CN113177665B - 一种提高循迹路线精度的方法及终端 - Google Patents
一种提高循迹路线精度的方法及终端 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种提高循迹路线精度的方法及终端，获取预设循迹路线及预设探测距离；根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；调整所述探测距离后，重新进行循迹得到实际循迹路线；重复执行上述步骤，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业；本发明得到与每一探测距离对应的多个总误差值，其中最小的一个总误差所对应的探测距离作为正式循迹作业过程中的探测距离，减小无人车实际循迹作业中所得到的循迹路线与预设循迹路线之间的误差。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶领域，尤其涉及一种提高循迹路线精度的方法及终端。
背景技术
无人驾驶汽车是汽车领域今后发展的主要趋势。预想中将来的无人驾驶汽车通过车载传感系统感知道路环境、车辆位置、交通信号以及障碍物等信息，在此基础上根据出发地和预定目的地自动规划行车路线并通过一定的控制逻辑实现车辆的纵向及横向的耦合控制，使车辆安全到达预定目的地，在此期间不需要人工额外对行驶过程进行干预；
但现如今的无人驾驶汽车还处于研发设计探索阶段，无人车的运动轨迹是通过一系列定位得到的位置点信息生成的，依据这个运动轨迹、车辆位置和车辆速度预测下一个点位置的前进路线，再通过控制车辆到达下个位置。在受路面湿滑、路面松软、路面颠簸、风阻大、控制误差、车辆循迹速度变化等因素的影响，车辆真实行驶的轨迹与规划的轨迹可能会有偏差，特别是在转弯的时候偏差较大，存在偏出预设轨迹的风险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种提高循迹路线精度的方法及终端，提高实际循迹路线的精度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：
一种提高循迹路线精度的方法，包括步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：
一种提高循迹路线精度的终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业。
本发明的有益效果在于：在开始正式的循迹作业之前，先根据设定的探测距离及预设循迹路线进行实际循迹的试验得到实际循迹路线，从而得到预设循迹路线和实际循迹路线之间的总误差，多次调整探测距离后得到与每一探测距离对应的多个总误差值，其中最小的一个总误差所对应的探测距离作为正式循迹作业过程中的探测距离，能够减小无人车实际循迹作业中所得到的循迹路线与预设循迹路线之间的误差，确保了实际循迹作业时的高循迹精度。
附图说明
图1为本发明实施例的一种提高循迹路线精度的方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例的一种提高循迹路线精度的终端的结构示意图；
图3为本发明实施例的实际循迹路线与预设循迹路线偏差示意图；
图4为本发明实施例的同一顺序位上循迹点的误差示意图；
图5为本发明实施例的一种提高循迹路线精度的方法的流程示意图；
标号说明：
1、一种提高循迹路线精度的终端；2、处理器；3、存储器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1及图3至图5，一种提高循迹路线精度的方法，包括步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：在开始正式的循迹作业之前，先根据设定的探测距离及预设循迹路线进行实际循迹的试验得到实际循迹路线，从而得到预设循迹路线和实际循迹路线之间的总误差，多次调整探测距离后得到与每一探测距离对应的多个总误差值，其中最小的一个总误差所对应的探测距离作为正式循迹作业过程中的探测距离，能够减小无人车实际循迹作业中所得到的循迹路线与预设循迹路线之间的误差，确保了实际循迹作业时的高循迹精度。
进一步地，所述S2中所述计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差具体为：
S21、获取所述预设循迹路线上位于第一顺序位的第一循迹点；
获取所述实际循迹路线上位于所述第一顺序位的第二循迹点；
S22、计算所述第一循迹点及所述第二循迹点之间的误差；
S23、重复所述S21及所述S22，直至计算出所述实际循迹路线上所有循迹点与所述预设循迹路线上所有循迹点之间的所述误差，得到误差集合；
S24、计算所述误差集合中所有所述误差的均值及方差，所述总误差为所述均值及所述方差的和。
由上述描述可知，通过计算实际循迹路线上每一循迹点与同一顺序位上的预设循迹路线上的循迹点之间的误差，最终得到总误差，总误差与每一顺序位上的循迹点的误差相关，使得该总误差能够较好地反应出实际循迹路线与预设循迹路线之间的误差，提供确定目标探测距离的可靠参考值。
进一步地，所述S22具体为：
S221、获取所述第一循迹点a1及在所述预设循迹路线上位于所述第一循迹点后一顺序位的第三循迹点a2；
S222、建立由所述第一循迹点a1指向所述第二循迹点b1的第一向量
由所述第三循迹点a2指向所述第二循迹点b1的第二向量
及由所述第一循迹点a1指向所述第三循迹点a2的第三向量
S223、计算所述第一向量与所述第三向量的点乘
及所述第二向量与所述第三向量的点乘
S224、若v1≥0且v2＜0，则所述第二循迹点的误差
由上述描述可知，获取第三循迹点a2作为辅助点，通过计算向量之间的点乘，利用点乘的性质得到夹角与直角的关系，能够获取b1与a1及a2的位置关系，若v1≥0且v2＜0则b1在a1a2的连线上的投影与a1之间的误差值e1可被计算。
进一步地，所述误差集合标记为e＝[e1,e2,e3,...,eN]；
所述S24具体为：
计算所述误差集合中所有所述误差的均值
其中，
计算所述误差集合中所有所述误差的方差
则所述总误差E总误差＝Av+Cov。
由上述描述可知，将总误差表示为误差集合中均值和方差的和，均值能够反应误差集合中误差的一般水平，结合反应单个误差与均值之间偏差程度的方差，能够中和可能出现的极值的影响，使得总误差最小时每一循迹点上的误差都尽可能小。
进一步地，所述探测距离Dist为：
其中，v’表示车速，w表示转弯角度，B及C为待定系数。
由上述描述可知，设置待定系数，通过改变待定系数测算不同指的待定系数下的探测距离所对应的总误差值，能够根据总误差值的变化确定待定系数的值从而得到目标探测距离，根据目标探测距离进行循迹则能够使得总误差值最小，提高循迹精度。
请参照图2，一种提高循迹路线精度的终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业。
本发明的有益效果在于：在开始正式的循迹作业之前，先根据设定的探测距离及预设循迹路线进行实际循迹的试验得到实际循迹路线，从而得到预设循迹路线和实际循迹路线之间的总误差，多次调整探测距离后得到与每一探测距离对应的多个总误差值，其中最小的一个总误差所对应的探测距离作为正式循迹作业过程中的探测距离，能够减小无人车实际循迹作业中所得到的循迹路线与预设循迹路线之间的误差，确保了实际循迹作业时的高循迹精度。
进一步地，所述S2中所述计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差具体为：
S21、获取所述预设循迹路线上位于第一顺序位的第一循迹点；
获取所述实际循迹路线上位于所述第一顺序位的第二循迹点；
S22、计算所述第一循迹点及所述第二循迹点之间的误差；
S23、重复所述S21及所述S22，直至计算出所述实际循迹路线上所有循迹点与所述预设循迹路线上所有循迹点之间的所述误差，得到误差集合；
S24、计算所述误差集合中所有所述误差的均值及方差，所述总误差为所述均值及所述方差的和。
由上述描述可知，通过计算实际循迹路线上每一循迹点与同一顺序位上的预设循迹路线上的循迹点之间的误差，最终得到总误差，总误差与每一顺序位上的循迹点的误差相关，使得该总误差能够较好地反应出实际循迹路线与预设循迹路线之间的误差，提供确定目标探测距离的可靠参考值。
进一步地，所述S22具体为：
S221、获取所述第一循迹点a1及在所述预设循迹路线上位于所述第一循迹点后一顺序位的第三循迹点a2；
S222、建立由所述第一循迹点a1指向所述第二循迹点b1的第一向量
由所述第三循迹点a2指向所述第二循迹点b1的第二向量
及由所述第一循迹点a1指向所述第三循迹点a2的第三向量
S223、计算所述第一向量与所述第三向量的点乘
及所述第二向量与所述第三向量的点乘
S224、若v1≥0且v2＜0，则所述第二循迹点的误差
由上述描述可知，获取第三循迹点a2作为辅助点，通过计算向量之间的点乘，利用点乘的性质得到夹角与直角的关系，能够获取b1与a1及a2的位置关系，若v1≥0且v2＜0则b1在a1a2的连线上的投影与a1之间的误差值e1可被计算。
进一步地，所述误差集合标记为e＝[e1,e2,e3,...,eN]；
所述S24具体为：
计算所述误差集合中所有所述误差的均值
其中，
计算所述误差集合中所有所述误差的方差
则所述总误差E总误差＝Av+Cov。
由上述描述可知，将总误差表示为误差集合中均值和方差的和，均值能够反应误差集合中误差的一般水平，结合反应单个误差与均值之间偏差程度的方差，能够中和可能出现的极值的影响，使得总误差最小时每一循迹点上的误差都尽可能小。
进一步地，所述探测距离Dist为：
其中，v’表示车速，w表示转弯角度，B及C为待定系数。
由上述描述可知，设置待定系数，通过改变待定系数测算不同指的待定系数下的探测距离所对应的总误差值，能够根据总误差值的变化确定待定系数的值从而得到目标探测距离，根据目标探测距离进行循迹则能够使得总误差值最小，提高循迹精度。
请参照图1及图3，本发明的实施例一为：
一种提高循迹路线精度的方法，包括步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
在S2中，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差具体为：
S21、获取所述预设循迹路线上位于第一顺序位的第一循迹点；
获取所述实际循迹路线上位于所述第一顺序位的第二循迹点；
S22、计算所述第一循迹点及所述第二循迹点之间的误差；
S23、重复所述S21及所述S22，直至计算出所述实际循迹路线上所有循迹点与所述预设循迹路线上所有循迹点之间的所述误差，得到误差集合；
S24、计算所述误差集合中所有所述误差的均值及方差，所述总误差为所述均值及所述方差的和；
在一种可选的实施方式中，在自动循迹的过程中，无人车每间隔100ms(毫秒)获取一次GPS数据，根据无人车此时自身的经纬度，无人车此时的航向与下一循迹点之间的经纬度的夹角计算出无人车需要转弯的方向和角度，实现循迹；其中，根据探测距离寻找距离最近的下一循迹点；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业；
请参照图3，其中最内圈的黑色椭圆为预设循迹路线，最外圈的浅色椭圆为直接按照该预设循迹路线进行第一次实际循迹所得到的实际循迹路线，位于最外圈和最内圈之间的深色椭圆为确定目标探测距离后根据目标探测距离进行循迹作业所得到的行驶轨迹，可以看出精度相较于直接根据预设循迹路线和默认的探测距离进行循迹有显著的提升。
其中，探测距离Dist为：
上式中，v’表示车速，w表示转弯角度，B及C为待定系数；
在一种可选的实施方式中，采用贪婪搜索确定待定系数：①先保持B及C其中一个待定系数不变，另一个待定系数在预设范围内按第一间隔逐渐增加，直至总误差出现减小→增大的趋势，则获取此时使得总误差最小的待定系数的取值，②以该取值前后一位的待定系数为取值区间，在该取值区间内按第二间隔逐渐增加，重复执行①，直至得到预设精度的待定系数，误差达到最小；
如保持C＝0，A以0.5为第一间隔在0-2范围内逐渐增加，A＝0.5时的总误差为11，A＝1时的总误差为9，A＝1.5时的总误差为12，则取[0.5,1.5]为取值区间，在该取值区间内按0.1的第二间隔逐渐增加A的值，直至得到预设精度即间隔0.02时A的值。
请参照图4，本发明的实施例二为：
一种提高循迹路线精度的方法，其与实施例一的不同之处在于：
误差集合标记为e＝[e1,e2,e3,...,eN]，为实际循迹路线上N个循迹点分别对应的误差的集合；
其中，S22具体为：
S221、获取所述第一循迹点a1及在所述预设循迹路线上位于所述第一循迹点后一顺序位的第三循迹点a2；
S222、建立由所述第一循迹点a1指向所述第二循迹点b1的第一向量
由所述第三循迹点a2指向所述第二循迹点b1的第二向量
及由所述第一循迹点a1指向所述第三循迹点a2的第三向量
S223、计算所述第一向量与所述第三向量的点乘
及所述第二向量与所述第三向量的点乘
S224、若v1≥0且v2＜0，则所述第二循迹点的误差
e1为第二循迹点b1到第三向量的垂直距离；
其中，S24具体为：
计算所述误差集合中所有所述误差的均值
其中，Ea表示误差集合所对应的期望值，
计算所述误差集合中所有所述误差的方差
则所述总误差E总误差＝Av+Cov；
请参照图5，在一种可选的实施方式中，调整探测距离(即调整待定系数B及C)进行循迹之后，得到实际循迹路线，获取实际循迹路线与对应的轨迹重合度，判断轨迹重合度是否在阈值内，若是，则标记该探测距离为目标探测距离，否则，重新调整探测距离并进行循迹。
请参照图2，本发明的实施例三为：
一种提高循迹路线精度的终端1，包括处理器2、存储器3及存储在存储器3上并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现实施例一或实施例二中的各个步骤；
在一种可选的实施方式中，一种提高循迹路线精度的终端可放置在无人车上，也可以单独设置，用于与无人车之间建立通讯进行信息的交互。
综上所述，本发明提供了一种提高循迹路线精度的方法及终端，获取预设循迹路线及预设探测距离，根据预设探测距离及预设循迹路线进行循迹得到实际循迹路线，获取实际循迹路线与预设循迹路线之间的总误差，调整探测距离之后再进行多次循迹，得到多个探测距离分别对应的多个总误差，则能够根据探测距离的变化趋势和总误差的变化趋势之间的关系确认总误差的极值可能存在的对应的探测距离的区间，在此区间内得到使得总误差最小的探测距离标记为目标探测距离，根据目标探测距离进行循迹作业，在进行正式的循迹作业前，先得到循迹时能够使得总误差最小的探测距离，保证了正式循迹作业时的循迹路线的精度；并且，由于无人车在循迹过程中的探测距离受转弯角度和当前车速的影响，故设置两个待定系数分别对应当前车速和转弯角度，则通过调整待定系数就能够实现对车速和转弯角度对探测距离影响程度的调整，实现对探测距离的精确调整，在进行调整的过程中，还可设置目标精度，得到符合目标精度要求的探测距离；并且，在衡量实际循迹路线与预设循迹路线之间的差值时，除了使用总误差，还引入轨迹重合度，通过判断轨迹重合度是否符合要求得到目标探测距离，能够使得获取目标探测距离的过程更加简单，适用于无需知道具体总误差的场景，保证实际循迹作业中无人车循迹路径的精度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种提高循迹路线精度的方法，其特征在于，包括步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S4、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S5、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业；
所述S2中所述计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差具体为：
S21、获取所述预设循迹路线上位于第一顺序位的第一循迹点；
获取所述实际循迹路线上位于所述第一顺序位的第二循迹点；
S22、计算所述第一循迹点及所述第二循迹点之间的误差；
S23、重复所述S21及所述S22，直至计算出所述实际循迹路线上所有循迹点与所述预设循迹路线上所有循迹点之间的所述误差，得到误差集合；
S24、计算所述误差集合中所有所述误差的均值及方差，所述总误差为所述均值及所述方差的和；
所述探测距离Dist为：
其中，v’表示车速，w表示转弯角度，B及C为待定系数。
2.根据权利要求1所述的一种提高循迹路线精度的方法，其特征在于，所述S22具体为：
S221、获取所述第一循迹点a1及在所述预设循迹路线上位于所述第一循迹点后一顺序位的第三循迹点a2；
S222、建立由所述第一循迹点a1指向所述第二循迹点b1的第一向量
由所述第三循迹点a2指向所述第二循迹点b1的第二向量
及由所述第一循迹点a1指向所述第三循迹点a2的第三向量
S223、计算所述第一向量与所述第三向量的点乘
及所述第二向量与所述第三向量的点乘
S224、若v1≥0且v2＜0，则所述第二循迹点的误差
3.根据权利要求1所述的一种提高循迹路线精度的方法，其特征在于，所述误差集合标记为e＝[e1,e2,e3,...,eN]；
所述S24具体为：
计算所述误差集合中所有所述误差的方差
其中，
计算所述误差集合中所有所述误差的均值
则所述总误差E总误差＝Av+Cov。
4.一种提高循迹路线精度的终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
S1、获取预设循迹路线及预设探测距离；
S2、根据所述预设探测距离及所述预设循迹路线进行真实场景下的循迹，得到实际循迹路线，计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差；
S3、调整所述探测距离后，执行所述S2，
S3、重复执行所述S3，直至得到所述总误差的最小值，记录最小的所述总误差所对应的所述探测距离，标记为目标探测距离；
S4、根据所述目标探测距离及所述预设循迹路线进行循迹作业；
所述S2中所述计算所述实际循迹路线与所述预设循迹路线的总误差具体为：
S21、获取所述预设循迹路线上位于第一顺序位的第一循迹点；
获取所述实际循迹路线上位于所述第一顺序位的第二循迹点；
S22、计算所述第一循迹点及所述第二循迹点之间的误差；
S23、重复所述S21及所述S22，直至计算出所述实际循迹路线上所有循迹点与所述预设循迹路线上所有循迹点之间的所述误差，得到误差集合；
S24、计算所述误差集合中所有所述误差的均值及方差，所述总误差为所述均值及所述方差的和；
探测距离Dist为：
其中，v’表示车速，w表示转弯角度，B及C为待定系数。
5.根据权利要求4所述的一种提高循迹路线精度的终端，其特征在于，所述S22具体为：
S221、获取所述第一循迹点a1及在所述预设循迹路线上位于所述第一循迹点后一顺序位的第三循迹点a2；
S222、建立由所述第一循迹点a1指向所述第二循迹点b1的第一向量
由所述第三循迹点a2指向所述第二循迹点b1的第二向量
及由所述第一循迹点a1指向所述第三循迹点a2的第三向量
S223、计算所述第一向量与所述第三向量的点乘
及所述第二向量与所述第三向量的点乘
S224、若v1≥0且v2＜0，则所述第二循迹点的误差
6.根据权利要求4所述的一种提高循迹路线精度的终端，其特征在于，所述误差集合标记为e＝[e1,e2,e3,...,eN]；
所述S24具体为：
计算所述误差集合中所有所述误差的方差
其中，
计算所述误差集合中所有所述误差的均值
则所述总误差E总误差＝Av+Cov。
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