CN113734179A - 一种行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆 - Google Patents

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CN113734179A CN202111149809.7A CN202111149809A CN113734179A CN 113734179 A CN113734179 A CN 113734179A CN 202111149809 A CN202111149809 A CN 202111149809A CN 113734179 A CN113734179 A CN 113734179A
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Abstract

本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆。方法包括：获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息；基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息；根据第一行驶信息和第二行驶信息确定第一轨迹半径和第二轨迹半径；确定第一轨迹类型和第二轨迹类型；根据轨迹半径和轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标和第二车辆的第二位置坐标。基于V2V通信实现车与车之间信息共享，建立稳定的感知能力，数据可直接使用，且能够实现弯道行驶等盲区的检测。基于车辆的横摆角速度和速度对行驶轨迹进行预测，所得到的预测轨迹更加准确，确保行车安全。

Description

一种行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆。
背景技术
面向未来，自动驾驶是解决道路交通安全，缓解交通拥堵，提高驾驶人舒适性的重要手段。自动驾驶系统一般分为环境感知，轨迹预测和决策控制三个部分，其中实现道路交通环境的准确感知是自动驾驶系统的基础和前提，是目前主要研究方向之一。
专利文献CN112562331A公开了一种基于视觉感知的他方车辆轨迹预测方法，利用主车辆车身上的单目相机实时采集车身周围的图像，采用yolo5算法检测当前时刻图像中的目标车辆，根据小孔成像原理和三角形相似定理计算下一个时刻该第t个目标车辆在车身坐标系下的坐标。
以上在车上加装视觉相机、激光雷达或毫米波雷达，对多元异构数据进行融合实现目标识别和距离判断，是当前自动驾驶感知技术研究的主流方向，适用于大部分车辆和智能驾驶场景。但此方法存在弊端如下：一是传感器感知精度和范围易受到环境的影响，如雨雪天气、尘土等；二是仅能感知视野/视距范围内的目标，无法感知盲区车辆信息，如弯道车辆，被遮挡交叉路口车辆；三是感知融合和目标检出算法复杂，准确度等问题都会对车辆的决策控制产生影响；四是雷达、摄像头等设备单车成本过高。以上弊端都会导致本车对他方车辆位置、距离的判断不准确，导致轨迹规划产生偏差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于感知传感器获取的他方车辆位置、距离不够准确、局部场景感知受限等，导致目标识别和轨迹规划产生偏差的问题。
为解决上述技术问题，第一方面，本申请实施例公开了一种车辆行驶轨迹应用方法，方法包括：
获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息；
基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息；
根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径；
根据第一行驶信息和第一轨迹半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据第二行驶信息和第二轨迹半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型；
根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
进一步的，第一行驶信息包括第一车速和第一横摆角速度；第二行驶信息包括第二车速和第二横摆角速度；
根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径，包括：
根据第一车速和第一横摆角速度确定第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径，以及根据第二车速和第二横摆角速度确定第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径；
对第一曲率半径进行二阶低通滤波得到第一滤波曲率半径，以及对第二曲率半径进行二阶低通滤波得到第二滤波曲率半径；
根据第一滤波曲率半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二滤波曲率半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
进一步的，根据第一行驶信息和第一轨迹半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据第二行驶信息和第二轨迹半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型，包括：
若第一车速小于第一预设值或第一轨迹半径大于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为直线类型；或，若第一车速大于等于第一预设值或第一轨迹半径小于等于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为曲线类型；
若第二车速小于第三预设值或第二轨迹半径大于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为直线类型；或，若第二车速大于等于第三预设值或第二轨迹半径小于等于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为曲线类型。
进一步的，第一行驶信息还包括第一航向角；根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，包括：
在第一轨迹类型为直线类型的情况下，根据第一定位信息、第一车速和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标；或，
在第一轨迹类型为曲线类型且第一横摆角速度不为零的情况下，根据第一定位信息、第一轨迹半径和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。
进一步的，第二行驶信息还包括第二航向角；根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标，包括：
在第二轨迹类型为直线类型的情况下，根据第二定位信息、第二车速和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标；或，
在第二轨迹类型为曲线类型且第二横摆角速度不为零的情况下，根据第二定位信息、第二轨迹半径和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
进一步的，根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标之后，还包括：
根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警。
进一步的，根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警，包括：
基于边界圆法根据第一位置坐标和第二位置坐标确定第一车辆和第二车辆之间的轨迹距离；
若轨迹距离小于安全距离，则发出碰撞预警。
第二方面，本申请实施例公开了一种车辆行驶轨迹的应用装置，装置包括：
第一车辆信息获取模块，用于获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息；
第二车辆信息获取模块，用于基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息；
轨迹半径确定模块，用于根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径；
轨迹类型确定模块，用于根据第一行驶信息和第一轨迹半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据第二行驶信息和第二轨迹半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型；
位置坐标确定模块，用于根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
作为一种可选的实施方式，第一行驶信息包括第一车速和第一横摆角速度；第二行驶信息包括第二车速和第二横摆角速度；
轨迹半径确定模块包括：
曲率半径确定单元，用于根据第一车速和第一横摆角速度确定第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径，以及根据第二车速和第二横摆角速度确定第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径；
滤波曲率半径确定单元，用于对第一曲率半径进行二阶低通滤波得到第一滤波曲率半径，以及对第二曲率半径进行二阶低通滤波得到第二滤波曲率半径；
轨迹半径确定单元，用于根据第一滤波曲率半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二滤波曲率半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
作为一种可选的实施方式，轨迹类型确定模块包括：
第一轨迹类型确定单元，用于若第一车速小于第一预设值或第一轨迹半径大于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为直线类型；或，若第一车速大于等于第一预设值或第一轨迹半径小于等于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为曲线类型；
第二轨迹类型确定单元，用于若第二车速小于第三预设值或第二轨迹半径大于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为直线类型；或，若第二车速大于等于第三预设值或第二轨迹半径小于等于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为曲线类型。
作为一种可选的实施方式，第一行驶信息还包括第一航向角；位置坐标确定模块包括：
第一直线类型位置坐标确定单元，用于在第一轨迹类型为直线类型的情况下，根据第一定位信息、第一车速和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标；或，
第一曲线类型位置坐标确定单元，用于在第一轨迹类型为曲线类型且第一横摆角速度不为零的情况下，根据第一定位信息、第一轨迹半径和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。
作为一种可选的实施方式，位置坐标确定模块还包括：
第二直线类型位置坐标确定单元，用于在第二轨迹类型为直线类型的情况下，根据第二定位信息、第二车速和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标；或，
第二曲线类型位置坐标确定单元，用于在第二轨迹类型为曲线类型且第二横摆角速度不为零的情况下，根据第二定位信息、第二轨迹半径和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
作为一种可选的实施方式，所述装置还包括：
碰撞预警模块，用于根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警。
作为一种可选的实施方式，碰撞预警模块包括：
轨迹距离确定单元，用于基于边界圆法根据第一位置坐标和第二位置坐标确定第一车辆和第二车辆之间的轨迹距离；
碰撞预警单元，用于若轨迹距离小于安全距离，则发出碰撞预警。
第三方面，本申请实施例公开了一种电子设备，设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行如上所述的车辆行驶轨迹应用方法。
第四方面，本申请实施例公开了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上所述的车辆行驶轨迹应用方法。
第五方面，本申请实施例公开了一种车辆，车辆包括如上所述的电子设备。
本申请实施例提供的行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆，具有如下技术效果：
该车辆基于导航定位增强技术实现厘米级的车辆高精度定位，基于PC5通信技术实现车-车的信息交互，建立稳定的感知能力，单车无需加装激光雷达、毫米波雷达、摄像头等采集传感器设备，能够有效的降低单车成本。此外基于历史轨迹点的经纬度、速度、横摆角速度和航向角信息确定轨迹预测算法，重点应用车辆的横摆角速度对行驶轨迹的进行预测，所得到的预测轨迹更加准确，确保行车安全。
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和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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附图。
图1是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用方法的应用环境的示意图；
图2是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种差分数据服务系统示意图；
图4是本申请实施例提供的一种V2V通信系统架构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种确定第一轨迹半径和第二轨迹半径的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的一种确定第一位置坐标和第二位置坐标的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种根据车辆的行驶轨迹进行车辆位置预测示意图；
图8是本申请实施例提供的一种基于边界圆计算第一车辆与第二车辆距离示意图；
图9是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用装置结构示意图。
具体实施方式
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的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。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile CommunicationTechnology，5G)的技术不断演进，很多新技术出现，而其中最主要的一项就是“超高可靠性短距离无线通信”(NR，Non-Relativelyreliablelong-rangeuser-connectivity)，这一技术被称作短距离无线通信，主要提高移动通信，加快车辆自动化和道路变道辅助等无人驾驶的实现。
目前，自动驾驶技术还不够完善，技术也不够成熟。面对诸如坏天气、意外障碍、复杂的城市交通等情况，自动驾驶的传感器与软件很容易出错。而用无线技术把汽车连接成通信网络似乎更有效。基于短距离无线通信V2X(Vehicle To Everything)以及V2V(Vehicle To Vehicle)技术可以把汽车的位置、速度、制动状态等数据无线传递给百米范围内的车辆，接收数据的车辆接收并处理识别障碍物信息，对来自相邻路况的多种信息进行调解，有效识别碰撞或者相撞。V2V以及V2X技术能够保证无人驾驶的可靠性和安全性，势必将会在今后的汽车无人驾驶环境发展中扮演重要角色。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用方法的应用环境的示意图，如图1所示，该应用环境可以包括第一车辆101、第二车辆103和路侧单元105。
本申请实施例中，V2V通信需要一个无线网络，第一车辆101和第二车辆103为接入该无线网络且具备V2V通信功能的车辆。第一车辆101和第二车辆103可以是普通车辆，如电动汽车、燃油车等，也可以是智能网联汽车。第一车辆101和第二车辆103之间能够互相传送信息，告诉对方车辆自车的驾驶信息，这些信息包括速度、位置、驾驶方向、剎车等。可选的，选用专用短程通信来构建V2V通信网络。可选的，该通信网络的覆盖范围不小于300米。
在一个可选的实施例中，路侧单元105应用于智能交通路侧系统一体化协同控制。路侧单元105可接入车联网V2X路侧通讯终端、交通视频检测器、微波检测器、交通信号机等，可实现局部交通数据的采集与交互，具备与交通数据中心实时通信功能。具有视频、微波、地磁、红外等多种检测器接口、需要能支持接入主流信号控制机、可实时采集信号机状态、支持通过光纤、3G/4G和广域无线网等远程通信方式，支持与数据中心信息交互、路侧系统综合管理功能、支持局部逻辑路网管理、实时上传路侧数据及设备工况、支持交通事件远程发布功能。
在一个可选的实施例中，第一车辆101和第二车辆103通过接入V2V通信网络，进行车与车之间、以及车与路侧单元105之间信息交互，实现自动驾驶。第一车辆101和第二车辆103上还可以设置有激光雷达、毫米波雷达、摄像头等采集传感器设备，以进一步保证自动驾驶安全。
此外，需要说明的是，图1所示的仅仅是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用方法的应用环境，在实际应用中，还可以包括其他应用环境，例如，在实际应用中，也可以不设置路侧单元105，仅车与车之间进行通信。此外，还可以有更多数量的车辆接入V2V通信网络，以及更多类别的能够与车辆进行信息交换的设备。
以下介绍本申请一种车辆行驶轨迹应用方法的具体实施例，图2是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用方法的流程示意图。本说明书提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，车辆行驶轨迹应用方法可以应用于第一车辆，也可以应用于第二车辆。也就是说，该车辆行驶轨迹应用方法的交互两侧分别为第一车辆和第二车辆。在实际应用场景中，第一车辆可以为自车，第二车辆为他车。以下以第一车辆为执行主语对该车辆行驶轨迹应用方法进行详细说明，该方法包括以下步骤：
S201：获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息。
本申请实施例中，第一车辆从自身的自动驾驶控制器中获取到自身的第一定位信息和第一行驶信息。第一定位信息可以为基于全球定位系统，如北斗、GPS、准天顶等定位系统获取到的车辆位置坐标。第一行驶信息可以包括车辆当前的驾驶参数，如速度、横摆角速度、航向角等。
S203：基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息。
本申请实施例，第一车辆基于V2V与第二车辆通信获取第二车辆的定位信息和行驶信息。与第一定位信息和第一行驶信息相似，第二定位信息可以为基于全球定位系统得到的车辆位置坐标。第二行驶信息可以包括第二车辆当前的驾驶参数，如速度、横摆角速度、航向角等。可选的，第一车辆和第二车辆上均设置有自动驾驶控制器以及用于V2X通信的车载单元(On-Board Unit，OBU)。第二车辆上的OBU获取自身自动驾驶控制器中的第二定位信息和第二行驶信息，然后把这些信息打包封装，通过短距离通信协议发送给第一车辆上的OBU，相应的，第一车辆接收到该打包信息并进行解析即可获取到第二定位信息和第二行驶信息。
在一个可选的实施方式中，通过建立车端OBU与路端路侧单元(Road Side Unit，RSU)的V2X通信，利用差分数据服务(Differential Data Service，DDS)实现车辆的高精度定位。差分数据服务是指一种利用V2X交互实现的导航定位增强技术。图3是本申请实施例提供的一种差分数据服务系统示意图，如图3所示，利用布设在区域内的基础设施，如GNSS基准站、地基增强系统等，监测视野内的GNSS卫星，通过集中数据处理，分类获得误差改正参数和完好性信息，通过V2X交互的方式播发给范围内的车辆，从而使车辆定位精度提升。
在一个可选的实施方式中，可以基于PC5通信技术实现车-车之间数据感知交互。感知交互数据包含UTC时间、经纬度、速度、横摆角速度、航向角以及车辆型号、尺寸等信息。图4是本申请实施例提供的一种V2V通信系统架构示意图，如图4所示，基于PC5通信技术实现车-车之间数据感知技术架构如下：其中UTC时间、经纬度、航向角从车辆OBU的定位系统中获取。速度、横摆角速度以及车辆型号、尺寸等信息通过OBU的车载设备处理单元从车辆数据中获取，车与车之间通过LTE-V2X无限电子通讯系统进行数据交互。
需要说明的是，除了上述实施方式中所述的PC5通信技术，实现V2X通信技术还可以为DSRC通信技术、UU通信技术等。除此之外，蓝牙5.1版本的通信距离达到300m，同样能够满足V2X通信需求。
S205：根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
本申请实施例中，第一车辆根据获取到的自车第一行驶信息进行自车轨迹半径计算，同时根据第二车辆的第二行驶信息进行他车的轨迹半径计算。需要说明的是，第一行驶信息和第二行驶信息均为当前时刻至历史某一时刻时间段内的对应车辆的行驶信息。例如，从当前时刻开始往前的1S内，即从历史1S前时刻至当前时刻，第一车辆获取到的行驶信息。
作为一种可选的实施方式，第一行驶信息包括第一车速和第一横摆角速度。第二行驶信息包括第二车速和第二横摆角速度。图5是本申请实施例提供的一种确定第一轨迹半径和第二轨迹半径的流程示意图，如图5所示，根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径，包括：
S501：根据第一车速和第一横摆角速度确定第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径，以及根据第二车速和第二横摆角速度确定第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径。
本申请实施例中，第一车辆根据所获取到的车速和横摆角速度，按照第一算法分别计算出第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径以及第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径。
S503：对第一曲率半径进行二阶低通滤波得到第一滤波曲率半径，以及对第二曲率半径进行二阶低通滤波得到第二滤波曲率半径。
本申请实施例中，为了消除高频噪声对曲率半径的影响，采用二阶低通滤波算法对车辆轨迹曲率进行滤波。
S505：根据第一滤波曲率半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二滤波曲率半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
本申请实施例中，基于车辆滤波后的曲率半径，通过第三算法计算得到车辆轨迹半径R。
在一个可选的实施方式中，利用车辆的历史横摆角速度和车辆速度计算行驶轨迹的曲率半径具体如下：
第一，首先计算历史轨迹点的曲率半径C：
Figure BDA0003286556520000121
其中，Wr是车辆的横摆角速度(rad/s)，V是车辆的速度(m/s)。
第二，采用二阶低通滤波技术对车辆轨迹曲率进行滤波，以消除高频噪声对曲率的影响。离散化单位增益二阶低通滤波器的滤波函数设计如下：
Figure BDA0003286556520000122
Figure BDA0003286556520000123
其中，n≥3，y1＝u1，y2＝u2；
w0＝2πf0；
f0＝截止频率，默认f0＝0.33Hz；
ξ＝阻尼比，默认ξ＝1；
Ts＝采样周期，默认Ts＝100ms；
u1，u2表示第一个历史轨迹点和第二个历史轨迹点的曲率半径C；
yn表示第n个历史轨迹点经过二阶低通滤波后的曲率半径C’。
最后，基于车辆滤波后的曲率半径C’，计算车辆轨迹半径R：
Figure BDA0003286556520000124
S207：根据第一行驶信息和第一轨迹半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据第二行驶信息和第二轨迹半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型。
本申请实施例中，行驶轨迹的轨迹类型包括直线类型和曲线类型。第一车辆根据获取到的行驶信息以及计算得到的轨迹半径来确定第一车辆和第二车辆的行驶轨迹类型。
在一种可选的实施方式中，根据车速和轨迹半径来确定行驶轨迹的轨迹类型。具体而言，如果第一车速小于第一预设值或第一轨迹半径大于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为直线类型。如果第一车速大于等于第一预设值或第一轨迹半径小于等于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为曲线类型。可选的，第一预设值为1m/s，第二预设值为2500m。即，如果当前时刻第一车辆的曲率半径R>2500m或第一车辆的速度V<1m/s，则可以预测t+Δt未来目标时刻第一车辆沿直线行驶。否则可以确定t+Δt未来目标时刻第一车辆的行驶轨迹为圆弧。
同样的，如果第二车速小于第三预设值或第二轨迹半径大于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为直线类型。如果第二车速大于等于第三预设值或第二轨迹半径小于等于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为曲线类型。可选的，第三预设值为1m/s，第四预设值为2500m。即，如果当前时刻第二车辆的曲率半径R>2500m或第二车辆的速度V<1m/s，则可以预测t+Δt未来目标时刻第二车辆沿直线行驶。否则可以确定t+Δt未来目标时刻第二车辆的行驶轨迹为圆弧。
需要说明的是，当车辆的速度V<1m/s时，车辆位置坐标取点的周期是100ms，所取点近似静止，可判断为直线。特别地，车速V＝0时，会导致曲率半径C的计算公式分母为0。综上，当V<1m/s时，判断车辆是直线行驶。
S209：根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
本申请实施例中，第一车辆根据获取到的定位信息、行驶信息以及计算得到的轨迹半径和轨迹类型，进一步预测未来目标时刻第一车辆和第二车辆的位置坐标。其中，行驶信息除了上文所述的车速和横摆角速度，行驶信息还包括用于表明车辆航向的航向角。即第一行驶信息还包括第一航向角，第二行驶信息还包括第二航向角。图6是本申请实施例提供的一种确定第一位置坐标和第二位置坐标的流程示意图，如图6所示，根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标，包括：
S601：在第一轨迹类型为直线类型的情况下，根据第一定位信息、第一车速和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。或，在第一轨迹类型为曲线类型且第一横摆角速度不为零的情况下，根据第一定位信息、第一轨迹半径和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。
S603：在第二轨迹类型为直线类型的情况下，根据第二定位信息、第二车速和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。或，在第二轨迹类型为曲线类型且第二横摆角速度不为零的情况下，根据第二定位信息、第二轨迹半径和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
本申请实施例中，图7是本申请实施例提供的一种根据车辆的行驶轨迹进行车辆位置预测示意图，如图7所示，当车辆行驶轨迹类型为直线类型时，可直接根据车辆当前的定位坐标以及当前车速和航向角来确定未来目标时刻车辆的位置坐标。当车辆的行驶轨迹类型为曲线类型时，首先根据横摆角速度来确定曲线的弯曲方向，即车辆转向。轨迹曲线的圆弧弯曲方向与横摆角速度Wr方向一致，当Wr>0时，车辆左转。当Wr<0时，车辆右转。当Wr＝0时，此时车辆的行驶轨迹按照直线类型进行行驶预测轨迹。当车辆的转向确定后，第一车辆在根据定位信息、轨迹半径和航向角来计算未来目标时刻车辆的位置坐标。
本申请实施例中，通常基于定位系统所获得的定位信息为经纬度坐标，为了计算方便，在进行计算目标时刻车辆位置坐标之前需要将WGS-84坐标系下的经纬度坐标转换为ENU坐标系(东-北-天坐标系)下的平面坐标。
在一种可选的实施方式中，基于当前时刻车辆的速度V0轨迹半径R、车辆的位置坐标(x1,y1)、航向角α信息推算目标时刻(t+Δt时刻)车辆的位置坐标(x2,y2)的方法说明如下：
当车辆沿直线行驶时，则车辆预测位置坐标计算如下：
x2＝x1+v0*Δt*cosα
y2＝x2+v0*Δt*sinα
当车辆沿曲线行驶时，
若Wr>0，
则t时刻圆心坐标(x0,y0)的计算如下：
x0＝x1+R*cosα
y0＝y1-R*sinα
经过Δt时间后，车辆预测位置(x2,y2)的坐标计算如下：
β＝Wr*Δt+α
x2＝x0-R*cosβ
y2＝y0+R*sinβ
其中，β为目标时刻车辆的航向角。
若Wr<0，
则t时刻圆心坐标(x0,y0)的计算如下：
x0＝x1+R*sinα
y0＝y1-R*cosα
经过Δt时间后，车辆预测位置(x2,y2)的坐标计算如下：
β＝Wr*Δt+α
x2＝x0-R*sinβ
y2＝y0+R*cosβ
在一些可选的实施方式中，当第一车辆计算得到未来目标时刻第一车辆的第一位置坐标以及第二车辆的第二位置坐标后，第一车辆还可以根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警。具体来说，根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警可以为：第一车辆基于边界圆法根据第一位置坐标和第二位置坐标确定第一车辆和第二车辆之间的轨迹距离。如果该轨迹距离小于安全距离，则发出碰撞预警。如果该轨迹距离大于等于安全距离，则表明车辆行驶安全。
在一个可选的实施方式中，基于边界圆法计算目标时刻(第一车辆和第二车辆之间的距离。图8是本申请实施例提供的一种基于边界圆计算第一车辆与第二车辆距离示意图，如图8所示，通常车辆的位置来源于后轴中央鲨鱼鳍位置的GPS接收机，基于该GPS接收机的位置以及车头两侧顶点，过三点可以确定一个圆，同样的，基于该GPS接收机的位置以及车尾两侧顶点，过三点可以确定另一个圆，从而可以确定出示出包含车辆轮廓的最小半径的两圆。如图8所示，R1和R2分别表示第一车辆中第一车轮廓圆和第二车轮廓圆的半径，R3和R4分别表示第二车辆中第三车轮廓圆和第四车轮廓圆的半径。在已知GPS点距离车尾的纵向距离、车辆宽度及长度的条件下，分别计算第一车辆的两个圆心到第二车辆两个圆心的4个距离。这4个距离中的最小值作为两车的最小距离Smin。在计算得到两车最小距离后，基于碰撞条件判断是否触发碰撞预警。即分别计算第一车辆和第二车辆未来的轨迹预测点。当同一时刻，第一车辆和第二车辆的最小距离Smin小于安全距离Ssafety时，即认为两车有碰撞预警风险。安全距离定义为：Ssafety＝min{R1+R3,R1+R4,R2+R3,R2+R4}。
本申请实施例所述的车辆行驶轨迹应用方法，基于V2V通信实现车与车之信息共享，建立稳定的感知能力，同时基于车辆的横摆角速度和速度对行驶轨迹进行预测。利用V2X交互实现的导航定位增强技术实现厘米级的车辆高精度定位，基于PC5通信技术实现车-车的信息交互，基于历史轨迹点的经纬度、速度、横摆角速度和航向角信息确定轨迹预测算法，重点考虑车辆的横摆角速度对行驶轨迹的影响，能够更加准确的预测车辆的行驶轨迹，进而基于预测的行驶轨迹进行碰撞预警，保证自动驾驶安全。
本申请实施例提供了一种车辆行驶轨迹应用装置，图9是本申请实施例提供的一种车辆行驶轨迹应用装置结构示意图，如图9所示，该装置包括：
第一车辆信息获取模块901，用于获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息。
第二车辆信息获取模块903，用于基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息。
轨迹半径确定模块905，用于根据第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
轨迹类型确定模块907，用于根据第一行驶信息和第一轨迹半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据第二行驶信息和第二轨迹半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型。
位置坐标确定模块909，用于根据第一定位信息、第一行驶信息、第一轨迹半径和第一轨迹类型确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标，以及根据第二定位信息、第二行驶信息、第二轨迹半径和第二轨迹类型确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
作为一种可选的实施方式，第一行驶信息包括第一车速和第一横摆角速度。第二行驶信息包括第二车速和第二横摆角速度。
轨迹半径确定模块包括：
曲率半径确定单元，用于根据第一车速和第一横摆角速度确定第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径，以及根据第二车速和第二横摆角速度确定第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径。
滤波曲率半径确定单元，用于对第一曲率半径进行二阶低通滤波得到第一滤波曲率半径，以及对第二曲率半径进行二阶低通滤波得到第二滤波曲率半径。
轨迹半径确定单元，用于根据第一滤波曲率半径确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据第二滤波曲率半径确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
作为一种可选的实施方式，轨迹类型确定模块包括：
第一轨迹类型确定单元，用于若第一车速小于第一预设值或第一轨迹半径大于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为直线类型。或，若第一车速大于等于第一预设值或第一轨迹半径小于等于第二预设值，则确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为曲线类型。
第二轨迹类型确定单元，用于若第二车速小于第三预设值或第二轨迹半径大于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为直线类型。或，若第二车速大于等于第三预设值或第二轨迹半径小于等于第四预设值，则确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为曲线类型。
作为一种可选的实施方式，第一行驶信息还包括第一航向角。位置坐标确定模块包括：
第一直线类型位置坐标确定单元，用于在第一轨迹类型为直线类型的情况下，根据第一定位信息、第一车速和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。或，
第一曲线类型位置坐标确定单元，用于在第一轨迹类型为曲线类型且第一横摆角速度不为零的情况下，根据第一定位信息、第一轨迹半径和第一航向角确定目标时刻第一车辆的第一位置坐标。
作为一种可选的实施方式，位置坐标确定模块还包括：
第二直线类型位置坐标确定单元，用于在第二轨迹类型为直线类型的情况下，根据第二定位信息、第二车速和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。或，
第二曲线类型位置坐标确定单元，用于在第二轨迹类型为曲线类型且第二横摆角速度不为零的情况下，根据第二定位信息、第二轨迹半径和第二航向角确定目标时刻第二车辆的第二位置坐标。
作为一种可选的实施方式，所述装置还包括：
碰撞预警模块，用于根据第一位置坐标和第二位置坐标发出碰撞预警。
作为一种可选的实施方式，碰撞预警模块包括：
轨迹距离确定单元，用于基于边界圆法根据第一位置坐标和第二位置坐标确定第一车辆和第二车辆之间的轨迹距离。
碰撞预警单元，用于若轨迹距离小于安全距离，则发出碰撞预警。
本申请实施例中的装置与方法实施例基于同样地申请构思。
本申请实施例还提供了一种电子设备，设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行如上所述的车辆行驶轨迹应用方法。
本申请实施例中，存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器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、功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据所述终端的使用所创建的数据等。此外，存储器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、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。作为一个示例，该设备为车载电脑，如ECU。
本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括如上所述的电子设备。
本申请实施例中，该车辆上设置有计算机终端电子设备，该电子设备用于加载并执行上述车辆行驶轨迹应用方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如上所述的车辆行驶轨迹应用方法。
本申请实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络客户端中的至少一个网络客户端。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器ROM，Read-Only Memory、随机存取存储器RAM，Random Access Memory、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例提供的行驶轨迹应用方法、装置、设备、存储介质及车辆，具有如下优点：
1、感知层面采用V2V通信的方案替代多传感器融合方法，有效避免多传感器融合方案的弊端和不足。单车无需加装激光雷达、毫米波雷达、摄像头等设备，只需增加车载单元OBU模块，有效的降低单车成本。基于V2V通信的感知数据稳定性高，数据可直接使用，无需目标融合、目标提取等复杂算法，且能够实现盲区的检测。
2、基于车辆速度和横摆角速度计算行驶曲率半径，引入二阶低通滤波技术对车辆轨迹曲率进行滤波，减少高频噪声对轨迹计算的影响。基于位置、曲率半径、航向角对行驶轨迹进行预测，所得到的预测轨迹更准确。
3、引入边界圆法来确定第一车辆和第二车辆的最小距离，有效减小了计算量。
需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
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，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种车辆行驶轨迹应用方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息；
基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息；
根据所述第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据所述第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径；
根据所述第一行驶信息和所述第一轨迹半径确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据所述第二行驶信息和所述第二轨迹半径确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型；
根据所述第一定位信息、所述第一行驶信息、所述第一轨迹半径和所述第一轨迹类型确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标，以及根据所述第二定位信息、所述第二行驶信息、所述第二轨迹半径和所述第二轨迹类型确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标。
2.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于，所述第一行驶信息包括第一车速和第一横摆角速度；所述第二行驶信息包括第二车速和第二横摆角速度；
所述根据所述第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据所述第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径，包括：
根据所述第一车速和所述第一横摆角速度确定所述第一车辆行驶轨迹的第一曲率半径，以及根据所述第二车速和所述第二横摆角速度确定所述第二车辆行驶轨迹的第二曲率半径；
对所述第一曲率半径进行二阶低通滤波得到第一滤波曲率半径，以及对所述第二曲率半径进行二阶低通滤波得到第二滤波曲率半径；
根据所述第一滤波曲率半径确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据所述第二滤波曲率半径确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径。
3.根据权利要求2所述的应用方法，其特征在于，所述根据所述第一行驶信息和所述第一轨迹半径确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据所述第二行驶信息和所述第二轨迹半径确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型，包括：
若所述第一车速小于第一预设值或所述第一轨迹半径大于第二预设值，则确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为直线类型；或，若所述第一车速大于等于第一预设值或所述第一轨迹半径小于等于第二预设值，则确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型为曲线类型；
若所述第二车速小于第三预设值或所述第二轨迹半径大于第四预设值，则确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为直线类型；或，若所述第二车速大于等于第三预设值或所述第二轨迹半径小于等于第四预设值，则确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型为曲线类型。
4.根据权利要求3所述的应用方法，其特征在于，所述第一行驶信息还包括第一航向角；所述根据所述第一定位信息、所述第一行驶信息、所述第一轨迹半径和所述第一轨迹类型确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标，包括：
在所述第一轨迹类型为直线类型的情况下，根据所述第一定位信息、所述第一车速和所述第一航向角确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标；或，
在所述第一轨迹类型为曲线类型且所述第一横摆角速度不为零的情况下，根据所述第一定位信息、所述第一轨迹半径和所述第一航向角确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标。
5.根据权利要求3所述的应用方法，其特征在于，所述第二行驶信息还包括第二航向角；所述根据所述第二定位信息、所述第二行驶信息、所述第二轨迹半径和所述第二轨迹类型确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标，包括：
在所述第二轨迹类型为直线类型的情况下，根据所述第二定位信息、所述第二车速和所述第二航向角确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标；或，
在所述第二轨迹类型为曲线类型且所述第二横摆角速度不为零的情况下，根据所述第二定位信息、所述第二轨迹半径和所述第二航向角确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标。
6.根据权利要求1所述的应用方法，其特征在于，所述根据所述第一定位信息、所述第一行驶信息、所述第一轨迹半径和所述第一轨迹类型确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标，以及根据所述第二定位信息、所述第二行驶信息、所述第二轨迹半径和所述第二轨迹类型确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标之后，还包括：
根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标发出碰撞预警。
7.根据权利要求6所述的应用方法，其特征在于，所述根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标发出碰撞预警，包括：
基于边界圆法根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标确定所述第一车辆和所述第二车辆之间的轨迹距离；
若所述轨迹距离小于安全距离，则发出碰撞预警。
8.一种车辆行驶轨迹的应用装置，其特征在于，所述装置包括：
第一车辆信息获取模块，用于获取第一车辆的第一定位信息和第一行驶信息；
第二车辆信息获取模块，用于基于V2V通信获取第二车辆的第二定位信息和第二行驶信息；
轨迹半径确定模块，用于根据所述第一行驶信息确定第一车辆行驶轨迹的第一轨迹半径，以及根据所述第二行驶信息确定第二车辆行驶轨迹的第二轨迹半径；
轨迹类型确定模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第一轨迹半径确定所述第一车辆行驶轨迹的第一轨迹类型，以及根据所述第二行驶信息和所述第二轨迹半径确定所述第二车辆行驶轨迹的第二轨迹类型；
位置坐标确定模块，用于根据所述第一定位信息、所述第一行驶信息、所述第一轨迹半径和所述第一轨迹类型确定目标时刻所述第一车辆的第一位置坐标，以及根据所述第二定位信息、所述第二行驶信息、所述第二轨迹半径和所述第二轨迹类型确定目标时刻所述第二车辆的第二位置坐标。
9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载并执行如权利要求1-7任一所述的车辆行驶轨迹应用方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7任一所述的车辆行驶轨迹应用方法。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求9所述的电子设备。
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