨迹圆半径的反馈调节，并将PID控制器输出的值确定为半径变化量。

S2043、将初始预测轨迹圆的初始圆半径与半径变化量的和确定为更新圆半径。

S205、根据车辆当前位置点、更新圆半径与车辆历史位置点集中的第一历史位置点确定更新圆心位置。

其中，第一历史位置点的采集时刻与当前时刻的时间差为预设采集间隔。

具体的，由于车辆历史位置点集在车辆行驶过程中实时更新，其中所包含的为最接近当前采集时刻的历史位置点，故其中采集时刻与当前时刻的时间差为预设采集间隔的第一历史位置点可理解为当前采集时刻的前一采集时刻所采集的历史位置点。根据车辆当前位置点与第一历史位置点连线的垂直平分线，车辆当前位置点或第一历史位置点为圆心，以更新圆半径为半径作圆，该圆与垂直平分线的交点即可确定为更新圆心位置。

S206、根据车头方向、更新圆半径和更新圆心位置确定更新后的初始预测轨迹圆。

具体的，根据车头方向，确定更新圆心位置位于车辆行驶方向的左侧还是右侧，以更新圆心位置为圆心，以更新圆半径为半径，以车头方向为圆切线方向构建一个新的预测轨迹圆，并将其作为更新后的初始预测轨迹圆。

S207、将当前车速代入预设安全距离公式确定第一安全距离。

在本实施例中，第一安全距离可理解为车辆以当前行驶状态行驶时避免碰撞发生的距离。可选的，第一安全距离与车辆在当前时刻的当前车速有关，也与驾驶员的反应时间、制动协调时间、车辆减速度增长时间以及车辆在当前路段的减速加速度相关。示例性的，预设安全距离公式如下式所示：

其中，v为当前时刻车辆的当前车速，T为驾驶员反应时间，t₁为制动协调时间，t₂为车辆减速度增长时间，a为车辆在当前路段的减速加速度。进一步地，驾驶员的反应时间、制动协调时间、车辆减速度增长时间以及车辆在当前路段的减速加速度可根据统计标准预先设置得到。

S208、将更新后的初始预测轨迹圆上以车辆当前位置点为起点，以第一安全距离为弧长的部分确定为车辆预测轨迹。

具体的，由于车辆当前位置点位于更新后的初始轨迹预测圆上，且最终确定的车辆预测轨迹应以车辆当前位置点为起点，同时由于车辆最终并不会完全沿更新后的初始轨迹预测圆行驶，因此在根据车辆当前车速确定出第一安全距离后，可将更新后的初始预测轨迹圆上以第一安全距离为弧长的部分确定为车辆预测轨迹。

S209、判断车辆历史位置点集是否为非空集且当前车速是否大于或等于预设速度阈值，若是，则执行步骤S210；若否，则返回执行步骤S201。

具体的，在车辆历史位置点集为非空集且当前车速大于或等于预设速度阈值时，可认为车辆已处于正常行驶状态，车辆历史位置点集中的历史位置点各书可能不足三个或各历史位置点处于共线状态，故通过车辆历史位置点集中的历史位置点仅能支持车辆做出直线的轨迹预测，此时执行步骤S210；否则，可认为车辆处于静止状态无法进行轨迹预测，此时可经过一个预设采集间隔返回执行步骤S201，进而继续对车辆轨迹进行预测。

S210、根据车辆历史位置点集与车辆当前位置点确定目标预测轨迹。

具体的，根据车辆历史位置点集确定其中采集时刻为当前时刻前一采集时刻的车辆历史位置点，并根据确定出的车辆历史位置点与车辆当前位置点间的连线确定出车辆的目标预测轨迹，该目标预测轨迹为近似直线的预测轨迹，也可理解为半径为极大值的初始预测轨迹圆。

S211、将当前车速代入预设安全距离公式确定第二安全距离，并将目标预测轨迹上以车辆当前位置点为起点，以第二安全距离为预测轨迹长度的部分确定为车辆预测轨迹。

具体的，将当前车速代入如步骤S207中提供的预设安全距离公式确定出第二安全距离，并将第二安全距离确定为车辆在目标预测轨迹上的预测轨迹长度，将车辆当前位置点作为目标预测轨迹上的起点，根据确定出的预测轨迹长度即可在目标预测轨迹上确定出当前时刻的车辆预测轨迹。

本实施例的技术方案，通过车辆当前位置点与初始预测轨迹圆的初始圆心位置的连线与初始预测轨迹圆的交点，确定出车辆在当前时刻实际所处轨迹的半径相对于初始预测轨迹圆的半径变化量，进而确定出更新圆半径和更新圆心位置，实现对初始预测轨迹圆的更新，同时根据提供的预设安全距离公式以根据车辆在当前时刻的当前车速确定出安全距离，在更新后的初始预测轨迹圆上实现车辆预测轨迹的确定，提升了车辆轨迹预测的准确性。同时，给出了当车辆历史位置点集与当前车速不满足预设轨迹预测条件时通过车辆历史位置点集中存在的历史位置点与当前车辆位置点对车辆轨迹进行预测的方法，充分考虑了当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，减小了车辆预测轨迹相对于实际行驶轨迹的偏移，提高了车辆驾驶的安全性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种车辆预测轨迹分析方法的流程图，本实施例可适用于根据获取的车辆预测轨迹进行碰撞预测的情况，该方法可以由车辆预测轨迹分析装置来执行，该车辆预测轨迹分析装置可以由软件和/或硬件来实现，该车辆预测轨迹分析装置可以配置在计算机设备上，该计算机设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。

如图4所示，本实施例三提供的一种车辆轨迹预测分析方法，具体包括如下步骤：

S301、获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹。

其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如上述实施例中的车辆轨迹预测方法确定得到。

具体的，第一车辆与第二车辆可为互相提供BSM消息的车辆，第一车辆在获取由第二车辆提供的自身BSM消息的同时，也可获取第二车辆的BSM消息，并可根据如上述实施例中的车辆轨迹预测方法确定出第一车辆对应的第一预测轨迹与第二车辆对应的第二预测轨迹。

S302、确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值。

在本实施例中，方向夹角差值可理解为第二车辆的第二行驶方向，与其对应位置的第一预测轨迹上第一车辆的第一行驶方向间的差值。

具体的，在第一预测轨迹为直线时，将第一车辆的第一行驶方向与第二车辆的第二行驶方向的夹角确定为方向夹角差值；在第一预测轨迹为曲线时，可确定第二车辆在第一预测轨迹或第一预测轨迹延长线上所对应点的圆弧切线方向，将第二行驶方向与圆弧切线的夹角确定为方向夹角差值。

S303、判断方向夹角差值是否位于预设差值阈值范围内，若是，则执行步骤S304；若否，则执行步骤S305。

可选的，预设差值阈值范围可为根据实际情况设置的，用于确定两预测轨迹是否有交叉可能的角度范围，示例性的，预设差值阈值范围可为

本发明实施例对此不进行限制。

具体的，若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内可认为第一车辆与第二车辆的预测轨迹存在交叉可能，也即第一车辆与第二车辆在未来一段时间内可能有碰撞风险，此时执行步骤S304；若方向夹角差值位于预设差值阈值范围之外可认为第一车辆与第二车辆可能位于同一车道上，此时执行步骤S305。

S304、根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果。

具体的，若第一预测轨迹与第二预测轨迹相交，由于第一预测轨迹与第二预测轨迹是根据第一车辆与第二车辆的当前车速确定的，故二者相交时交点必位于安全距离内，因此可确定碰撞预测结果为存在碰撞风险。否则，第一预测轨迹与第二预测轨迹不相交，则可确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

S305、根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

进一步地，图5为本发明实施例三提供的一种根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果的流程示意图，具体包括如下步骤：

S3051、确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的横向投影距离。

具体的，确定第二当前位置点到第一预测轨迹的距离，也即由点到线的距离或由点到弧线的距离，并将确定出的距离作为横向投影距离。

S3052、判断横向投影距离是否大于预设距离阈值，若是，则执行步骤S3053；若否，则执行步骤S3054。

具体的，通过判断横向投影距离与预设距离阈值的大小关系，以确定第二车辆是否与第一车辆位于同一车道或邻近车道上，进而确定第二车辆是否与第一车辆间可能存在碰撞风险。可选的，预设距离阈值可为2.5倍的车道宽度，也可根据实际情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。若横向投影距离大于预设距离阈值，则可认为第二车辆与第一车辆间至少相隔两个车道，在行驶方向差距不大的情况下，较难发生碰撞，故此时执行步骤S3053；若横向投影距离小于或等于预设距离阈值，则可认为第二车辆与第一车辆可能处于同一车道或相邻车道，二者可能存在碰撞风险，故此时执行步骤S3054。

S3053、确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

S3054、确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的纵向投影点，并根据纵向投影点确定碰撞预测结果。

在本实施例中，纵向投影点可理解为第二当前位置点沿第一预测轨迹延伸方向投射至第一预测轨迹获其延长线上的投影点。

具体的，若纵向投影点位于第一预测轨迹上，则确定碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

本发明实施例通过获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如第一方面的车辆轨迹预测方法确定得到；确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值；若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。通过采用上述技术方案，第一车辆或第二车辆根据获取到的自身BSM信息以及为其提供BSM信息车辆的BSM信息，估算两辆车了未来一段时间的预测轨迹，通过分析两预测轨迹间的相交关系，从而判断第一车里与第二车辆在未来一段时间内的相对位置关系，以及二车是否存在碰撞风险，通过更准确的预测轨迹，充分考虑当前时刻车辆位置的影响，使得碰撞风险判断结果更加准确，提升了车辆驾驶安全性。

实施例四

图6为本发明实施例四提供的一种车辆轨迹预测装置的结构示意图，该车辆轨迹预测装置包括：信息获取模块41，初始轨迹构建模块42和预测轨迹确定模块43。

其中，信息获取模块41，用于获取车辆历史位置点集以及当前车速；初始轨迹构建模块42，用于若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；预测轨迹确定模块43，用于根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

本实施例的技术方案，通过车辆当前所处位置对根据历史位置点确定出的车辆预测轨迹进行调整，充分考虑当前时刻车辆位置对车辆轨迹预测的影响，及时调整车辆预测轨迹的偏移。解决了仅依赖车辆历史位置点进行轨迹预测时预测轨迹出现偏移的问题，提升了车辆轨迹预测的精确度和准确性。

进一步地，预设轨迹预测条件包括：车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点、当前车速大于或等于预设速度阈值且三个车辆历史位置点未共线。

可选的，预测轨迹确定模块43包括：

圆半径更新单元，用于根据车辆当前位置点与初始预测轨迹圆确定更新圆半径。

圆心位置更新单元，用于根据车辆当前位置点、更新圆半径与车辆历史位置点集中的第一历史位置点确定更新圆心位置，第一历史位置点的采集时刻与当前时刻的时间差为预设采集间隔。

轨迹圆更新单元，用于根据车头方向、更新圆半径和更新圆心位置确定更新后的初始预测轨迹圆。

安全距离确定单元，用于将当前车速代入预设安全距离公式确定第一安全距离。

预测轨迹确定单元，用于将更新后的初始预测轨迹圆上以车辆当前位置点为起点，以第一安全距离为弧长的部分确定为车辆预测轨迹。

进一步地，圆半径更新单元，具体用于：

确定车辆当前位置点与初始预测轨迹圆的初始圆心位置的第一连线；根据第一连线与初始预测轨迹圆的交点确定半径变化量；将初始预测轨迹圆的初始圆半径与半径变化量的和确定为更新圆半径。

进一步地，预测轨迹确定模块43，还用于：

若车辆历史位置点集与当前车速不满足预设轨迹预测条件，车辆历史位置点集为非空集且当前车速大于或等于预设速度阈值，则根据车辆历史位置点集与车辆当前位置点确定目标预测轨迹；

将当前车速代入预设安全距离公式确定第二安全距离，并将目标预测轨迹上以车辆当前位置点为起点，以第二安全距离为预测轨迹长度的部分确定为车辆预测轨迹。

本发明实施例所提供的车辆轨迹预测装置可执行如本发明实施例一和二所提供的车辆轨迹预测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图7为本发明实施例五提供的一种车辆预测轨迹分析装置的结构示意图，该车辆预测轨迹分析装置包括：预测轨迹获取模块51，夹角差值确定模块52和预测结果确定模块53。

其中，预测轨迹获取模块51，用于获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如本发明实施例一和二中的车辆轨迹预测方法确定得到；夹角差值确定模块52，用于确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值；预测结果确定模块53，用于若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

可选的，预测结果确定模块53，包括：

第一结果确定单元，用于若第一预测轨迹与第二预测轨迹相交，则确定碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

第二结果确定单元，用于确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的横向投影距离；若横向投影距离大于预设距离阈值，则确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险；否则，确定第二当前位置点相对于第一预测轨迹的纵向投影点，并根据纵向投影点确定碰撞预测结果。

进一步地，第二结果确定单元，具体用于：若纵向投影点位于第一预测轨迹上，则确定碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

本发明实施例所提供的车辆预测轨迹分析装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆预测轨迹分析方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例六

图8为本发明实施例六提供的一种车辆的结构示意图，如图8所示，该车辆包括控制器61、存储装置62、输入装置63和输出装置64；车辆中控制器61的数量可以是一个或多个，图8中以一个控制器61为例；车辆中的控制器61、存储装置62、输入装置63和输出装置64可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储装置62作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的车辆轨迹预测方法和/或车辆预测轨迹分析方法对应的程序指令/模块(例如，信息获取模块41，初始轨迹构建模块42和预测轨迹确定模块43，和/或，预测轨迹获取模块51，夹角差值确定模块52和预测结果确定模块53)。控制器61通过运行存储在存储装置62中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的车辆轨迹预测方法和/或车辆预测轨迹分析方法。

存储装置62可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置62可进一步包括相对于控制器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置63可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置64可包括显示屏等显示设备。

实施例七

本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车辆轨迹预测方法，该方法包括：

获取车辆历史位置点集以及当前车速；

若车辆历史位置点集与当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；

根据车辆当前位置点与车辆历史位置点集更新初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时还用于执行一种车辆预测轨迹分析方法，该方法包括：

获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，第一预测轨迹与第二预测轨迹采用如第一方面的车辆轨迹预测方法确定得到；

确定第二车辆的第二行驶方向相对于第一预测轨迹的方向夹角差值；

若方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据第一预测轨迹与第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据第一预测轨迹与第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的车辆轨迹预测方法和/或车辆预测轨迹分析方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种车辆轨迹预测方法，其特征在于，包括：

获取车辆历史位置点集以及当前车速；

若所述车辆历史位置点集与所述当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据所述车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；

根据车辆当前位置点与所述车辆历史位置点集更新所述初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设轨迹预测条件包括：所述车辆历史位置点集内包含三个车辆历史位置点、所述当前车速大于或等于预设速度阈值且所述三个车辆历史位置点未共线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆当前位置点与所述车辆历史位置点集更新所述初始预测轨迹圆，包括：

根据车辆当前位置点与所述初始预测轨迹圆确定更新圆半径；

根据所述车辆当前位置点、所述更新圆半径与所述车辆历史位置点集中的第一历史位置点确定更新圆心位置，所述第一历史位置点的采集时刻与当前时刻的时间差为预设采集间隔；

根据车头方向、所述更新圆半径和所述更新圆心位置确定更新后的初始预测轨迹圆。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据车辆当前位置点与所述初始预测轨迹圆确定更新圆半径，包括：

确定所述车辆当前位置点与所述初始预测轨迹圆的初始圆心位置的第一连线；

根据所述第一连线与所述初始预测轨迹圆的交点确定半径变化量；

将所述初始预测轨迹圆的初始圆半径与所述半径变化量的和确定为更新圆半径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹，包括：

将所述当前车速代入预设安全距离公式确定第一安全距离；

将更新后的初始预测轨迹圆上以所述车辆当前位置点为起点，以所述第一安全距离为弧长的部分确定为车辆预测轨迹。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车辆历史位置点集以及当前车速之后，还包括：

若所述车辆历史位置点集与所述当前车速不满足预设轨迹预测条件，所述车辆历史位置点集为非空集且所述当前车速大于或等于预设速度阈值，则根据所述车辆历史位置点集与所述车辆当前位置点确定目标预测轨迹；

将所述当前车速代入预设安全距离公式确定第二安全距离，并将所述目标预测轨迹上以所述车辆当前位置点为起点，以所述第二安全距离为预测轨迹长度的部分确定为车辆预测轨迹。

7.一种车辆预测轨迹分析方法，其特征在于，包括：

获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹采用权利要求1-6任一项所述的车辆轨迹预测方法确定得到；

确定所述第二车辆的第二行驶方向相对于所述第一预测轨迹的方向夹角差值；

若所述方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据所述第一预测轨迹与所述第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹确定碰撞预测结果，包括：

若所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹相交，则确定所述碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定所述碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一预测轨迹与所述第二车辆的第二当前位置点确定所述碰撞预测结果，包括：

确定所述第二当前位置点相对于所述第一预测轨迹的横向投影距离；

若所述横向投影距离大于预设距离阈值，则确定所述碰撞预测结果为不存在碰撞风险；否则，确定所述第二当前位置点相对于所述第一预测轨迹的纵向投影点，并根据所述纵向投影点确定所述碰撞预测结果。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述纵向投影点确定所述碰撞预测结果，包括：

若所述纵向投影点位于所述第一预测轨迹上，则确定所述碰撞预测结果为存在碰撞风险；否则，确定所述碰撞预测结果为不存在碰撞风险。

11.一种车辆轨迹预测装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取车辆历史位置点集以及当前车速；

初始轨迹构建模块，用于若所述车辆历史位置点集与所述当前车速满足预设轨迹预测条件，则根据所述车辆历史位置点集构建初始预测轨迹圆；

预测轨迹确定模块，用于根据车辆当前位置点与所述车辆历史位置点集更新所述初始预测轨迹圆，并根据更新后的初始预测轨迹圆确定车辆预测轨迹。

12.一种车辆预测轨迹分析装置，其特征在于，包括：

预测轨迹获取模块，用于获取第一车辆的第一预测轨迹与第二车辆的第二预测轨迹，其中，所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹采用权利要求1-6任一项所述的车辆轨迹预测方法确定得到；

夹角差值确定模块，用于确定所述第二车辆的第二行驶方向相对于所述第一预测轨迹的方向夹角差值；

预测结果确定模块，用于若所述方向夹角差值位于预设差值阈值范围内，则根据所述第一预测轨迹与所述第二预测轨迹确定碰撞预测结果；否则，根据所述第一预测轨迹与所述第二车辆的第二当前位置点确定碰撞预测结果。

13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

一个或多个控制器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现如权利要求1-10中任一所述的方法。

14.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-10中任一所述的方法。

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