CN110962928B - 一种确定车辆方向盘转角的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种确定车辆方向盘转角的方法及装置，包括：获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。也就是说，在本申请实施例中，确定方向盘转角时，考虑了车辆的目标位置，从而避免了由于在确定目标方向盘转角的过程中，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，导致确定出的目标方向盘转角与车辆的目标位置不匹配的问题，从而使得根据目标方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

Description

一种确定车辆方向盘转角的方法及装置

技术领域

本申请涉及自动控制领域，特别是涉及一种确定车辆方向盘转角的方法及装置。

背景技术

随着自动控制技术的发展，自动控制技术在车辆上的应用越来越广泛，例如，许多车辆上应用了自动驾驶技术以及自动泊车技术等。

自动驾驶或者自动泊车技术，可以根据车辆当前行驶的道路周围的环境信息，例如，路沿、障碍物以及道路中心线等信息规划出一条期望行驶路径，并结合车辆当前的位置与期望轨迹确定方向盘转角，使得车辆的实际行驶路径趋向期望行驶路径，从而实现自动驾驶或者自动泊车。

但是，目前方向盘转角是根据当前车辆位置与期望行驶路径的偏差确定的。而利用当前车辆位置与期望行驶路径的偏差确定方向盘转角，由于确定当前车辆的位置与期望行驶路径的偏差等需要一定的时间，因此，当车辆按照该偏差确定方向盘转角时，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，从而使得该方向盘转角与车辆实际所处的位置并不匹配，从而使得车辆的实际行驶路径与期望行驶路径之间存在误差。

因此，需要提出一种方案，能够准确的确定出方向盘转角，使得该方向盘转角与车辆当前位置行驶位置匹配，从而使得根据该方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是如何准确的确定出方向盘转角，使得根据该方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合，提供一种确定车辆方向盘转角的方法及装置。

第一方面，本申请实施例提供了一种确定车辆方向盘转角的方法，包括：

获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；

根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。

可选的，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线，所述根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角，包括：

确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点；

根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角；

根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角；

其中，所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直。

可选的，所述根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角，包括：

计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；

其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；

所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线。

可选的，所述根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角，包括：

根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

第二方面，本申请实施例提供了一种确定车辆方向盘转角的装置，包括：

获取单元，用于获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；

确定单元，用于根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角；

其中，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线，所述确定单元，具体用于：

确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点；

根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角；

根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角。

可选的，所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直。

可选的，所述根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角，包括：

计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；

其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；

所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线。

可选的，所述根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角，包括：

根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

与现有技术相比，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例提供的确定车辆方向盘转角的方法及装置，包括：获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。也就是说，在本申请实施例中，确定方向盘转角时，考虑了车辆的目标位置，从而避免了由于在确定目标方向盘转角的过程中，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，导致确定出的目标方向盘转角与车辆的目标位置不匹配的问题，从而使得根据目标方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

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，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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他的附图。

图1为本申请实施例提供的一个示例性应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种确定车辆方向盘转角的方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种根据期望行驶路径以及目标位置确定车辆的目标方向盘转角的方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的又一个示例性应用场景的示意图；

图5为本申请实施例中一种确定车辆方向盘转角的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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。

本申请的发明人经过研究发现，现有技术中，自动驾驶或者自动泊车技术，可以根据车辆当前行驶的道路周围的环境信息，例如，路沿、障碍物以及道路中心线等信息规划出一条期望行驶路径，并结合车辆当前的位置与期望轨迹确定方向盘转角，使得车辆的实际行驶路径趋向期望行驶路径，从而实现自动驾驶或者自动泊车。

但是，目前方向盘转角是根据当前车辆位置与期望行驶路径的偏差确定的。而利用当前车辆位置与期望行驶路径的偏差确定方向盘转角，由于确定当前车辆的位置与期望行驶路径的偏差等需要一定的时间，因此，当车辆按照该偏差确定方向盘转角时，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，从而使得该方向盘转角与车辆实际所处的位置并不匹配，从而使得车辆的实际行驶路径与期望行驶路径之间存在误差。

例如，可结合图1进行理解，图1中，车辆当前所述的位置在A(x₀,y₀)，期望行驶轨迹为101，利用当前车辆位置A与期望行驶路径101的偏差确定方向盘转角为α，由于确定方向盘转角α的过程需要一定的时间，而在这段时间内，车辆已经行驶到了位置B(x₁,y₁)，也就是说，而转角α是与位置A对应的方向盘转角，而并不是与位置B对应的方向盘转角，导致根据转角α控制车辆行驶，会使得车辆的实际行驶路径与期望行驶路径之间存在误差。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种确定车辆方向盘转角的方法及装置，包括：获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。也就是说，在本申请实施例中，确定方向盘转角时，考虑了车辆的目标位置，从而避免了由于在确定目标方向盘转角的过程中，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，导致确定出的目标方向盘转角与车辆的目标位置不匹配的问题，从而使得根据目标方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

下面结合附图，详细说明本申请的各种非限制性实施方式。

示例性方法

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种确定车辆方向盘转角的方法的流程示意图。

在本实施例中，所述方法例如可以通过以下步骤S201-S202实现。

S201：获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设之间之后所处的目标位置。

需要说明的是，本申请实施例不具体限定获取所述车辆的期望行驶路径的具体实现方式，作为一种示例，可以利用车辆当前行驶的道路周围的环境信息，例如，路沿、障碍物以及道路中心线等信息获取所述期望行驶路径。

需要说明的是，本申请不具体限定所述预设时间，所述预设时间例如可以通过所述车辆的控制器的响应时间、控制器的延迟时间等因素确定。一般而言，预设时间的数值比较小。

可以理解的是，由于预设时间的数值比较小，因此，车辆会根据当前行驶路径有当前位置行驶到目标位置的行驶轨迹，可以看成是一条直线。根据车辆的当前位置，以及行驶速度即可计算出车辆在预设时间内行驶的距离，从而确定出车辆的目标位置。

S202：根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。

需要说明的是，本申请实施例中提及的目标方向盘转角，是指，车辆的方向盘转动的角度。

需要说明的是，在本申请实施例的一种可能的实现方式中，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线。则步骤S202在具体实现时，可以通过如下步骤S301-S303实现。

S301：确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点。

需要说明的是，确定所述投影点时，可以根据以下原则确认：所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直。例如，可以结合图4进行理解，投影点T与目标点P所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线401在所述投影点T处的切线垂直。

S302：根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角。

需要说明的是，本申请实施例中提及的目标前轮转角，是指，车辆的前轮转动的角度。

步骤S302在具体实现时，可以计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线。

例如，可以结合图4进行理解，第一射线为以当前点O为起点，经过目标点P的射线OP，第二射线为以当前点O为起点，经过投影点T的射线OT，则目标前轮转角为OP与OT的夹角δ。

结合图4，由几何关系可知，目标点P(x_p，y_p)的坐标可以通过如下公式(1)得到。

其中，x_p为目标点P的横坐标；

x₀表示当前点O的横坐标；

d表示当前点O与目标点P之间的距离；

表示当前行驶路径与X轴的夹角，

可由车辆横摆角速度传感器测得的横摆角速度，以及轮边霍尔传感器测得的数值计算得到；

y_p为目标点P的纵坐标；

y₀表示当前点O的纵坐标。

前轮转角δ可以满足以下公式(2)：

其中，y_t为投影点T的纵坐标；

x_t为投影点T的横坐标。

故而，前轮转角δ可以通过以下公式(3)确定：

S303：根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角。

需要说明的是，一般而言，车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间有一定的对应关系，例如，车辆前轮转角为20度，对应的方向盘转角为360度。因此，在本申请实施例中，可以根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

由此可见，利用本申请实施例提供的确定车辆方向盘转角的方法，确定方向盘转角时，考虑了车辆的目标位置，从而避免了由于在确定目标方向盘转角的过程中，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，导致确定出的目标方向盘转角与车辆的目标位置不匹配的问题，从而使得根据目标方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

示例性设备

参见图5，示出了本申请实施例中一种确定车辆方向盘转角的装置的结构示意图。

本申请实施例提供的装置500例如可以具体包括：获取单元510和确定单元520。

获取单元510，用于获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；

确定单元520，用于根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角。

其中，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线，所述确定单元520，具体用于：

确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点；

根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角；

根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角。

可选的，所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直。

可选的，所述根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角，包括：

计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；

其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；

所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线。

可选的，所述根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角，包括：

根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

关于所述装置500的各单元的描述，可以参照以上方法实施例的描述部分，此处不再赘述。

由此可见，本申请实施例提供的确定车辆方向盘转角的装置，确定方向盘转角时，考虑了车辆的目标位置，从而避免了由于在确定目标方向盘转角的过程中，车辆已经按照当前行驶路径行驶了一段距离，导致确定出的目标方向盘转角与车辆的目标位置不匹配的问题，从而使得根据目标方向盘转角控制车辆行驶时对应的车辆的实际行驶路径与期望行驶路径相吻合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制

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 (4)

1.一种确定车辆方向盘转角的方法，其特征在于，包括：

获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；

根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角；

其中，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线，所述根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角，包括：

确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点，所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直；

根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角，具体是：计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线；所述目标前轮转角为：

δ表示目标前轮转角，

表示所述当前行驶路径与X轴的夹角，y_t为所述投影点的纵坐标，x_t为所述投影点的横坐标，y₀为所述当前点的纵坐标，x₀为所述当前点的横坐标；

根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角，包括：

根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

3.一种确定车辆方向盘转角的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取车辆的期望行驶路径，以及所述车辆从当前位置按照当前行驶路径行驶预设时间之后所处的目标位置；

确定单元，用于根据所述期望行驶路径以及所述目标位置确定所述车辆的目标方向盘转角；

其中，所述当前位置体现为当前点，所述目标位置体现为目标点，所述期望行驶路径体现为期望行驶路径曲线，所述确定单元，具体用于：

确定所述目标点在所述期望行驶路径曲线上的投影点，所述投影点与所述目标点所构成的直线，与所述期望行驶路径曲线在所述投影点处的切线垂直；

根据所述当前点和所述投影点计算所述车辆的目标前轮转角，具体是：计算第一射线和第二射线之间的夹角，得到所述目标前轮转角；其中，所述第一射线为以所述当前点为起点，经过所述目标点的射线；所述第二射线为以所述当前点为起点，经过所述投影点的射线；所述目标前轮转角为：

δ表示目标前轮转角，

表示所述当前行驶路径与X轴的夹角，y_t为所述投影点的纵坐标，x_t为所述投影点的横坐标，y₀为所述当前点的纵坐标，x₀为所述当前点的横坐标；

根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述根据所述目标前轮转角确定所述目标方向盘转角，包括：

根据车辆前轮转角与车辆方向盘转角之间的对应关系，确定与所述目标前轮转角对应的目标方向盘转角。

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