一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法及实现该方法的系统，通过搭建虚拟测试平台，对车辆在实际道路中的行驶情况进行模拟，在降低测试成本和保证人员安全的情况下，达到车辆测试的目的。其中，在测试的过程中针对弯道识别、车辆间的位置关系判定，通过位置算法的测算，完成位置关系在虚拟测试平台中的判定。针对相关测试数据的获取，本发明专利技术进一步采用周期性更新路径的方式，精确车辆位置的历史走向，更有效的判断车辆的相对方位，且提出的测算方法在灵敏有效地判断多种情形同时，具有一定的适用性，可以通过简单修改应用到其他平台。到其他平台。到其他平台。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法及系统，特别是大数据信息处理领域。

技术介绍

[0002]随着软件测试平台的搭建，车辆安全性测试的方法逐渐由高成本向低成本推进。通过虚拟平台的搭建，可以有效的减少实际测试过程中，产生的高成本以及避免因多种测试环境不全导致的测试结果准确性不高的问题。
[0003]现有技术在针对虚拟测试平台的应用，在车辆测试过程中，一个场景仅能测试一个应用算法，局限性高，当需要完成不同的应用算法测试时，则需要搭建大量不同的测试场景，消耗成本大。若将不用的应用算法放置一个场景中进行测试，则会呈现算法冗余以及测试效果不理想的状态。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：一个目的是提出一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题，提升虚拟测试平台中对车辆相对位置测试的判定效率。
[0005]技术方案：第一方面，提供了一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，该方法包括以下步骤：虚拟测试平台根据计算参数建立测试环境，构建测试道路并设定计算参数；根据采样周期的设定，实时更新所述虚拟测试平台中测试车辆的行驶路径记录点，并删除历史行驶路径记录点；根据所述行驶路径点，判断副车所处道路环境；所述道路环境包括直行道、弯道；计算主车与副车计算参数的差值，并结合所述副车所处道路环境，判断主车与副车的行驶方向相对关系和车道关系；所述行驶方向相对关系包括同向、反向、交叉；所述车道关系包括相同车道、相邻车道；建立转换坐标轴，根据所述行驶方向相对关系和车道关系，判断主车和副车之间的相对位置关系。在第一方面的一些可实现方式中，计算参数包括主车与副车的的位置、航向角、速度。
[0006]在第一方面的一些可实现方式中，采样周期为每经过预定义时间段长度或所述行驶路径记录点数量超过阈值时，对车辆的行驶路径记录点进行一次更新；其中，行驶路径记录点的更新方式为添加最新的行驶路径记录点，并同时将最为久远的行驶路径记录点删除。
[0007]在第一方面的一些可实现方式中，道路环境的判断方式进一步为：首先，选取所述行驶路径记录点中最相近的两点；其次，计算根据两点的航向角差值；最后，通过与设定的阈值的相比获得车辆所处道路环境。
[0008]在第一方面的一些可实现方式中，当副车所处道路环境为直行道时，根据行驶路
径记录点的方向关系，获得主车与副车的行驶方向相对关系，随后，将副车行驶路径点中最靠近的两点连为直线，并将形成的方向角与主车的航向角进行差值计算，从而根据计算数值判断主车与副车的车道关系；当副车所处道路环境为弯道时，进一步判断主车所处道路环境，当主车处于直行道时，则此时行驶方向相对关系为交叉；当主车处于弯道时，首先，根据主车与副车的行驶路径记录点判断两车的行驶方向相对关系，随后，计算主车与副车自身的曲率半径，最后，通过计算出的差值与设定阈值相比，获取主车与副车的车道关系。
[0009]在第一方面的一些可实现方式中，曲率半径的计算方式进一步为：将行驶路径记录点上相近的两点以近似的弧线方式连接，并以此作为车辆在拐弯时的预计轨迹，利用如下表达式，计算出圆弧的曲率半径，即：式中，表示曲率半径，表示弦长，表示近似圆弧两端切线角的差值，即历史路径上的两点的航向角差值；其中，曲率表征圆弧的弯曲程度，曲率半径为曲率的倒数，凭借曲率半径可以判断主车与副车是否在同一弯道中。在第一方面的一些可实现方式中，相对位置关系包括前方、后方、右前方、左前方、左后方、右后方；所述转换坐标轴的构建步骤进一步为：将原有坐标系转换为以主车位置为原点，行驶方向为y轴正方向的新坐标系，其中，坐标系旋转变换表达式如下：式中，表示转后的坐标系横轴，表示旋转的角度，由主车航向角减去0.5PI获得，表示转换前的横轴，表示转换前的纵轴；式中，表示转后的坐标系横轴，表示旋转的角度，由主车航向角减去0.5PI获得，表示转换前的横轴，表示转换前的纵轴；当坐标轴经过旋转变换后，将坐标原点平移至主车所在的位置，其中，平移的方式如下：式中，表示横轴平移的数值大小，表示主车的横轴位置，表示原点横轴位置；式中，表示纵轴平移的数值大小，表示主车的纵轴位置，表示原点纵轴位置；同理，根据上述坐标转换方式，进一步获取等待判断方位关系的测试车辆在新坐标系中的位置；位置关系的判断在新坐标系中的方式进一步为，根据转换后的新坐标系，以主车为起始点参考点，当待进行位置判断的车辆在第一象限，则待判断的车辆在主车的右前方；当待进行位置判断的车辆在第二象限，则待判断的车辆在主车的左前方；当待进行位置判
断的车辆在第三象限，则待判断的车辆在主车的左后方；当待进行位置判断的车辆在第四象限，则待判断的车辆在主车的右后方。
[0010]第二方面，提供了一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算系统，该系统包括：用于建立虚拟测试环境的第一模块；该模块根据计算参数建立测试环境，构建测试道路并设定计算参数；用于更新路径状况的第二模块；该模块根据采样周期的设定，实时更新所述虚拟测试平台中测试车辆的行驶路径记录点，并删除历史行驶路径记录点；用于判断车辆所在路况的第三模块；该模块根据所述行驶路径点，判断副车所处道路环境；用于判断车辆之间相对位置的第四模块；该模块用于计算主车与副车计算参数的差值，并结合所述副车所处道路环境，判断主车与副车的行驶方向相对关系和车道关系用于输出车辆状态信息的第五模块；该模块根据建立的转换坐标轴，并根据所述行驶方向相对关系和车道关系，判断主车和副车之间的相对位置关系后，输出对应信息。
[0011]在第二方面的一些可实现方式中，计算参数包括主车与副车的的位置、航向角、速度。
[0012]在第二方面的一些可实现方式中，第二模块进一步用于对行驶路径记录点进行实时的更新，具体通过时间段的设定和历史记录位置点的方式，对车辆行驶路径信息进行间断性更新；其中，所述车辆行驶路径，通过位置点连线的方式进行表述。
[0013]对数据更新的依据具体为，采用每隔预定义时间段的时间，对车辆当前的行驶路径进行更新，同时，针对历史路径记录点数量的设定，对历史行驶路径记录点进行删除；针对历史行驶路径记录点的删除方式为通过与设定的阈值数量比对，当超过阈值大小时，删除路径点中时间最为靠前的位置点。
[0014]第二方面的一些可实现方式中，第三模块进一步用于判断测试车辆所处道路类型，其中所述道路类型分为直行道、弯道；对于道路类型的判断具体为首先读取第二模块中两个在行驶路径记录点中的轨迹点；其次，利用第一模块中的车辆航向角计算参数，通过计算两个行驶路径点之间的航向角差；最后，通过计算出的差值判断出车辆所处位置是直行道、弯道；所述第四模块进一步通过判定车辆所处道路情况后，针对不同的道路类型，进行对应的车道位置关系分析；当测试主车辆与待进行位置关系判定的车辆均处在直行道路上时，直接根据车辆之间存在的夹角，并利用转换后的坐标系，判断车辆的位置关系。
[0015]其中当主车和副车同时处于弯道时，首先，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，包括：虚拟测试平台根据计算参数建立测试环境，构建测试道路并设定计算参数；根据采样周期的设定，实时更新所述虚拟测试平台中测试车辆的行驶路径记录点，并删除历史行驶路径记录点；根据所述行驶路径点，判断副车所处道路环境；所述道路环境包括直行道、弯道；计算主车与副车计算参数的差值，并结合所述副车所处道路环境，判断主车与副车的行驶方向相对关系和车道关系；所述行驶方向相对关系包括同向、反向、交叉；所述车道关系包括相同车道、相邻车道；建立转换坐标轴，根据所述行驶方向相对关系和车道关系，判断主车和副车之间的相对位置关系。2.根据权利要求1所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，所述计算参数包括主车与副车的位置、航向角、速度。3.根据权利要求1所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，所述采样周期为每经过预定时间段的长度或所述行驶路径记录点数量超过阈值时，对车辆的行驶路径记录点进行一次更新；其中，行驶路径记录点的更新方式为添加最新的行驶路径记录点，并同时将最为久远的行驶路径记录点删除。4.根据权利要求1所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，所述道路环境的判断方式进一步为：首先，选取所述行驶路径记录点中最相近的两点；其次，计算根据两点的航向角差值；最后，通过与设定的阈值的相比获得车辆所处道路环境。5.根据权利要求1所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，当副车所处道路环境为直行道时，根据行驶路径记录点的方向关系，获得主车与副车的行驶方向相对关系，随后，将副车行驶路径点中最靠近的两点连为直线，并将形成的方向角与主车的航向角进行差值计算，从而根据计算数值判断主车与副车的车道关系；当副车所处道路环境为弯道时，进一步判断主车所处道路环境，当主车处于直行道时，则此时行驶方向相对关系为交叉；当主车处于弯道时，首先，根据主车与副车的行驶路径记录点判断两车的行驶方向相对关系，随后，计算主车与副车自身的曲率半径，最后，通过计算出的差值与设定阈值相比，获取主车与副车的车道关系。6.根据权利要求5所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，所述曲率半径的计算方式进一步为：将行驶路径记录点上相近的两点以近似的弧线方式连接，并以此作为车辆在拐弯时的预计轨迹，利用如下表达式，计算出圆弧的曲率半径，即：式中，表示曲率半径，表示弦长，表示近似圆弧两端切线角的差值，即历史路径上的两点的航向角差值；其中，曲率表征圆弧的弯曲程度，曲率半径为曲率的倒数，凭借曲率半径可以判断主车与副车是否在同一弯道中。7.根据权利要求1所述的一种虚拟车辆测试平台中相对位置测算方法，其特征在于，所述相对位置关系包括前方、后方、右前方、左前方、左后方、右后方；所述转换坐标轴的构建步骤进一步为：将原有坐标系转换为以主车位置为原点，行驶方向为y轴正方向的新坐标系，其中，坐标系旋转变换表达式如下：
式中，表示转后的坐标系横轴，表示旋转的角度，由主车航向角减去0.5PI获得，表示转换前的横轴，表示转换前的纵轴；式中，表示转后的坐标系横轴，表示旋转的角度，由主车航向角减去0.5PI获得，表示转换前的横轴，表示转换前的纵轴；当坐标轴经过旋转变换后，将坐标原点平移至主车所在的位置，其中，平移的方式如下：式中，表示横轴平移的数值大小，表示主车的横轴位置，表示原点横轴位置；式中，表示纵轴平移的数值大小，表示主车的纵轴位置，表示原点纵轴位置；同理，根据上述坐标转换方式，进一步获取等待判断方位关系的测试车辆在新坐标系中的位置；位置关系的判断在新坐标系中的方式进一步为，根据转换后的新坐标系，以主车为起始点参考点，当待进行位置判断的车辆在第一象限，则待判断的车辆在主车的右前方；当待进行位置判断的车辆在第二象限，则待判断的车辆在主车的左前方；当待进行位置判断的车辆在第三象限，则待判断的车辆在主车的左后方；当待进行位置判断的车辆在第四象限，则待判断的车辆在主车的右后方。8.一种虚拟车辆测试平台中相对位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丰军，周剑光，
申请(专利权)人：中汽创智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：