CN116039632A - 车辆控制方法、装置 - Google Patents

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CN116039632A CN202310153816.7A CN202310153816A CN116039632A CN 116039632 A CN116039632 A CN 116039632A CN 202310153816 A CN202310153816 A CN 202310153816A CN 116039632 A CN116039632 A CN 116039632A
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Abstract

本发明公开了一种车辆控制方法、装置。其中，该方法包括：获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，第一行驶数据至少包括：道路信息至少包括道路上绘制的车道线信息，以及与第一车辆相邻且在第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据；对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹；基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。本发明解决了车辆的横向控制功能受限的技术问题。

Description

车辆控制方法、装置
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，具体而言，涉及一种车辆控制方法、装置。
背景技术
在高速行驶、或类似高速的城市道路行驶中，驾驶员长时间行驶就会出现注意力不集中，导致车辆偏离车道中心的情况发生，存在安全隐患。车道自动保持的横向控制功能，可以保证车辆自动沿车道中心行驶，能够最大程度的保证驾驶安全。
但现有车辆的车道自动保持功能，大多只能在双侧车道线清晰、或者单侧车道线清晰的情况下使用，一旦出现没有车道线的情况，比如道路车道线长时间被雨水冲洗局部不清晰、或者部分车道线被灰尘冰雪覆盖、或者城市工况车辆过红绿灯路口，此时横向功能就会受限退出，影响驾驶体验。特别是部分城市工况，红绿灯路口过多，路口无车道线，导致横向自动驾驶功能基本无法使用。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种车辆控制方法、装置，以至少解决车辆的横向控制功能受限的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车辆控制方法，包括：获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，第一行驶数据至少包括：道路信息至少包括道路上绘制的车道线信息，以及与第一车辆相邻且在第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，第一预设条件用于表征允许第一车辆对第二车辆进行跟车行驶；对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹；基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。
进一步地，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，包括：基于第一行驶数据确定第一车辆在多个不同历史时刻的第一位置；以多个第一位置为坐标原点，且第一车辆的行驶方向为第一横轴建立多个第一坐标系；基于第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻的第二位置，其中，多个不同历史时刻的第二位置用于表征第二车辆在多个不同历史时刻对应的第一坐标系中的位置；基于第一位置、第二位置，以及第一车辆的当前位置，确定相对位置数据。
进一步地，基于第一位置、第二位置、以及第一车辆的当前位置，确定相对位置数据，包括：以当前位置为坐标原点，行驶方向为第二横轴建立第二坐标系；基于当前位置和第一位置确定第一位置向量，并基于第一位置和第二位置确定第二位置向量，其中，第一位置向量用于表征第一车辆在不同历史时刻的位置变化，第二位置向量用于表征第一车辆和第二车辆在多个不同历史时刻的相对位置变化；基于第一位置向量和第二位置向量的向量和，确定第三位置向量，其中，第三位置向量用于表征第二车辆在多个不同历史时刻的位置与第一车辆的当前位置的相对位置变化；将第三位置向量从第一坐标系转换至第二坐标系，确定相对位置数据。
进一步地，基于目标行驶轨迹控制车辆行驶，包括：基于第一车辆的当前位置、行驶方向和目标行驶轨迹，确定第一横向误差以及第一偏转误差；基于预设标定参数对第一横向误差和第一偏转误差进行比例积分微分处理，得到目标偏转角度；基于目标偏转角度和第二行驶数据，控制第一车辆按照目标行驶轨迹行驶。
进一步地，预设条件包括如下至少之一：在预设时间内第二车辆与第一车辆的纵向距离小于第一距离阈值，其中，纵向用于表征第一车辆的行驶方向；在预设时间内第二车辆与第一车辆的横向距离小于第二距离阈值；在预设时间内第二车辆与第一车辆的横向相对速度小于第一速度阈值。
进一步地，该方法还包括：响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆不满足预设条件，向用户推送第一提示消息，其中，第一提示消息用于提示用户第一车辆退出横向自动控制功能；响应于车道线信息为有效数据，基于车道线的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
进一步地，响应于车道线信息为有效数据，基于车道线的车道线轨迹，控制第一车辆行驶，包括：获取第一车辆两侧的车道线信息对应的有效标志位，其中，有效标志位用于表征两侧的车道线信息是否为有效数据；响应于有效标志位为两侧的车道线信息为有效数据，基于两侧的车道线信息中的车道线轨迹的中线，控制第一车辆行驶；响应于有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，基于任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹以及行驶道路的宽度，控制第一车辆行驶。
进一步地，响应于有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，该方法还包括：响应于获取行驶道路的宽度失败，基于预设控制距离以及任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆控制装置，包括：第一获取模块，用于获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，第一行驶数据至少包括：道路信息至少包括道路上绘制的车道线信息，以及与第一车辆相邻且在第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；位置数据确定模块，用于响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，第一预设条件用于表征允许第一车辆对第二车辆进行跟车行驶；行驶轨迹拟合模块，用于对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹；车辆控制模块，用于基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆，包括一个或多个处理器、存储装置，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的车辆控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的车辆控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的车辆控制方法。
在本发明实施例中，通过获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，然后对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹，最后基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。容易想到的是，在第一车辆行驶道路的车道线信息为无效数据的情况下，可以基于第一车辆和前方第二车辆的行驶数据，拟合出第二车辆的目标形式轨迹，进而通过横向控制算法计算，得到第一车辆此刻应该具有的目标转角或目标扭矩，激活车辆自动横向控制功能，达到了保证车辆在横向方向沿车道线行驶、或者跟随目标前车行驶，保证驾驶安全的技术效果，进而解决了车辆的横向控制功能受限的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的控制算法流程图；
图3是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的自车坐标系的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的四个时刻目标车辆坐标信息的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的坐标信息转化示意图；
图6是根据本发明实施例的一种车辆控制装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明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、产品或设备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。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种车辆控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，第一行驶数据至少包括：道路信息至少包括道路上绘制的车道线信息，以及与第一车辆相邻且在第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；
具体而言，上述的第一车辆指代的是自车车辆，即对自车车辆行驶过程进行横向控制。
上述的第一行驶数据，至少包括车辆行驶过程中的外部数据，以及车辆自身的行驶数据。其中，外部数据包括车辆所行驶道路的道路信息，以及车辆周围的其他车辆行驶数据；自身行驶数据包括车辆行驶过程中的行驶速度、行驶方向等数据。
上述的道路信息，可具体理解为车辆所行驶道路上绘制的车道线信息，即是否存在车道线、既有的车道线是否清晰等。
上述的第二车辆，指代的是它车车辆。在车道线不存在的情况下，通过对第二车辆的行驶轨迹进行采集分析，可将第二车辆的行驶轨迹作为第一车辆的跟车轨迹，便于对第一车辆在行驶过程中进行横向控制。因此，第二车辆需要与第一车辆同向相邻，且在第一车辆前方行驶。
上述的第二行驶数据，至少包括第二车辆相对于第一车辆的行驶数据，即第二车辆相对于第一车辆的行驶偏转角、行驶相对速度、以及第二车辆相对于第一车辆的纵向距离、横向距离等。
在一种可选的实施例中，可通过第一车辆的图像采集装置，对第一车辆所行驶的道路信息进行图像采集，并基于图像判断第一车辆所行驶道路上是否绘制有车道线。在该行驶道路上没有绘制车道线，或既有的车道线不清晰的情况下，可对第二车辆的第二行驶数据进行采集，便于利用第二行驶数据相对于第一行驶数据的目标行驶轨迹对第一车辆进行车辆控制。同时，可利用第一车辆的驾驶系统，对第一车辆的自身行驶数据进行采集，利用第一车辆的导航系统，对第二行驶数据进行采集。
在另一种可选的实施例中，上述的图像采集装置，包括但不限于车载前视摄像头，任何具有图像采集功能的设备均可作为图像采集装置。
步骤S104，响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，第一预设条件用于表征允许第一车辆对第二车辆进行跟车行驶；
其中，第一预设条件包括如下至少之一：在预设时间内第二车辆与第一车辆的纵向距离小于第一距离阈值，其中，纵向用于表征第一车辆的行驶方向；在预设时间内第二车辆与第一车辆的横向距离小于第二距离阈值；在预设时间内第二车辆与第一车辆的横向相对速度小于第一速度阈值。
具体而言，上述的无效数据，可理解为第一车辆所行驶道路中不存在车道线信息，或存在的车道线不清晰等信息。
上述的预设时间，可理解为预设的第一车辆对第二车辆进行跟车行驶的有效追踪时间。
上述的第一距离阈值，可理解为在第一车辆的行驶方向上，预设的第二车辆与第一车辆在行驶过程中的纵向距离差值。需要注意的是，第一距离阈值，说明了第一车辆在行驶方向上对第二车辆的有效跟车距离。在第二车辆与第一车辆在行驶过程中的纵向距离差值小于第一距离阈值的情况下，可支持第一车辆在行驶方向上对第二车辆进行有效跟车。
上述的第二距离阈值，可理解为第一车辆与第二车辆在行驶过程中的横向间距差值。需要注意的是，第二距离阈值，说明了第一车辆在行驶过程中与第二车辆保持有效的横向距离，在横向间距差值小于第二距离阈值的情况下，可支持第二车辆对第一车辆进行有效的跟车引导。反之，若超出第二距离阈值，则第二车辆的行驶轨迹对第一车辆没有参照性。
上述的第一速度阈值，可理解为行驶过程中，第二车辆相对于第一车辆的横向速度阈值。需要注意的是，第一速度阈值，说明了在两车行驶过程中，第二车辆相对于第一车辆的横向行驶稳定程度，在第二车辆相对于第一车辆的横向速度阈值小于第一速度阈值的情况下，表明第二车辆在行驶过程中的横向控制较为稳定，可对第一车辆进行跟车引导。
在一种可选的实施例中，第二车辆相对于第一车辆的纵向距离需小于标定的30m(对应上述的第一距离阈值)、第二车辆相对于第一车辆的横向距离需小于标定的1.5m(对应上述的第二距离阈值)、第二车辆的横向速度需小于标定的1m/s(对应于上述的第一速度阈值)、第一车辆对第二车辆的追踪时间需大于标定的1s(对应于上述的预设时间)等。
上述的多个不同历史时刻，可理解为当前时刻之前的具有时间间隔差(可以是等间隔时间差、也可以是不等间隔时间差)的多个时间点。
上述的相对位置数据，即为第二车辆在历史多个时间点的所在位置相对于当前时刻的第一车辆所在位置的相对位置数据。
示例性的，将第一车辆的所在位置标记为O、将第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置标记为A1、A2、A3等。
在一种可选的实施例中，通过对上述摄像头采集到的道路图像进行车道线的特征提取，可对提取结果进行输出。在存在车道线的情况下，可将提取结果设置为1，反之，则设置为0，可对输出的提取结果为0的道路图像进行无效输出，即可得到上述的无效数据。同时对输出的提取结果为1的道路图像进行深度的图像分析，即对道路图像中的车道线特征图像进行分辨率和锐度的分析。其中，分辨率反映了车道线特征图像的清晰度、锐度反映了车道线特征图像的轮廓边界感。通过判断车道线特征图像的分辨率和锐度是否满足预设图像参数，如果不满足，表明车道线不清晰，不满足横向控制要求，则对该道路图像进行无效输出。
在一种可选的实施例中，在确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据的过程中，可首先确定第一车辆在当前时刻t的位置坐标O，同时还可确定第一车辆在历史时刻t-Δt的位置坐标O1、第二车辆在历史时刻t-Δt的位置坐标A，可以此得到向量OO1、向量O1A，通过对向量OO1和向量O1A相加，可得到t时刻第二车辆基于第一车辆的坐标(xt，yt)，还可得到t-Δt时刻第二车辆基于第一车辆的坐标(xt-Δt，yt-Δt)。同理，以此类推，可得到t-2Δt时刻第二车辆基于第一车辆的坐标(xt-2Δt，yt-2Δt)、t-3Δt时刻第二车辆基于第一车辆的坐标(xt-3Δt，yt-3Δt)。
综上，(xt，yt)、(xt-Δt，yt-Δt)、(xt-2Δt，yt-2Δt)、(xt-3Δt，yt-3Δt)，构成了上述多个相对位置数据。
步骤S106，对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹；
步骤S108，基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。
其中，步骤S108包括：
基于第一车辆的当前位置、行驶方向和目标行驶轨迹，确定第一横向误差以及第一偏转误差；基于预设标定参数对第一横向误差和第一偏转误差进行比例积分微分处理，得到目标偏转角度；基于目标偏转角度和第二行驶数据，控制第一车辆按照目标行驶轨迹行驶。
具体而言，上述的线性拟合，是曲线拟合的一种。设x和y都是被观测的量，且y是x的函数：y＝f(x；b)，曲线拟合就是通过x，y的观测量来寻求参数b的最佳估计值，及寻求最佳的理论曲线y＝f(x；b)。
上述的目标行驶轨迹，即通过对上述的多个相对位置数据进行拟合，得到的第二车辆的目标行驶轨迹，可表示为：Y前车目标＝C3*x3+C2*x2+C1*x+C0，其中，Y前车目标为第二车辆相对于第一车辆的位置坐标的纵坐标，C3、C2、C1、C0分别为目标行驶轨迹的曲线参数，x为第二车辆相对于第一车辆的位置坐标的横坐标。
上述的第一横向误差，可理解为目标行驶轨迹和第一车辆的自车行驶轨迹进行作差得到的结果。反映了第一车辆的行驶轨迹较目标行驶轨迹的横向误差。
上述的第一偏转误差，可理解为历史某一时刻中第一车辆所在位置的切线方向与该时刻第二车辆所在位置的切线方向之间的转角。反映了第一车辆的行驶方向较目标行驶轨迹的行驶方向(即第二车辆的行驶方向)的偏转角误差。
上述预设标定参数，可理解为车辆的双PI(Proportional Integral,比例积分)控制器模块中预先设置的计算参数，用于对输入双PI控制器模块的横向误差和偏转误差进行不断校正，使得横向误差和偏转误差逐渐缩小为0，即允许第一车辆跟着第二车辆的目标行驶轨迹进行行驶，实现对行驶过程中的车辆进行横向控制。
上述的目标偏转角度，即为通过双PI控制器模块中嵌入的比例积分微分算法，对第一偏转误差进行积分微分处理，得到的结果，用于对第一车辆进行偏转角度的横向控制。
除此之外，若通过双PI控制器模块中嵌入的比例积分微分算法，对第一横向误差进行积分微分处理，可得到对应的目标控制扭矩，用于对第一车辆进行扭矩的横向控制。
在一种可选的实施例中，在确定第二车辆的目标行驶轨迹之后，同时，确定第二车辆满足稳定的跟车条件后，可激活第一车辆的横向控制系统，进而依据目标行驶轨迹，计算当前时刻第一车辆与目标行驶轨迹的方程中横向位置误差Δd以及朝向误差Δθ，在得到横向位置误差Δd与朝向误差Δθ之后，可将其输入车辆的双PI控制器模块，用以计算得到目标控制转角或扭矩，进而将第一车辆方向盘的目标控制转角或扭矩发送给车辆，用以控制横向自动行驶。
具体的目标控制转角的计算公式可表示为：
Figure BDA0004093746940000091
其中，θtarget为目标控制转角，Kp1、K11为横向位置误差的比例系数与积分系数，Kp2、K12分别为横向朝向误差的比例系数与及积分系数。其中Kp1、K11、Kp2、K12、均为控制算法后期标定参数。(当目标控制输入为转矩时，只有把θtarget换为目标转矩即可。)
图2是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的控制算法流程图，如图2所示：
S11，利用摄像头对汽车道路环境进行采集；
S12，对采集的得到的图像进行深度学习，可确定车道线信息、感知目标信息(可理解为第二车辆的行驶数据)；
S13，在确定自车转向信息、油门信息、横向控制系统故障信息，车道线信息、感知目标信息，以及自车位置信息(坐标x＝0、y＝0)之后，判断双侧车道线是否清晰、或者单侧车道线是否清晰；
S14，在双侧车道线清晰、或者单侧车道线清晰的情况下，可确定对应的目标轨迹方程；
S15，在双侧车道线清晰、或者单侧车道线不清晰的情况下，需确定第一车辆与跟车目标(即第二车辆)的行驶是否稳定；
S16，在第一车辆与跟车目标(即第二车辆)的行驶稳定的情况下，可确定对应的目标轨迹方程；
S17，在第一车辆与跟车目标(即第二车辆)的行驶不稳定的情况下，可退出车辆的横向控制系统；
S18，通过目标轨迹方程，可对车辆的横向控制系统进行激活；
S19，基于横向控制的目标轨迹方程，计算自车与目标轨迹方程的横向误差(即横向位置误差Δd)、角度误差(即朝向误差Δθ)；
S20，将横向误差与角度误差输入PID(Proportion IntegrationDifferentiation,比例-积分-微分控制器)控制器(同上述的双PI控制器)，进行积分微分处理；
S21，PID控制器输出处理结果，包含目标扭矩或目标转角，并基于目标扭矩或目标转角生成横向控制指令，控制车辆的横向自动行驶。
综上，通过车辆前方摄像头获取前方道路图像，通过感知算法处理，得到前方道路车道线、障碍物车辆信息，通过两侧车道线信息、前方障碍物车辆行驶轨迹信息、自车位置信息，以及自车转向、速度、加速度信息，通过横向控制算法计算，得到车辆此刻应该具有的目标转角或目标扭矩，激活车辆自动横向控制功能，保证车辆在横向方向沿车道线行驶、或者跟随目标前车行驶，保证驾驶安全。
可选地，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，步骤S104包括：
基于第一行驶数据确定第一车辆在多个不同历史时刻的第一位置；以多个第一位置为坐标原点，且第一车辆的行驶方向为第一横轴建立多个第一坐标系；基于第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻的第二位置，其中，多个不同历史时刻的第二位置用于表征第二车辆在多个不同历史时刻对应的第一坐标系中的位置；基于第一位置、第二位置，以及第一车辆的当前位置，确定相对位置数据。
具体而言，上述的第一位置，可理解为第一车辆在不同历史时刻对应的位置，包含了第一车辆在当前时刻t的位置、在历史时刻t-Δt的位置、在历史时刻t-2Δt的位置以及在历史时刻t-3Δt的位置。
上述的多个第一坐标系，分别是以t时刻、t-Δt时刻、t-2Δt时刻以及t-3Δt时刻的位置为坐标原点，以第一车辆的行驶方向作为纵向位置坐标x，垂直于纵向位置坐标x的作为横向位置坐标y，以此构建上述多个第一坐标系。
上述的第二位置，可理解为第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置，包含了第二车辆在当前时刻t的位置、在历史时刻t-Δt的位置、在历史时刻t-2Δt的位置以及在历史时刻t-3Δt的位置。
在一种可选的实施例中，可以第一车辆在当前时刻t的位置(第一车辆的当前位置)作为坐标原点，构建第一坐标系。同时，确定第一车辆在历史时刻t-Δt的位置作为第一位置，并将第一位置的坐标点对应于构建好的第一坐标系中。同时，确定第二车辆在历史时刻t-Δt的位置作为第二位置，并将第二位置的坐标点对应于构建好的第一坐标系中。至此，可基于第一坐标系中的坐标原点、第一位置的坐标点以及第二位置的坐标点，确定历史时刻t-Δt时的第二车辆相对于第一车辆的相对位置。
上述的相对位置数据，可理解为在多个不同历史时刻中，基于构建好的多个第一坐标系，确定的各个历史时刻下的第二车辆相对于第一车辆的位置数据，具体包括但不局限于第二车辆相对于第一车辆的相对位置下的偏置角度以及相对距离等数据。
图3是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的自车坐标系的示意图。如图3所示，将自车(即第一车辆)的行驶方向作为x轴，构建自车坐标系，O为自车坐标值(0,0)，A为目标前车(即第二车辆)的坐标值为(x，y)。
图4是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的四个时刻目标车辆坐标信息的示意图。如图4所示，记录了目标车辆的四个坐标值。因为每一时刻前车坐标以自车坐标系为基准，而自车在移动，所以在四个时刻四个坐标系下记录目标车辆的坐标：
记录当前时刻自车坐标O(0，0)，目标前车坐标A(x，y)，坐标系为xy；
记录前250ms(即t-Δt)时刻自车坐标O1(0，0)，目标前车坐标A1(x1，y1)，坐标系为x1y1；
记录前500ms(即t-2Δt)时刻自车坐标O2((0，0)，目标前车坐标A2(x2，y2)，坐标系为x2y2；
记录前750ms(即t-3Δt)时刻自车坐标O3(0，0)，目标前车坐标A3(x3，y3)，坐标系为x3y3。
通过将多个不同历史时刻下的第二车辆相对于第一车辆的位置数据渲染到第一坐标系中，可显而易见的确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，便于后续进一步的数据拟合处理。
可选地，基于第一位置、第二位置、以及第一车辆的当前位置，确定相对位置数据，包括：以当前位置为坐标原点，行驶方向为第二横轴建立第二坐标系；基于当前位置和第一位置确定第一位置向量，并基于第一位置和第二位置确定第二位置向量，其中，第一位置向量用于表征第一车辆在不同历史时刻的位置变化，第二位置向量用于表征第一车辆和第二车辆在多个不同历史时刻的相对位置变化；基于第一位置向量和第二位置向量的向量和，确定第三位置向量，其中，第三位置向量用于表征第二车辆在多个不同历史时刻的位置与第一车辆的当前位置的相对位置变化；将第三位置向量从第一坐标系转换至第二坐标系，确定相对位置数据。
具体而言，上述的第二坐标系，即为将第一车辆的当前位置作为坐标原点、将第一车辆的行驶方向作为第二横轴，对应构建得到的第二坐标系。
上述的第一位置向量，可理解为第一车辆在历史时刻t-Δt时的位置相对于当前时刻t时的位置变化。需要注意的是，上述的不同历史时刻，包含但不局限于历史时刻t-Δt，在此仅以历史t-Δt时刻为例进行说明。
上述的第二位置向量，可理解为第二车辆在历史时刻t-Δt时的位置相对于第一车辆在历史时刻t-Δt时的位置变化。
上述的第三位置向量，为第一位置向量与第二位置向量加和得到的结果。反映了第二车辆在历史时刻t-Δt时的位置相对于第一车辆在当前时刻t的位置变化。
通过对第三位置向量进行坐标数据转换，可确定历史t-Δt时刻下的第二车辆相对于第一车辆的位置数据。
图5是根据本发明实施例的一种车辆控制方法的坐标信息转化示意图。如图5所示，把前250ms、前500ms时刻、前750ms时刻前车的坐标信息统一转化到基于当前时刻自车位置的坐标信息。具体以前250ms时刻基于x1y1坐标系的坐标A(x1，y1)转化为基于当前时刻xy坐标系下的坐标(x250ms，y250ms)为例。基于当前时刻车速v，车辆横摆角速度ω，预测自车轨迹方程(假设本车此时刻为定曲率圆周运动)，此时自车车速为v，车辆横摆角速度为ω，则自车当前时刻轨迹为：
Figure BDA0004093746940000121
基于车辆纵向速度乘以-250ms，得到前
Figure BDA0004093746940000122
则前250ms时刻坐标原点相对于当前时刻的坐标为
Figure BDA0004093746940000123
由此得到坐标转化向量OO1,以及坐标旋转角θ。把前250ms时刻目标车辆相对于x1y1坐标系的向量O1A,通过向量旋转θ角，转化为相对于当前时刻xy坐标系的向量OA。通过向量OO1与向量O1A相加，即可得到前250ms时刻目标车辆基于自车的坐标(x250ms，y250ms)。同理得到前500ms、前750ms基于当前时刻xy坐标系的坐标(x500ms，y500ms)，(x750ms，y750ms)。
综上，基于向量法对不同历史时刻的第二车辆相对于第一车辆的位置数据进行坐标转化，可精准确定相对位置数据，便于后续对相对位置数据进行拟合。
可选地，该方法还包括：响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆不满足预设条件，向用户推送第一提示消息，其中，第一提示消息用于提示用户第一车辆退出横向自动控制功能；响应于车道线信息为有效数据，基于车道线的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
具体而言，上述的无效数据，可理解为第一车辆的前方道路不存在车道线信息，又或是既有的车道线不清晰，无法支持车辆的车道自动保持功能。
上述的第一提示消息，用于向用户提示第一车辆退出横向自动控制功能。
在一种可选的实施例中，通过图像采集装置，可对第一车辆的前方道路环境进行采集，可得到环境图像。通过深度学习算法，对环境图像进行学习，可得到第一车辆的前方道路车道线信息、前方车辆障碍物信息。在车道线信息为无效数据，且第二车辆不满足稳定跟车目标的情况下，无法支持第一车辆进行横向自动控制功能，因此，第一车辆的驾驶控制模块需向用户推送第一提示消息，提示用户第一车辆退出横向自动控制功能。反之，在车道线信息为有效数据的情况下(即双侧车道线均可用，或单侧车道线有效)，则可基于车道线信息(车道线轨迹)，对第一车辆进行横向控制。
可选地，响应于车道线信息为有效数据，基于车道线的车道线轨迹，控制第一车辆行驶，包括：获取第一车辆两侧的车道线信息对应的有效标志位，其中，有效标志位用于表征两侧的车道线信息是否为有效数据；响应于有效标志位为两侧的车道线信息为有效数据，基于两侧的车道线信息中的车道线轨迹的中线，控制第一车辆行驶；响应于有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，基于任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹以及行驶道路的宽度，控制第一车辆行驶。
响应于有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，该方法还包括：响应于获取行驶道路的宽度失败，基于预设控制距离以及任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
具体而言，上述的有效标志位，可用于表征两侧的车道线信息是否为有效数据，即车道线是否存在且较为清晰可见。
上述的预设控制距离，可理解为车辆驾驶系统中预先设置的车辆之间的安全驾驶距离(包括前后车辆之间、左右车辆之间的安全驾驶距离)。
在一种可选的实施例中，在第一车辆的前方道路中两侧的车道线信息为有效数据，即两侧的车道线存在且清晰可见，可确定两侧车道线信息中车道线轨迹的中线，并以此控制第一车辆行驶。具体的，如果双侧车道线都可用，则左侧车道线方程为：Y左＝C3*x3+C2*x2+C1*x+C0，车道线右侧方程为：Y右＝C3*x3+C2*x2+C1*x+C0，因此，目标轨迹中线
Figure BDA0004093746940000131
则可通过y中心线控制第一车辆行驶。
在另一种可选的实施例中，在第一车辆的前方道路中任意一侧的车道线信息为有效数据，即仅存在左侧车道线或右侧车道线有效，可确定任意一侧的车道线轨迹和行驶道路的宽度，并以此控制第一车辆行驶。具体的，如果只识别到左侧单车道线，则
Figure BDA0004093746940000132
反之，如果只识别到右侧单车道线，则
Figure BDA0004093746940000133
其中，L为车道宽度的一半，一般为1.8m。
在第三种可选的实施例中，在第一车辆的前方道路中任意一侧的车道线信息为有效数据，但无法获取行驶道路的宽度的情况下，可通过车辆之间的安全驾驶距离和已知的任意一侧的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
实施例2
根据本发明实施例，还提供了一种车辆控制装置，该装置可以执行上述实施例1中提供的一种车辆控制方法，具体实现方式和优选应用场景与上述实施例1相同，在此不做赘述。
图6是根据本发明实施例的一种车辆控制装置的示意图，如图6所示，该装置包括：
第一获取模块602，用于获取第一车辆的第一行驶数据，以及第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，第一行驶数据至少包括：道路信息至少包括道路上绘制的车道线信息，以及与第一车辆相邻且在第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；
位置数据确定模块604，用于响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆满足第一预设条件，基于第一行驶数据和第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，第一预设条件用于表征允许第一车辆对第二车辆进行跟车行驶；
行驶轨迹拟合模块606，用于对多个相对位置数据进行线性拟合，得到第二车辆的目标行驶轨迹；
车辆控制模块608，用于基于目标行驶轨迹控制第一车辆行驶。
可选地，位置数据确定模块604，包括：第一位置确定模块，用于基于第一行驶数据确定第一车辆在多个不同历史时刻的第一位置；坐标系构建单元，用于以多个第一位置为坐标原点，且第一车辆的行驶方向为第一横轴建立多个第一坐标系；第二位置确定模块，用于基于第二行驶数据，确定第二车辆在多个不同历史时刻的第二位置，其中，多个不同历史时刻的第二位置用于表征第二车辆在多个不同历史时刻对应的第一坐标系中的位置；相对位置确定模块，用于基于第一位置、第二位置，以及第一车辆的当前位置，确定相对位置数据。
可选地，相对位置确定模块，包括：坐标系构建单元，用于以当前位置为坐标原点，行驶方向为第二横轴建立第二坐标系；位置向量确定单元，用于基于当前位置和第一位置确定第一位置向量，并基于第一位置和第二位置确定第二位置向量，其中，第一位置向量用于表征第一车辆在不同历史时刻的位置变化，第二位置向量用于表征第一车辆和第二车辆在多个不同历史时刻的相对位置变化；第三位置向量确定单元，用于基于第一位置向量和第二位置向量的向量和，确定第三位置向量，其中，第三位置向量用于表征第二车辆在多个不同历史时刻的位置与第一车辆的当前位置的相对位置变化；相对位置确定单元，用于将第三位置向量从第一坐标系转换至第二坐标系，确定相对位置数据。
可选地，车辆控制模块608，包括：误差确定单元，用于基于第一车辆的当前位置、行驶方向和目标行驶轨迹，确定第一横向误差以及第一偏转误差；数据处理单元，用于基于预设标定参数对第一横向误差和第一偏转误差进行比例积分微分处理，得到目标偏转角度；车辆控制单元，用于基于目标偏转角度和第二行驶数据，控制第一车辆按照目标行驶轨迹行驶。
可选地，该装置还包括：消息推送模块，用于响应于车道线信息为无效数据，且第二车辆不满足预设条件，向用户推送第一提示消息，其中，第一提示消息用于提示用户第一车辆退出横向自动控制功能；车辆控制模块，用于响应于车道线信息为有效数据，基于车道线的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
可选地，车辆控制模块，包括：标志位获取模块，用于获取第一车辆两侧的车道线信息对应的有效标志位，其中，有效标志位用于表征两侧的车道线信息是否为有效数据；第一有效数据确定模块，用于响应于有效标志位为两侧的车道线信息为有效数据，基于两侧的车道线信息中的车道线轨迹的中线，控制第一车辆行驶；第二有效数据确定模块，用于响应于有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，基于任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹以及行驶道路的宽度，控制第一车辆行驶。
可选地，第二有效数据确定模块，包括：车辆行驶控制模块，用于响应于获取行驶道路的宽度失败，基于预设控制距离以及任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹，控制第一车辆行驶。
实施例3
根据本发明实施例，还提供了一种车辆，包括一个或多个处理器、存储装置，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行上述的车辆控制方法。
实施例4
根据本发明实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述的车辆控制方法。
实施例5
根据本发明实施例，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述的车辆控制方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。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或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-On ly 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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一车辆的第一行驶数据，以及所述第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，所述第一行驶数据至少包括：所述道路信息至少包括所述道路上绘制的车道线信息，以及与所述第一车辆相邻且在所述第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；
响应于所述车道线信息为无效数据，且所述第二车辆满足第一预设条件，基于所述第一行驶数据和所述第二行驶数据，确定所述第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与所述第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，所述第一预设条件用于表征允许第一车辆对所述第二车辆进行跟车行驶；
对多个所述相对位置数据进行线性拟合，得到所述第二车辆的目标行驶轨迹；
基于所述目标行驶轨迹控制所述第一车辆行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一行驶数据和所述第二行驶数据，确定所述第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与所述第一车辆的当前位置的相对位置数据，包括：
基于第一行驶数据确定所述第一车辆在所述多个不同历史时刻的第一位置；
以多个所述第一位置为坐标原点，且所述第一车辆的行驶方向为第一横轴建立多个第一坐标系；
基于所述第二行驶数据，确定所述第二车辆在所述多个不同历史时刻的第二位置，其中，所述多个不同历史时刻的第二位置用于表征所述第二车辆在所述多个不同历史时刻对应的第一坐标系中的位置；
基于所述第一位置、所述第二位置，以及所述第一车辆的当前位置，确定所述相对位置数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述第一位置、所述第二位置、以及所述第一车辆的当前位置，确定所述相对位置数据，包括：
以所述当前位置为坐标原点，所述行驶方向为第二横轴建立第二坐标系；
基于所述当前位置和所述第一位置确定第一位置向量，并基于所述第一位置和所述第二位置确定第二位置向量，其中，所述第一位置向量用于表征所述第一车辆在不同历史时刻的位置变化，所述第二位置向量用于表征所述第一车辆和所述第二车辆在所述多个不同历史时刻的相对位置变化；
基于所述第一位置向量和所述第二位置向量的向量和，确定第三位置向量，其中，所述第三位置向量用于表征所述第二车辆在所述多个不同历史时刻的位置与所述第一车辆的当前位置的相对位置变化；
将所述第三位置向量从所述第一坐标系转换至所述第二坐标系，确定所述相对位置数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标行驶轨迹控制所述车辆行驶，包括：
基于所述第一车辆的当前位置、行驶方向和所述目标行驶轨迹，确定第一横向误差以及第一偏转误差；
基于预设标定参数对所述第一横向误差和所述第一偏转误差进行比例积分微分处理，得到目标偏转角度；
基于所述目标偏转角度和所述第二行驶数据，控制所述第一车辆按照所述目标行驶轨迹行驶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括如下至少之一：
在预设时间内所述第二车辆与所述第一车辆的纵向距离小于第一距离阈值，其中，所述纵向用于表征所述第一车辆的行驶方向；
在所述预设时间内所述第二车辆与所述第一车辆的横向距离小于第二距离阈值；
在所述预设时间内所述第二车辆与所述第一车辆的横向相对速度小于第一速度阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述车道线信息为无效数据，且所述第二车辆不满足所述预设条件，向用户推送第一提示消息，其中，所述第一提示消息用于提示所述用户所述第一车辆退出横向自动控制功能；
响应于所述车道线信息为有效数据，基于所述车道线的车道线轨迹，控制所述第一车辆行驶。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，响应于所述车道线信息为有效数据，基于所述车道线的车道线轨迹，控制所述第一车辆行驶，包括：
获取所述第一车辆两侧的车道线信息对应的有效标志位，其中，所述有效标志位用于表征所述两侧的车道线信息是否为有效数据；
响应于所述有效标志位为所述两侧的车道线信息为有效数据，基于所述两侧的车道线信息中的车道线轨迹的中线，控制所述第一车辆行驶；
响应于所述有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，基于所述任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹以及所述行驶道路的宽度，控制所述第一车辆行驶。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，响应于所述有效标志位为任意一侧的车道线信息为有效数据，所述方法还包括：
响应于获取所述行驶道路的宽度失败，基于预设控制距离以及所述任意一侧的车道线信息中的车道线轨迹，控制所述第一车辆行驶。
9.一种车辆控制装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取第一车辆的第一行驶数据，以及所述第一车辆所行驶道路的道路信息，其中，所述第一行驶数据至少包括：所述道路信息至少包括所述道路上绘制的车道线信息，以及与所述第一车辆相邻且在所述第一车辆前方行驶的第二车辆的第二行驶数据；
位置数据确定模块，用于响应于所述车道线信息为无效数据，且所述第二车辆满足第一预设条件，基于所述第一行驶数据和所述第二行驶数据，确定所述第二车辆在多个不同历史时刻对应的位置与所述第一车辆的当前位置的相对位置数据，其中，所述第一预设条件用于表征允许第一车辆对所述第二车辆进行跟车行驶；
行驶轨迹拟合模块，用于对多个所述相对位置数据进行线性拟合，得到所述第二车辆的目标行驶轨迹；
车辆控制模块，用于基于所述目标行驶轨迹控制所述第一车辆行驶。
10.一种车辆，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至8中任一项所述的方法。
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