[發明專利]一種自動駕駛過程中使車輛位置平滑的裝置及方法

有效

• 申請號: 201710786122.1
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107702727B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 蘇曉聰;陳波
• 申請（專利權）人: 武漢光庭科技有限公司
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 42212 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 胡清堂

本發明涉及一種自動駕駛過程中使車輛位置平滑的裝置及方法，此裝置由初始模型,車輛位置信息，車輛位置預測和車輛航向約束四大模塊組成；此裝置使用的方法是：結合濾波模型與車輛行進過程中最大橫擺角速度，對車輛位置進行平滑處理；通過本發明降低了自動駕駛系統運行過程中，由于車身位置抖動而造成的方向盤抖動，從而使自動駕駛系統控制車輛更好地運行，有效提升用戶的駕乘體驗,可以廣泛運用于汽車自動駕駛系統領域。

技術領域

本發明涉及汽車自動駕駛領域，特別是涉及一種自動駕駛過程中使車輛位置平滑的裝置及方法。

背景技術

自動駕駛系統在運行過程中，實時獲取的車輛位置信息是從高精度組合慣導獲取，國內如星網宇達、邁普時空等廠商從事這類組合慣導的生產。但現有設備輸出的車輛位置均存在一定的抖動現象，會造成自動駕駛系統在運行過程中車身的抖動，進而有可能會給乘客造成頭暈等不適的駕乘體驗。

造成這種現象的原因是車輛在直線行駛過程中，在較短的時間周期內，按照等時間間隔對車輛位置進行采樣，并將這些位置按照時間順序連接，理論上這種連接應該得到一條近似直線的折線段。但實際上，從組合慣導設備獲取的位置信息計算出的折線段經常會呈現Z字形等異常形狀，尤其是在車輛拐彎的時候變形更大，導致車身產生更大的抖動，致使乘客產生不適體驗。

以往的算法中，直接運用歷史位置與當前位置的均值或者使用一次函數進行擬合當前位置，效果并不理想，自動駕駛時車身的抖動仍然很明顯。

發明內容

根據現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種自動駕駛過程中使車輛位置平滑的裝置及方法，以降低車輛位置的抖動，使得自動駕駛系統控制車輛更好地運行，有效提升用戶的體驗。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

本發明公開的一種自動駕駛過程中使車輛位置平滑的裝置，所述裝置包括如下部分：建立初始模型，設定參數建立濾波模型，設定最大偏航數值的初始值，由初始值賦值給偏航數值，偏航數值用來給車輛行進軌跡的航向進行約束；車輛位置信息模塊，獲取車輛位置數據，對濾波模型進行初始化；車輛位置預測模塊，利用濾波模型對當前車輛位置進行預測，并結合慣導獲取的當前車輛位置的觀測值進行校正；車輛航向約束模塊，對校正后的車輛位置進行修正，獲取更新的車輛位置，若車輛位置出現異常跳動時偏航數值會變大，車輛位置恢復正常時偏航值逐漸恢復其初始值。

在上述技術方案中，所述初始化模塊中，所述濾波模型為卡爾曼濾波模型，所述卡爾曼濾波模型使用OpenCV庫提供的函數進行計算，卡爾曼濾波模型公式如下：

其中，x為車輛的經度，y為車輛的緯度，vx為車輛的東向速度，vy為車輛的北向速度，(x y vx vy)^T_k表示時刻k車輛的狀態，(x y vx vy)^T_k+1表示時刻k+1車輛的狀態。

在上述技術方案中，所述車輛航向約束模塊中，當校正后的位置滿足車輛的航向約束時，將校正后的位置輸出，若校正后的位置不滿足航向約束時，則對校正后的車輛位置進行修正，并將修正后的位置參數輸出，利用車輛的偏航數值對車輛的行進軌跡進行航向約束。

在上述技術方案中，所述車輛航向約束模塊中，偏航數值初始值MaxYaw0是最大橫擺角速度與獲取車輛當前時刻和上一時刻位置的時間差的乘積，MaxYaw0賦值給MaxYaw，車輛位置出現異常情況時，MaxYaw會進行更新，車輛位置出現異常情況是指上上一個時刻位置與上一個時刻位置的連線和上一個時刻位置與當前時刻位置的連線的向量夾角大于某個給定的閾值，車輛位置恢復正常時指上述向量夾角小于偏航數值且偏航數值大于偏航數值初始值。

在上述技術方案中，所述車輛位置信息模塊中，從高精度組合慣導中提取經度、緯度、東向速度和北向速度參數，確定車輛位置信息。