CN113465941B - 一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置 - Google Patents

一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置，属于车辆跑偏检测技术领域，其中，方法的实现包括：在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；在车辆跑偏检测功能结束时，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标，由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，并将车辆跑偏的程度进行显示。本发明通过高精度地图的方式实现车辆跑偏状态的监控，在车辆使用过程中可以实时计算车辆是否跑偏，并将车辆跑偏程度以数字的形式反馈到仪表上，方便驾驶员更好的判断车辆状态。

Description

一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置
技术领域
本发明属于车辆跑偏检测技术领域，更具体地，涉及一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置。
背景技术
机动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不应跑偏，其方向盘不应有摆振、路感不灵或其他异常现象。以目前检验车型为例，其检验标准为：试验车在高速道上保持直线行驶中，方向盘调整使汽车直线行驶一段后，方向盘不动的情况下，汽车行驶方向向一侧偏行，即描述为行驶跑偏。
由于现在很多主机厂选择在高速公路上进行主客观评价，测量方法是使用测力方向盘，但是测力方向盘成本高，安装复杂，且在高速公路上操作时存在安全隐患，而且不能进行客观评价，不能准确知道车辆跑偏的程度。现有技术方案或者是对主机厂测试使用，采用机械结构测量力矩的方式实现，仅用于主机厂测试，或者是通过前视摄像头的横向控制功能，通过比较横向偏移量和控制扭矩的方向，转向手力矩、航向角、横向位置变化量是否超过阈值等实现，这些方法都只是定性的给出车辆是否跑偏，对于消费者来说，需要更直观的知道车辆跑偏的程度。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法及装置，通过高精度地图的方式实现车辆跑偏状态的监控，在车辆使用过程中可以实时计算车辆是否跑偏，并将车辆跑偏程度以数字的形式反馈到仪表上，方便驾驶员更好的判断车辆状态。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法，包括：
在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标，由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，并将车辆跑偏的程度进行显示。
在一些可选的实施方案中，所述第一坐标包括第一横向坐标和第一纵向坐标，所述第二坐标包括第二横向坐标和第二纵向坐标；
所述由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，包括：
由第一横向坐标和第二横向坐标得到横向偏移距离，由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离。
在一些可选的实施方案中，在由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离后，所述方法还包括：
将由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到的车辆纵向行驶距离与ESC记录的行驶距离加权相加融合，得到目标车辆纵向行驶距离；
所述通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，包括：
通过横向偏移距离和目标车辆纵向行驶距离比值得到车辆跑偏的程度。
在一些可选的实施方案中，所述将车辆跑偏的程度进行显示，包括：
若车辆跑偏的程度小于第一预设值，则车辆跑偏等级为1，车辆跑偏的程度在仪表上显示为绿色；
若车辆跑偏的程度在第一预设值和第二预设值之间，则车辆跑偏等级为2，通过仪表弹窗提醒驾驶员，车辆跑偏的程度在仪表上显示为橙色；
若车辆跑偏的程度大于第二预设值，则车辆跑偏等级为3，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，车辆跑偏的程度在仪表上显示为红色。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于高精度地图的车辆跑偏检测装置，包括：
第一定位模块，用于在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
第二定位模块，用于在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标；
距离计算模块，用于由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离；
跑偏程度确定模块，用于通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度；
显示模块，用于将车辆跑偏的程度进行显示。
在一些可选的实施方案中，所述第一坐标包括第一横向坐标和第一纵向坐标，所述第二坐标包括第二横向坐标和第二纵向坐标；
所述距离计算模块，用于由第一横向坐标和第二横向坐标得到横向偏移距离，由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离。
在一些可选的实施方案中，所述装置还包括：
纵向距离融合模块，用于将由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到的车辆纵向行驶距离与ESC记录的行驶距离加权相加融合，得到目标车辆纵向行驶距离；
所述跑偏程度确定模块，用于通过横向偏移距离和目标车辆纵向行驶距离比值得到车辆跑偏的程度。
在一些可选的实施方案中，所述显示模块，用于在车辆跑偏的程度小于第一预设值时，车辆跑偏等级为1，车辆跑偏的程度在仪表上显示为绿色；在车辆跑偏的程度在第一预设值和第二预设值之间时，车辆跑偏等级为2，通过仪表弹窗提醒驾驶员，车辆跑偏的程度在仪表上显示为橙色；在车辆跑偏的程度大于第二预设值时，车辆跑偏等级为3，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，车辆跑偏的程度在仪表上显示为红色。
按照本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
车辆跑偏时，轻则造成啃胎、轮胎报废，重则引发爆胎、车辆失控等危险状况的发生。本发明通过高精度地图的方式实现车辆跑偏状态的监控，在车辆使用过程中可以实时计算车辆是否跑偏，并将车辆跑偏程度以数字的形式反馈到仪表上，方便驾驶员更好的判断车辆状态，是否需要维修。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种基于高精度地图的车辆跑偏检测装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明实例中，“第一”、“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
实施例一
如图1所示是本发明实施例提供的一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法的流程示意图，在图1所示的方法中包括以下步骤：
S1：在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
其中，预设角度表示方向盘大致处于回正状态，如方向盘角度信号为0°±0.2°，表示有0.2°的误差范围内，或者是其它数值，本发明实施例不做唯一性限定。
在本实施例中，高精度地图，通俗来讲就是精度更高、数据维度更多的电子地图。精度更高体现在精确到厘米级别，数据维度更多体现在其包括了除道路信息之外的与交通相关的周围静态信息。高精度地图将大量的行车辅助信息存储为结构化数据，这些信息可以分为两类：道路数据，比如车道线的位置、类型、宽度、坡度和曲率等车道信息；车道周边的固定对象信息，比如交通标志、交通信号灯等信息、车道限高、下水道口、障碍物及其他道路细节，还包括高架物体、防护栏、数目、道路边缘类型、路边地标等基础设施信息。其中最重要的是对路网精确的三维表征(厘米级精度)，比如路面的几何结构、道路标示线的位置、周边道路环境的点云模型等。有了这些高精度的三维表征，可以通过比对车载激光雷达数据精确确认自己当前的位置。
高精度地图能够极大的帮助车辆完成定位，知道自身在地图的位置，首先车辆就需要寻找地标，车辆通过激光雷达传感器获得的信息同高精度地图上已知地标进行比较。这一匹配过程需要经过预处理、坐标转换、数据融合这几个复杂过程。预处理来消除不准确或质量差的数据，坐标转换将来自不同视角的数据转换为统一的坐标系，借助数据融合可以将来自各种车辆的传感器数据合并。通过这几个复杂的过程就可以完成车辆定位，通过高精度地图可以让车辆了解自身的位置。
在本实施例中的高精度地图的定位是基于激光雷达点云特征与高精地图的环境特征匹配实现的，定位方法还可以采用基于GPS和IMU传感器的融合的组合导航定位，基于摄像头的道路特征识别为主+GPS定位为辅助的形式，绝对定位(GNSS)+相对定位(IMU+环境特征匹配定位)等方法实现。
S2：在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标，由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，并将车辆跑偏的程度进行显示。
在本实施例中，高精度地图系统监控车辆位置和道路信息，当车辆行驶到一段直线道路时(如100m以上)，高精度地图系统发送道路标志位信号给电动助力转向系统(Electric Power Steering，EPS)，当EPS传来的方向盘角度信号为预设角度，即可启动车辆跑偏检测功能，记录此刻车辆在高精度地图中的第一横向坐标和第一纵向坐标，车辆行驶过程中，高精度地图定位系统实时更新，当车辆跑偏检测功能结束时，记录下此时车辆在高精度地图中的第二横向坐标和第二纵向坐标，根据起始和结束时的坐标即可计算出这段时间内车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，其中纵向行驶距离可以和车身电子稳定系统(Electronic Stability Control，ESC)记录的行驶距离加权相加融合，通过测试标定确定各自占的权重，加权相加后得到更精确的车辆目标纵向行驶距离，通过横向偏移距离和目标纵向行驶距离的比值即可知道车辆跑偏的程度，并将该车辆跑偏的程度数值发送给组合仪表。在车辆跑偏程序启动和结束时，高精度地图系统发送相应的信号给ESC。
车身电子稳定系统ESC接收到高精度地图系统发来的车辆跑偏检测功能启动信号后，即根据车速和时间计算出车辆行驶过的距离，当检测程序结束后，把这段时间内的车辆行驶距离发给高精度系统做融合处理。
电动助力转向系统EPS接收到高精度地图系统发送的道路标志位信号时，EPS开始发送方向盘转角信号给高精度地图系统，当接收到车辆跑偏检测功能结束信号后，EPS停止发送方向盘转角信号。
组合仪表(IC)接收高精度地图系统发送的车辆跑偏数值，并将该数值显示在仪表上，当该数值小于第一预设值(如0.3％)时，车辆跑偏等级为1，此时车辆基本保持直线行驶，驾驶员无需处理，该数值在仪表上显示为绿色，当该数值在第一预设值和第二预设值(0.6％)之间时，车辆跑偏等级为2，此时车辆轻微跑偏，需要提醒驾驶员注意，通过仪表弹窗提醒驾驶员，该数值在仪表上显示为橙色，驾驶员应在适当的时机维修车辆，当该数值大于第二预设值时，车辆跑偏等级为3，此时车辆跑偏严重，车辆行驶过程中会脱离当前车道，容易引发车辆碰撞、失控等安全事故，驾驶员需时刻保持警惕，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，同时该数值在仪表上显示为红色，驾驶员谨慎驾驶并尽快维修车辆。
实施例二
如图2所示是本发明实施例提供的一种基于高精度地图的车辆跑偏检测装置的结构示意图，包括：
第一定位模块201，用于在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
第二定位模块202，用于在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标；
距离计算模块203，用于由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离；
跑偏程度确定模块204，用于通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度；
显示模块205，用于将车辆跑偏的程度进行显示。
在一些可选的实施方案中，上述第一坐标包括第一横向坐标和第一纵向坐标，上述第二坐标包括第二横向坐标和第二纵向坐标；
上述距离计算模块203，用于由第一横向坐标和第二横向坐标得到横向偏移距离，由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离。
在一些可选的实施方案中，上述装置还包括：
纵向距离融合模块，用于将由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到的车辆纵向行驶距离与ESC记录的行驶距离加权相加融合，得到目标车辆纵向行驶距离；
上述跑偏程度确定模块204，用于通过横向偏移距离和目标车辆纵向行驶距离比值得到车辆跑偏的程度。
在一些可选的实施方案中，上述显示模块205，用于在车辆跑偏的程度小于第一预设值时，车辆跑偏等级为1，车辆跑偏的程度在仪表上显示为绿色；在车辆跑偏的程度在第一预设值和第二预设值之间时，车辆跑偏等级为2，通过仪表弹窗提醒驾驶员，车辆跑偏的程度在仪表上显示为橙色；在车辆跑偏的程度大于第二预设值时，车辆跑偏等级为3，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，车辆跑偏的程度在仪表上显示为红色。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于高精度地图的车辆跑偏检测方法，其特征在于，包括：
在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标，由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，并将车辆跑偏的程度进行显示；
所述第一坐标包括第一横向坐标和第一纵向坐标，所述第二坐标包括第二横向坐标和第二纵向坐标；
所述由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离，包括：
由第一横向坐标和第二横向坐标得到横向偏移距离，由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离；
在由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离后，所述方法还包括：
将由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到的车辆纵向行驶距离与车身电子稳定系统记录的行驶距离加权相加融合，得到目标车辆纵向行驶距离；
所述通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度，包括：
通过横向偏移距离和目标车辆纵向行驶距离比值得到车辆跑偏的程度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将车辆跑偏的程度进行显示，包括：
若车辆跑偏的程度小于第一预设值，则车辆跑偏等级为1，车辆跑偏的程度在仪表上显示为绿色；
若车辆跑偏的程度在第一预设值和第二预设值之间，则车辆跑偏等级为2，通过仪表弹窗提醒驾驶员，车辆跑偏的程度在仪表上显示为橙色；
若车辆跑偏的程度大于第二预设值，则车辆跑偏等级为3，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，车辆跑偏的程度在仪表上显示为红色。
3.一种基于高精度地图的车辆跑偏检测装置，其特征在于，包括：
第一定位模块，用于在直线路段行驶时，在方向盘角度信号为预设角度时，启动车辆跑偏检测功能，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录此刻车辆在高精度地图中的第一坐标；
第二定位模块，用于在车辆跑偏检测功能结束时，基于此刻道路标志通过高精度地图进行车辆定位，记录下此刻车辆在高精度地图中的第二坐标；
距离计算模块，用于由第一坐标和第二坐标得到车辆纵向行驶距离和横向偏移距离；
跑偏程度确定模块，用于通过横向偏移距离和纵向行驶距离的比值得到车辆跑偏的程度；
显示模块，用于将车辆跑偏的程度进行显示；
所述第一坐标包括第一横向坐标和第一纵向坐标，所述第二坐标包括第二横向坐标和第二纵向坐标；
所述距离计算模块，用于由第一横向坐标和第二横向坐标得到横向偏移距离，由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到车辆纵向行驶距离；
所述装置还包括：
纵向距离融合模块，用于将由第一纵向坐标和第二纵向坐标得到的车辆纵向行驶距离与车身电子稳定系统记录的行驶距离加权相加融合，得到目标车辆纵向行驶距离；
所述跑偏程度确定模块，用于通过横向偏移距离和目标车辆纵向行驶距离比值得到车辆跑偏的程度。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述显示模块，用于在车辆跑偏的程度小于第一预设值时，车辆跑偏等级为1，车辆跑偏的程度在仪表上显示为绿色；在车辆跑偏的程度在第一预设值和第二预设值之间时，车辆跑偏等级为2，通过仪表弹窗提醒驾驶员，车辆跑偏的程度在仪表上显示为橙色；在车辆跑偏的程度大于第二预设值时，车辆跑偏等级为3，通过仪表弹窗和声音报警提醒驾驶员注意，车辆跑偏的程度在仪表上显示为红色。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述方法的步骤。
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