一種道路偏離檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及車載電子技術領域，特別是涉及一種道路偏離檢測方法。
【背景技術】
[0002] 汽車工業(yè)的發(fā)展給人們的出行帶來了極大的便利。在汽車普及的過程中，如何提 高汽車的行車安全，是汽車工業(yè)發(fā)展的一個永恒主題。
[0003] 在駕車過程中，有一類安全風險為駕駛員因各種原因偏離計劃的行駛路線，撞向 旁邊行駛的車輛或路邊的物體，從而釀成事故。所以，汽車所集成的車載電子系統(tǒng)應當具備 檢測汽車是否偏離道路的功能。當前，已經(jīng)存在一些具備此功能的電子系統(tǒng)，主要是基于圖 像視覺技術。例如，通過安裝在車輛前方的攝像頭采集前方圖像，進一步識別出圖像中的車 道線等環(huán)境信息，再將汽車的行駛狀態(tài)與車道線相比較，確定兩者的關系，從而判斷車輛是 否會偏離道路。這類方式依賴與圖像技術，容易由于車道線不清晰、光線環(huán)境不佳等從而影 響正常檢測及預警準確度。

【發(fā)明內容】

[0004] 基于此，有必要提供一種道路偏離檢測方法，相比于傳統(tǒng)技術，不再依賴于圖像視 覺技術，從而避免光線等環(huán)境影響，提高檢測及預警的準確度。
[0005] -種道路偏離檢測方法，所述方法包括：
[0006] 獲取汽車的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)至少包括汽車當前位置點處于地理 坐標系上的坐標以及航向角；
[0007] 將所述行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)與高精度電子地圖中的道路數(shù)據(jù)相比較，確定汽車所行駛的 道路中與所述當前位置點最相匹配的道路點;所述道路數(shù)據(jù)至少包括所包含的各個道路點 對應的坐標及切線方向角；
[0008] 獲取方向盤轉角數(shù)據(jù)；
[0009] 根據(jù)所述方向盤轉角數(shù)據(jù)，結合汽車的內外轉向傳動比因子、前后輪軸距，確定汽 車即將行駛的預測軌跡；
[0010] 預測汽車在所述預測軌跡上行駛預設距離后所處的預測位置點；
[0011] 確定所述高精度電子地圖的道路中與所述預測位置點最相匹配的預測道路點；
[0012] 根據(jù)第一偏差與第二偏差的差分是否超出預設閥值，確定汽車是否偏離道路;所 述第一偏差為所述當前位置點與最相匹配的道路點的偏差，所述第二偏差為所述預測位置 點與最相匹配的所述預測道路點的偏差。
[0013] 在一個實施例中，所述將所述行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)與高精度電子地圖中的道路數(shù)據(jù)相比 較，確定汽車所行駛的道路中與所述當前位置點最相匹配的道路點的步驟，包括:依次執(zhí)行 第一策略和第二策略，確定與所述當前位置點最相匹配的道路點；
[0014]所述第一策略包括:從高精度電子地圖的道路數(shù)據(jù)中篩選出滿足下列公式的待選 道路點；
[0015] I Pc-Pr I <Ddrift，且 I Qc-Qr I <Qdrift;
[0016]其中，Pc為當前位置點的坐標，在地理坐標系中記為(Xc，Yc) ;Pr為道路數(shù)據(jù)中的道 路點的坐標，記為(Xr，Yr) ; Q。為航向角;Qr為道路點的切線方向角;Ddrift為距離偏差極限閥 值;Qdrift為角度偏差極限閥值；
[0017] 所述第二策略包括:從待選道路點中計算出距離及角度融合偏差最小的道路點作 為所述當前位置點最相匹配的道路點；
[0018] 所述距離及角度融合偏差為€(屮。-?1|+0|9。-91|，其中，€ [4為融合權重因子。
[0019] 在一個實施例中，在所述根據(jù)所述方向盤轉角數(shù)據(jù)，結合汽車的內外轉向傳動比 因子、前后輪軸距，確定汽車即將行駛的預測軌跡的步驟中，所述方法包括：
[0020]以下列公式，根據(jù)方向盤轉角數(shù)據(jù)ω st，結合汽車的內外傳動比因子pinner、pQUtter， 計算汽車前輪的內轉角ω imm和外轉角ω matter :
[0021 ] W inner - Pinner 〇 st，
[0022] W outter - Poutter ^ st ；
[0023] 以下列公式，根據(jù)所述內轉角《inner和所述外轉角coQUtter，及前后輪軸距L，計算轉 彎半徑R:
[0024] R= (L · ctg ω inner+L · ctg ω outter )/2;
[0025] 根據(jù)所述轉彎半徑，結合汽車的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)及所述高精度電子地圖，確定所述 預測軌跡。
[0026] 在一個實施例中，所述預測汽車在所述預測軌跡上行駛預設距離后所處的預測位 置點的步驟，包括：
[0027]以Qc方向為y軸正方向，建立臨時坐標系，按照下列公式計算汽車在預測軌跡上行 駛預設距離S后的臨時坐標系橫向偏移△ X和縱向偏移Δ Y:
[0028]
[0029]
[0030] 將臨時坐標系逆向旋轉Qc，按照下列公式計算地理坐標系上的橫向偏移Δ Xc和縱 向偏移AYC:
[0031 ] Δ Xc= Δ X · cos(-Qc)- Δ Y · sin(-Qc)，
[0032] Δ Yc= Δ X · sin(_Qc)+ Δ Y · cos(-Qc);
[0033] 按照下列公式，確定所述預測位置點的坐標Pc/，記為(X/，Υ/ ):
[0034] Xc7 =Χ〇+ΔΧ〇,
[0035] ΥΑΥο+ΔΥ。。
[0036] 在一個實施例中，所述確定所述高精度電子地圖的道路中與所述預測位置點最相 匹配的預測道路點的步驟，包括：
[0037] 依次執(zhí)行所述第一策略和所述第二策略，確定道路數(shù)據(jù)中與所述預測位置點最相 匹配的預測道路點。
[0038] 在一個實施例中，所述方法還包括以下列方式計算所述第一偏差d、所述第二偏差 cT，以及兩者的差分Ad:
[0039] d=Xr · cos(Qc)-Yr · sin(Qc)，
[0040] cT =父/ · cosCQc)-^/ · sin(Qc)，
[0041] AdHcT-dU
[0042] 在一個實施例中，所述方法還包括:在所述差分超出預設閥值時，進行汽車偏離道 路的預警提醒。
[0043] 在一個實施例中，所述方法還包括:在預警提醒前檢測汽車的速度是否高于預設 值，若是，才進行預警提醒。
[0044] 上述道路偏離檢測方法，是利用汽車的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，結合高精度電子地圖，并獲 取汽車方向盤轉角數(shù)據(jù)，對汽車即將行駛的軌跡進行預測，利用差分分析技術檢測汽車是 否偏離行駛的道路，相比于傳統(tǒng)技術，不再依賴于圖像視覺技術，避免傳統(tǒng)技術中易受天 氣、光線等環(huán)境影響而產(chǎn)生檢測不準確的問題，實現(xiàn)全天候的主動式駕駛道路偏離檢測。
【附圖說明】
[0045] 圖1為一個實施例中的道路偏離檢測方法的流程示意圖；
[0046] 圖2為一個實施例中的道路偏離檢測系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0047] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0048] 參見圖1，在一個實施例中提供了一種道路偏離檢測方法(簡稱為方法）。該方法可 以但不限于適用于例如圖2中的車載電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括微處理模塊201、定位模塊202、 慣性測量組件203、方向盤轉角傳感器204、輸出模塊205。各部分說明如下：
[0049]微處理模塊201例如可以是MCU，具有計算和分析功能，可以獲取定位模塊202、慣 性測量組件203、方向盤轉角傳感器204的數(shù)據(jù)，并可獲取到高精度電子地圖數(shù)據(jù)(可預先存 儲在存儲器中，或遠程從車輛網(wǎng)服務器下載），從而進行計算，得到汽車是否偏離道路的結 果。
[0050]定位模塊202,可以是GPS定位模塊、北斗定位模塊或者雙模定位模塊，包含了能接 收衛(wèi)星信號并進行處理的芯片，可以解算出汽車當前位置在地理坐標系上的坐標、航向角 等等。
[0051 ]慣性測量組件203,可包括陀螺儀、速度信號采集模塊等，可獲取到汽車實時的速 度、相對轉動角速度等信息。
[0052]方向盤轉角傳感器204,一般可安裝在方向盤轉軸上，通過汽車總線（可以但不限 于為CAN汽車總線)將汽車方向盤的旋轉角度傳輸給微處理模塊。
[0053]輸出模塊205,可以包括顯示屏、LED燈、音箱等等，可以將微處理模分析計算的結 果進行顯示，并在檢測到汽車偏離到道路后進行聲、光等形式的預警提醒。
[0054]本實施例所提供的方法，包括：
[0055]步驟101，獲取汽車的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0056]具體的，本步驟所述的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)至少包括汽車當前位置點處于地理坐標系上 的坐標以及航向角。
[0057]可選的，本實施例獲取汽車的行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)，可以僅僅通過定位模塊202來獲取， 定位模塊202可以包含諸如GPS、北斗、伽利略等純衛(wèi)星定位芯片，從而獲取汽車的當前位置 點處于地理坐標系上的坐標及航向角。
[0058] 作為一種優(yōu)選方案，可以參照中國專利號201210102079.X，名稱為《一種衛(wèi)星慣性 導航方法》的專利申請，在圖2中將定位模塊202、慣性測量組件203和微處理模塊201相結 合，即使用定位模塊獲得汽車的衛(wèi)星定位信息，使用慣性測量組件獲得汽車的速度信息和 相對轉動角速度，再通過微處理模塊201進行計算，得到高精度的汽車的經(jīng)煒度坐標數(shù)據(jù)和 行駛方向數(shù)據(jù)等。具體原理已在相關專利進行公開，在此不再贅述。
[0059] 步驟102,將行駛狀態(tài)數(shù)據(jù)與高精度電子地圖中的道路數(shù)據(jù)相比較，確定汽車所行 駛的道路中與所述當前位置點最相匹配的道路點。
[0060] 具體的，本步驟中所述的高精度電子地圖，屬于電子數(shù)據(jù)文件，可以通過高精度的 地圖數(shù)據(jù)采集手段取得，所指的高精度例如可以達到米級或亞米級精度。為本實施例的計 算考量，高精度電子地圖中的道路可視為平面中的一段曲線，該曲線中包含了各個道路點 (在亞米級或更高的精度條件下，可取道路中間的點作為道路點來建模），各個道路點至少 具有坐標、切線方向角屬性，此外還可具有對應的道路弧度、道路寬度、車道數(shù)等屬性。由 此，本步驟中高精度電子地圖中的道路數(shù)據(jù)至少包括所包含的各個道路點對應的坐標及切 線方向角。
[0061] 作為一種優(yōu)選方案，具體在本步驟中，依次執(zhí)行第一策略和第二策略，確定與當前 位置點最相匹配的道路點。
[0062] 所述的第一策略包括:從高精度電子地圖的道路數(shù)據(jù)中篩選出滿足下列公式的待 選道路點；
[0063] I Pc-Pr I <Ddrif t，且 I Qc-Qr I < Qdrif t;
[0064]