一种无人驾培车辆的紧急避障方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人驾培车辆的紧急避障方法及系统，确定预设范围中静态障碍物的中心点坐标并生成线性围栏，构建线性围栏的方程模型；根据接收的差分GPS定位信息和无人驾培车辆垂直投影的最小外切矩形的边长，构建无人驾培车辆的轮廓方程模型；接收其他无人驾培车辆发出的车辆ID、差分GPS定位信息及轮廓方程模型；根据静态障碍物的中心点坐标、本车的差分GPS定位信息以及其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息，筛选对应的静态障碍物和其他无人驾培车辆进行联合求解，若联合求解的结果为有解，则控制无人驾培车辆刹车以实现紧急避障。本发明专利技术显著减少无人驾培运营的智能化投入成本，同时保证紧急避障实现的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾培车辆的紧急避障方法及系统
本申请属无人驾培
，具体涉及一种无人驾培车辆的紧急避障方法及系统。
技术介绍
随着物联网感知技术的成熟发展，机动车驾驶培训行业的无人化、去教练化改革已经成为一种必然趋势，但是培训场地真人教练数量的大幅度减少，难免会增加很多事故隐患。针对驾校培训这一特殊环境，通常会对驾培车辆的车速进行限制，但是由于新手上车驾驶可能存在操作不当的情况，容易出现车辆碰到公共设施、花坛栏杆、车辆之间相碰幢等，这些给驾培领域带来不小的设施财产损失。针对此类问题，如何在没有真人教练现场指导情况下，依然能够实现车辆自动紧急避障制动，已成为一个亟需解决的问题。目前，车辆紧急避障方法是基于毫米波雷达和超声波雷达方案来实现。通过毫米波雷达和超声波雷达，实时对障碍物进行测距，并根据距离阈值判断是否发出刹车指令，该方法较适用于日常生活中的车辆行驶，应用于无人驾培领域则存在以下问题：1)毫米波雷达、超声波雷达功耗较大，资源占用处理也较多，加大了无人驾培车辆的续航问题；2)毫米波雷达、超声波雷达通过单方面的测距计算，针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人驾培车辆的紧急避障方法，用于辅助无人驾培车辆在预设范围中行驶，所述预设范围内具有静态障碍物和动态障碍物，所述动态障碍物包括除本车以外的其他无人驾培车辆，其特征在于，所述无人驾培车辆的紧急避障方法，包括：/n步骤S1、基于预设范围对应的GIS矢量地图，确定预设范围中静态障碍物的中心点坐标，根据所述静态障碍物的中心点坐标生成线性围栏，并构建线性围栏的方程模型；/n步骤S2、根据接收的用于定位无人驾培车辆的差分GPS定位信息，结合无人驾培车辆垂直投影的最小外切矩形的边长，实时构建无人驾培车辆的轮廓方程模型；/n步骤S3、接收其他无人驾培车辆发出的车辆ID、差分GPS定位信息及轮廓方程模型...

【技术特征摘要】
1.一种无人驾培车辆的紧急避障方法，用于辅助无人驾培车辆在预设范围中行驶，所述预设范围内具有静态障碍物和动态障碍物，所述动态障碍物包括除本车以外的其他无人驾培车辆，其特征在于，所述无人驾培车辆的紧急避障方法，包括：
步骤S1、基于预设范围对应的GIS矢量地图，确定预设范围中静态障碍物的中心点坐标，根据所述静态障碍物的中心点坐标生成线性围栏，并构建线性围栏的方程模型；
步骤S2、根据接收的用于定位无人驾培车辆的差分GPS定位信息，结合无人驾培车辆垂直投影的最小外切矩形的边长，实时构建无人驾培车辆的轮廓方程模型；
步骤S3、接收其他无人驾培车辆发出的车辆ID、差分GPS定位信息及轮廓方程模型；
步骤S4、根据静态障碍物的中心点坐标、本车的差分GPS定位信息以及其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息，筛选与本车间距小于第一阈值的静态障碍物和其他无人驾培车辆；
步骤S5、判断筛选出的静态障碍物或/和其他无人驾培车辆分别与本车之间的间距，若间距大于第二阈值，则返回步骤S2；否则执行步骤S6；
步骤S6、将选中的静态障碍物或/和其他无人驾培车辆的方程模型或/和轮廓方程模型分别与本车的轮廓方程模型进行联合求解，若联合求解的结果为无解，则发出警报并返回步骤S2；若联合求解的结果为有解，则控制无人驾培车辆刹车以实现紧急避障。


2.如权利要求1所述的无人驾培车辆的紧急避障方法，其特征在于，所述线性围栏包括圆形围栏和矩形围栏。


3.如权利要求1所述的无人驾培车辆的紧急避障方法，其特征在于，所述根据接收的用于定位无人驾培车辆的差分GPS定位信息，结合无人驾培车辆垂直投影的最小外切矩形的边长，实时构建无人驾培车辆的轮廓方程模型，包括：
已知无人驾培车辆垂直投影的最小外切矩形的四个顶角分别为C、D、E、F，并且边DE和边CF的长为l，边EF和边CD的长为w，且无人驾培车辆上安装有差分GPS定向定位接收天线，其中差分GPS定位接收天线的垂直投影点A与最小外切矩形的边CF的距离为b，垂直投影点A与最小外切矩形的边CD的距离为a；
获取到的无人驾培车辆的差分GPS定位信息包括垂直投影点A的坐标(xo，y0)和定向角度γ，所述定向角度为差分GPS定向定位接收天线的连接与正北方向的夹角；
根据坐标(xo，y0)和定向角度γ，计算得到最小外切矩形的四个顶角C、D、E、F的坐标如下：
顶角C的坐标为(xC，yC)，且xC＝xo+bsinγ+acosγ，yC＝y0+bcosγ-asinγ；
顶角D的坐标为(xD，yD)，且xD＝xo-(w-b)sinγ+acosγ，yD＝y0-(w-b)cosγ-asinγ；
顶角E的坐标为(xE，yE)，且xE＝xo-(w-b)sinγ-(l-a)cosγ，yE＝y0-(w-b)cosγ+(l-a)sinγ；
顶角F的坐标为(xF，yF)，且xF＝xo+bsinγ-(l-a)cosγ，yF＝y0+bcosγ+(l-a)sinγ；
构建无人驾培车辆的轮廓方程模型，如下：
边CD的直线方程为：且满足限制条件min(xC，xD)≤x≤max(xC，xD)以及min(yC，yD)≤y≤max(yC，yD)；
边DE的直线方程为：y-yD＝-tanγ(x-xD)且满足限制条件min(xD，xE)≤x≤max(xD，xE)以及min(yD，yE)≤y≤max(yD，yE)；
边EF的直线方程为：且满足限制条件min(xE，xF)≤x≤max(xE，xF)以及min(yE，yF)≤y≤max(yE，yF)；
边CF的直线方程为：y-yC＝-tanγ(x-xC)且满足限制条件min(xC，xF)≤x≤max(xC，xF)以及min(yC，yF)≤y≤max(yC，yF)。


4.如权利要求1所述的无人驾培车辆的紧急避障方法，其特征在于，所述步骤S4，根据静态障碍物的中心点坐标、本车的差分GPS定位信息以及其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息，筛选与本车间距小于第一阈值的静态障碍物和其他无人驾培车辆，包括：
将所述预设范围划分为若干个判断区域；
根据本车的差分GPS定位信息确定本车当前所在的判断区域；
根据静态障碍物的中心点坐标、其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息筛选位于本车所在判断区域内的静态障碍物和其他无人驾培车辆；
若筛选结果为无则返回步骤S2；
若筛选结果为仅筛选得到静态障碍物，则根据静态障碍物的中心点坐标和本车的差分GPS定位信息，筛选与本车间距小于第一阈值的静态障碍物；
若筛选结果为仅筛选得到其他无人驾培车辆，则根据其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息和本车的差分GPS定位信息，筛选与本车间距小于第一阈值的其他无人驾培车辆；
若筛选结果为同时筛选得到静态障碍物和其他无人驾培车辆，则根据静态障碍物的中心点坐标、本车的差分GPS定位信息以及其他无人驾培车辆的差分GPS定位信息，筛选与本车间距小于第一阈值的静态障碍物和其他无人驾培车辆。


5.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士朋，王军，胡芳芳，黄力行，赵宇峰，王成林，徐耀，黄忠裕，
申请(专利权)人：中电海康集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33