CN113978455A - 一种行车轨迹辅助线构建方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车辅助轨迹线的技术领域，尤其涉及一种行车轨迹辅助线构建方法及系统。该方法包括：采集汽车行车时的车身信息；构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点；根据斜边顶点和汽车前后轮摆动角度，计算得轨迹线圆心的位置；根据斜边顶点、圆心位置，确定斜边上的渲染顶点；以圆心位置作为圆心，以斜边顶点和圆心之间的距离作为两侧轨迹线半径，以渲染顶点与圆心之间的距离作为渲染中心线半径，构建汽车轨迹线和渲染中心线，得到行车轨迹辅助线。本发明简单可靠，能够实时反映当前车辆的真实行驶状态，为车辆提供各种形式状态下的辅助线，降低汽车驾驶操作难度，提高用户的驾驶体验。

Description

一种行车轨迹辅助线构建方法及系统
技术领域
本发明涉及汽车辅助轨迹线的技术领域，尤其涉及一种行车轨迹辅助线构建方法及系统。
背景技术
随着生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，汽车的驾驶体验，舒适度及安全性、智能驾驶辅助功能越来越受重视。汽车行驶辅助线作为一种汽车驾驶辅助技术，逐渐成为汽车的标配功能。这种技术可以让驾驶员轻松掌握汽车的行进、倒退路线，有效减少刮蹭、碰撞、陷落等事故发生概率。
当前，在智能化汽车娱乐系统或者人机交互界面中，车辆在前进、后退和泊车的过程中，传统汽车娱乐系统的行车轨迹辅助线可靠性差，容易出现固定不动、摆动不连贯、轨迹不真实、无侧方位停车辅助线以及无前向转弯行车轨迹线等诸多缺陷，非常影响用户的驾车体验。
发明内容
本发明为解决当前辅助线描绘可靠性差的技术问题，提供一种行车轨迹辅助线构建方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种行车轨迹辅助线构建方法，所述方法包括：
采集汽车行车时的车身信息；
构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点；
根据斜边顶点和汽车前后轮摆动角度，计算得轨迹线圆心的位置；
根据斜边顶点、圆心位置，确定斜边上的渲染顶点；
以圆心位置作为圆心，以斜边顶点和圆心之间的距离作为两侧轨迹线半径，以渲染顶点与圆心之间的距离作为渲染中心线半径，构建汽车轨迹线和渲染中心线，得到行车轨迹辅助线。
进一步的，所述行车轨迹辅助线构建方法还包括：
以渲染中心线为中心，向汽车两侧轨迹线方向进行从深到浅渐变式渲染。
进一步的，所述车身信息包括车身宽度、车身方向盘转动信息、汽车行车方向信息以及车身前后轮轴距。
进一步的，所述构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点包括：
以车身为标准建立顶点模型，并建立坐标系；
对模型进行顶点变换，根据车身信息中车身常量确定顶点模型上的斜边顶点。
进一步的，所述轨迹线圆心的位置设置在汽车后轮胎轴线上，并根据车轮摆动信息确定圆心位置。
进一步的，所述汽车轨迹线的构建包括：
以圆心位置和两个斜边顶点的位置，构建两个轨迹线圆；
以斜边顶点作为起点，在轨迹线圆上根据行车方向构建行车轨迹线。
进一步的，所述渲染顶点设置在斜边上，并根据圆心位置和斜边顶点位置之间的数学关系计算得出。
进一步的，所述行车轨迹辅助线构建方法基于OpenglShader编程实现。
进一步的，在得到斜边顶点位置、圆心位置和渲染顶点位置后，利用片着色器进行像素点的描绘，和细节渐变效果抗锯齿美化描绘。
本发明还提供一种行车轨迹辅助线构建系统，包括处理器，所述处理器接收汽车行车中的车身信息，并执行上述的行车轨迹辅助线构建方法。
本发明根据车辆在行驶过程中车辆方向角度等信息，通过构建顶点模型并通过处理器计算、渲染来实时描绘车辆的行驶轨迹辅助线，为车辆实际行驶提供可靠真实的轨迹辅助线功能，其简单可靠，能够实时反映当前车辆的真实行驶状态，为车辆提供各种形式状态下的辅助线，降低汽车驾驶操作难度，减少刮蹭、碰撞、陷落等事故发生概率，提高用户的驾驶体验。
附图说明
图1为本发明实施例中行车轨迹辅助线构建方法的结构流程图。
图2为本发明实施例中顶点模型构建图。
图3为本发明实施例中轨迹线构建坐标系结构图。
图4为本发明实施例中汽车前进辅助线示意图。
图5为本发明实施例中汽车后退辅助线示意图。
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。
本申请实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此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。
此外，若有“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
图1示出了本发明实施例中行车轨迹辅助线构建方法的结构流程图。
如图1所示，本实施例提供了一种行车轨迹辅助线构建方法，该方法主要用于在汽车行车时，为驾驶员进行行车轨迹辅助线的构建并进行描绘显示。具体的，该方法包括：
101、采集汽车行车时的车身信息。其中，所要采集的车身信息包括有多个，其中包括有汽车本身的车身数据，该数据可以从汽车出厂信息中进行调取，例如，车声宽度、车身前后轮轴距、车身限制过大弧度等。上述车身信息也包括有汽车在行车过程中的车身数据，例如，汽车行进方向、汽车前轮摆动幅度、后轮摆幅等。当然，在辅助线构建过程中，还包括一些构建参数，例如，辅助线的整体大小缩放、行车辅助线的颜色。
102、构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点。其中，本实施例优选采用OpenglShader(一种描绘编程)编程进行描绘，构建行车轨迹辅助线顶点模型，建立的顶点模型可以参阅图2所示，其中，该斜边切开的梯形作为本申请构建的顶点模型，斜边切分的两块区域根据车辆的行进方向进行选用，例如前行则选用前方梯形作为描绘控制中选择显示区域。其中，图示的RotateOrigion为常量，属于该顶点模型中的调节值，而RotateOrigionGap为常量，属于模型中的差距调节值，这两个常量值起到调节缩放的作用和生成斜边的切分作用。
值得说明的是，在构建模型时，通过常量RotateOrigion和RotateOrigionGap进行斜线的设置和确定，利用上述常数来获取坐标系中的斜边顶点的坐标，斜边顶点的作用是作为轨迹线的顶点。
103、根据斜边顶点和汽车前后轮摆动角度，计算得轨迹线圆心的位置。
其中，在构建顶点模型后，根据汽车的行车数据对模型进行顶点变换，首先是确定轨迹线圆心，其中，在行进过程中，圆心是沿着纵轴虚线方向不断变化的变量，圆心的确定是根据汽车前轮摆动角度进行数学关系计算得出的。上述的顶点变换是指以轨迹线圆心作为圆心，以圆心与顶点之间的距离作为半径进行顶点沿预设方向预设角度进行顶点变换，得到多个顶点，并将顶点进行串联，以得到辅助轨迹线。
在一个具体实施方式中，请参阅图3，图3中，轨迹线圆心位置为Center(RotateBase,-RadiusRearWheel)，其中，RotateBase为常量，而-RadiusRearWheel属于变量，该变量的定位可以以后车轮轴线和前车轮摆角之间的数据关系进行确定。
104、根据斜边顶点、圆心位置，确定斜边上的渲染顶点。其中，在确定圆心后，可以根据圆心、斜边顶点的位置根据预定的数学关系来确定渲染顶点。
例如，在一个实施方式中，参阅图3，处理器通过变量RotateOrigion和RotateOrigionGap相似三角形关系确定uv坐标系斜角边顶点float uv_origion_x＝vTexCoord.y*RotateOrigionGap+RotateOrigion；接着通过uv_origion_x对应出世界坐标系的渲染顶点。
105、以圆心位置作为圆心，以斜边顶点和圆心之间的距离作为两侧轨迹线半径，以渲染顶点与圆心之间的距离之间的距离作为渲染中心线半径，构建汽车轨迹线和渲染中心线，得到行车轨迹辅助线。
构建过程中，通过模型的长度为一个圆(2PI)的比例关系计算模型中的顶点到斜边的弧度float angle＝(vTexCoord.x-uv_origion_x)*2.0*PI。最后通过Rotate(旋转)方法将当前点绕center点旋转angle弧度后的新坐标，得到模型中变换后的所有顶点，即为行车轨迹辅助线上的顶点，连接顶点后得到具体的辅助轨迹线和渲染中心线。
在一些实施例中，该构建方法还包括：以渲染中心线为中心，向汽车两侧轨迹线方向进行从深到浅渐变式渲染。具体的，在OpenglShader编程中，在得到变换后的轨迹辅助线后，处理器传递给片着色器进行像素点的描绘，和细节渐变效果抗锯齿美化描绘。其中，在模型中水平方向上的辅助线，从左到右进行透明度渐变处理，同时对在模型中垂直方向上的辅助线，从中间向上和向下的进行透明度渐变效果处理。另外轨迹辅助线两边的颜色深的渐变效果进行颜色乘积处理得到。
在一些实施例中，步骤构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点具体包括：
以车身为标准建立顶点模型，并建立坐标系；
对模型进行顶点变换，根据车身信息中车身常量确定顶点模型上的斜边顶点。
在一些具体的实施方式中，轨迹线圆心的位置设置在汽车后轮胎轴线上，并根据车轮摆动信息确定圆心位置。优选的，上述汽车轨迹线的构建包括：以圆心位置和两个斜边顶点的位置，构建两个轨迹线圆；以斜边顶点作为起点，在轨迹线圆上根据行车方向构建行车轨迹线。其中，轨迹线的长度为圆心点旋转angle弧度的轨迹顶点连接形成。同样优选的，渲染顶点设置在斜边上，并根据圆心位置和斜边顶点位置之间的数学关系计算得出。
在本实施例中，上述行车轨迹辅助线构建方法基于OpenglShader编程实现。
本实施例的好处在于，本方法根据车辆在行驶过程中车辆方向角度等信息，通过构建顶点模型并通过处理器计算、渲染来实时描绘车辆的行驶轨迹辅助线，为实际车辆行驶提供可靠真实的轨迹辅助线功能，其简单可靠，能够实时反映当前车辆的真实行驶状态，为车辆提供各种形式状态下的辅助线，降低汽车驾驶操作难度，减少刮蹭、碰撞、陷落等事故发生概率，提高用户的驾驶体验。
另外的，本实施例还提供一种行车轨迹辅助线构建系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器接收汽车行车中的车身信息，并上述的行车轨迹辅助线构建方法，该行车轨迹辅助线构建系统设置在汽车中，在汽车行驶过程中，用户可以通过该系统对行车轨迹辅助线进行有效构建和描绘，并进行实时显示。
显然，本发明的上述实施例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 (10)

1.一种行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述方法包括：
采集汽车行车时的车身信息；
构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点；
根据斜边顶点和汽车前后轮摆动角度，计算得轨迹线圆心的位置；
根据斜边顶点、圆心位置，确定斜边上的渲染顶点；
以圆心位置作为圆心，以斜边顶点和圆心之间的距离作为两侧轨迹线半径，以渲染顶点与圆心之间的距离作为渲染中心线半径，构建汽车轨迹线和渲染中心线，得到行车轨迹辅助线。
2.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述行车轨迹辅助线构建方法还包括：
以渲染中心线为中心，向汽车两侧轨迹线方向进行从深到浅渐变式渲染。
3.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述车身信息包括车身宽度、车身方向盘转动信息、汽车行车方向信息以及车身前后轮轴距。
4.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述构建车身顶点模型，对模型进行顶点变换，建立坐标系，得到汽车车身的两个斜边顶点包括：
以车身为标准建立顶点模型，并建立坐标系；
对模型进行顶点变换，根据车身信息中车身常量确定顶点模型上的斜边顶点。
5.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述轨迹线圆心的位置设置在汽车后轮胎轴线上，并根据车轮摆动信息确定圆心位置。
6.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述汽车轨迹线的构建包括：
以圆心位置和两个斜边顶点的位置，构建两个轨迹线圆；
以斜边顶点作为起点，在轨迹线圆上根据行车方向构建行车轨迹线。
7.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述渲染顶点设置在斜边上，并根据圆心位置和斜边顶点位置之间的数学关系计算得出。
8.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，所述行车轨迹辅助线构建方法基于OpenglShader编程实现。
9.根据权利要求1所述的行车轨迹辅助线构建方法，其特征在于，在得到斜边顶点位置、圆心位置和渲染顶点位置后，利用片着色器进行像素点的描绘，和细节渐变效果抗锯齿美化描绘。
10.一种行车轨迹辅助线构建系统，其特征在于，包括处理器，所述处理器接收汽车行车中的车身信息，并执行权利要求1-9任一项所述的行车轨迹辅助线构建方法。
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