一种预测车辆运动轨迹的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种预测车辆运动轨迹的方法及装置，利用所采集的指定目标车辆的绝对运动状态，确定平均运动学参数并据此预测待处理运动轨迹；基于待处理运动轨迹和指定目标车辆的历史运动轨迹，预测得到初始行驶意图；确定指定目标车辆所在车道的道线类型，及确定障碍车辆信息；利用道线类型和障碍车辆信息，对初始行驶意图进行滤波处理，得到最终行驶意图并据此确定横向目标位置；利用横向目标位置和平均运动学参数，预测指定目标车辆的车辆运动轨迹。该方法对硬件算力的要求较低，并且能够快速定位哪一环节出现异常，进而及时解决异常以提高安全性。提高安全性。提高安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种预测车辆运动轨迹的方法及装置


[0001]本专利技术涉及车辆
，具体涉及一种预测车辆运动轨迹的方法及装置。

技术介绍

[0002]智能车辆(指具备L2及以上级别自动驾驶功能的车辆)在行驶过程中，为保证行驶安全，需要识别本车周边车辆的运动轨迹，例如需要识别周边车辆对本车车道的切入切出行为。
[0003]目前识别车辆运动轨迹的方式主要为：通过采集得到的大量的驾驶数据，以机器学习算法训练得到用于预测运动轨迹的预测模型。但是，一方面，预测模型所涉及的参数量较为庞大，且对搭载预测模型的计算平台也有较高的性能要求，即应用预测模型需要较高的硬件算力，量产的智能车辆的硬件算力无法满足应用预测模型的性能要求；另一方面，当预测模型的计算结果出现异常时，从预测模型中分析异常原因的难度较大，进而无法及时解决异常，安全性较差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种预测车辆运动轨迹的方法及装置，以解决现有预测车辆运动轨迹的方式存在的对硬件算力要求较高和安全性较差等问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]本专利技术实施例第一方面公开一种预测车辆运动轨迹的方法，所述方法应用于搭载在车辆中的预测车辆运动轨迹的装置，所述方法包括：
[0007]从检测到的目标车辆中确定指定目标车辆；
[0008]利用在多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态，确定得到平均运动学参数，并基于所述平均运动学参数预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹，所述平均运动学参数用于描述所述指定目标车辆在所述多个历史周期中的平均运动状态；
[0009]基于所述待处理运动轨迹和所述指定目标车辆的历史运动轨迹，计算所述指定目标车辆的运动特征向量的归一化均值；
[0010]将所述归一化均值映射到预设数值区间中得到行驶意图数值，并根据所述行驶意图数值预测得到初始行驶意图；
[0011]扫描所述指定目标车辆的周边环境，得到所述指定目标车辆所在车道的道线类型，及得到与所述指定目标车辆所在车道相邻的车道中的障碍车辆信息；
[0012]利用所述道线类型和所述障碍车辆信息，对所述初始行驶意图进行滤波处理，预测得到最终行驶意图；
[0013]基于所述最终行驶意图确定横向目标位置；
[0014]利用所述横向目标位置和所述平均运动学参数，预测所述指定目标车辆从当前位置到目标位置的车辆运动轨迹。
[0015]优选的，利用在多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态，确定
得到平均运动学参数，并基于所述平均运动学参数预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹，包括：
[0016]确定多个历史周期的时间间隔；
[0017]将在所述多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态除以所述时间间隔，得到平均运动学参数；
[0018]利用运动学模型对所述平均运动学参数进行处理，预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹。
[0019]优选的，基于所述待处理运动轨迹和预先存储的所述指定目标车辆的历史运动轨迹，计算所述指定目标车辆的运动特征向量的归一化均值，包括：
[0020]组合所述待处理运动轨迹和预先存储的所述指定目标车辆的历史运动轨迹，得到输入运动轨迹；
[0021]利用车道线表达式，计算所述输入运动轨迹对应的车道中心线的中心线横向位置和道线航向角；
[0022]对于所述输入运动轨迹中所述指定目标车辆的车辆横向位置和车辆航向角，计算所述车辆横向位置与所述中心线横向位置之间的横向位置偏差，以及计算所述车辆航向角与所述道线航向角之间的航向角偏差；
[0023]将所述横向位置偏差除以车道宽度以归一化所述横向位置偏差，并对所有归一化后的所述横向位置偏差取平均值，确定得到所述横向位置偏差的归一化均值；
[0024]将所述航向角偏差除以所述指定目标车辆的最大航向角以归一化所述航向角偏差，并对所有归一化后的所述航向角偏差取平均值，确定得到所述航向角偏差的归一化均值，所述指定目标车辆的最大航向角基于所述指定目标车辆的车速计算得到。
[0025]优选的，将所述归一化均值映射到预设数值区间中得到行驶意图数值，并根据所述行驶意图数值预测得到初始行驶意图，包括：
[0026]利用基于S型函数得到的非线性映射函数，将所述横向位置偏差的归一化均值映射到预设数值区间中得到第一行驶意图数值，以及将所述航向角偏差的归一化均值映射到所述预设数值区间得到第二行驶意图数值；
[0027]在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值满足左侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为左侧换道意图，其中，所述左侧换道规则为：所述第一行驶意图数值处于第一左侧换道数值区间内，且所述第二行驶意图数值处于第二左侧换道数值区间内；
[0028]在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值满足右侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为右侧换道意图，其中，所述右侧换道规则为：所述第一行驶意图数值处于第一右侧换道数值区间内，且所述第二行驶意图数值处于第二右侧换道数值区间内；
[0029]在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值未满足所述左侧换道规则，且所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值未满足所述右侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为保持车道意图。
[0030]优选的，所述指定目标车辆所在车道的道线类型包括：左侧车道线的道线类型和右侧车道线的道线类型；所述道线类型为：允许变道的道线或不允许变道的道线。
[0031]优选的，初始行驶意图为左侧换道意图、右侧换道意图或保持车道意图；
[0032]利用所述道线类型和所述障碍车辆信息，对所述初始行驶意图进行滤波处理，预
测得到最终行驶意图，包括：
[0033]利用所述道线类型和所述障碍车辆信息，确定所述指定目标车辆所满足的换道条件，所述换道条件至少包括：用于指示允许向右变道的第一条件，用于指示允许向左变道的第二条件；
[0034]在所述初始行驶意图为左侧换道意图的情况下，在所述指定目标车辆未满足所述第二条件时，预测最终行驶意图为保持车道意图；在所述指定目标车辆满足所述第二条件时，预测最终行驶意图为左侧换道意图；
[0035]在所述初始行驶意图为右侧换道意图的情况下，在所述指定目标车辆未满足所述第一条件时，预测最终行驶意图为保持车道意图；在所述指定目标车辆满足所述第一条件时，预测最终行驶意图为右侧换道意图。
[0036]优选的，最终行驶意图为左侧换道意图、右侧换道意图或保持车道意图；
[0037]基于所述最终行驶意图确定横向目标位置，包括：
[0038]在最终行驶意图为左侧换道意图的情况下，确定与所述指定目标车辆所在车道左相邻的车道的中心线横向位置为横向目标位置；
[0039]在最终行驶意图为右侧换道意图的情况下，确定与所述指定目标车辆所在车道右相邻的车道的中心线横向位置为横向目标位置；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种预测车辆运动轨迹的方法，其特征在于，所述方法应用于搭载在车辆中的预测车辆运动轨迹的装置，所述方法包括：从检测到的目标车辆中确定指定目标车辆；利用在多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态，确定得到平均运动学参数，并基于所述平均运动学参数预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹，所述平均运动学参数用于描述所述指定目标车辆在所述多个历史周期中的平均运动状态；基于所述待处理运动轨迹和所述指定目标车辆的历史运动轨迹，计算所述指定目标车辆的运动特征向量的归一化均值；将所述归一化均值映射到预设数值区间中得到行驶意图数值，并根据所述行驶意图数值预测得到初始行驶意图；扫描所述指定目标车辆的周边环境，得到所述指定目标车辆所在车道的道线类型，及得到与所述指定目标车辆所在车道相邻的车道中的障碍车辆信息；利用所述道线类型和所述障碍车辆信息，对所述初始行驶意图进行滤波处理，预测得到最终行驶意图；基于所述最终行驶意图确定横向目标位置；利用所述横向目标位置和所述平均运动学参数，预测所述指定目标车辆从当前位置到目标位置的车辆运动轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用在多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态，确定得到平均运动学参数，并基于所述平均运动学参数预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹，包括：确定多个历史周期的时间间隔；将在所述多个历史周期中采集的所述指定目标车辆的绝对运动状态除以所述时间间隔，得到平均运动学参数；利用运动学模型对所述平均运动学参数进行处理，预测所述指定目标车辆的待处理运动轨迹。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述待处理运动轨迹和预先存储的所述指定目标车辆的历史运动轨迹，计算所述指定目标车辆的运动特征向量的归一化均值，包括：组合所述待处理运动轨迹和预先存储的所述指定目标车辆的历史运动轨迹，得到输入运动轨迹；利用车道线表达式，计算所述输入运动轨迹对应的车道中心线的中心线横向位置和道线航向角；对于所述输入运动轨迹中所述指定目标车辆的车辆横向位置和车辆航向角，计算所述车辆横向位置与所述中心线横向位置之间的横向位置偏差，以及计算所述车辆航向角与所述道线航向角之间的航向角偏差；将所述横向位置偏差除以车道宽度以归一化所述横向位置偏差，并对所有归一化后的所述横向位置偏差取平均值，确定得到所述横向位置偏差的归一化均值；将所述航向角偏差除以所述指定目标车辆的最大航向角以归一化所述航向角偏差，并对所有归一化后的所述航向角偏差取平均值，确定得到所述航向角偏差的归一化均值，所
述指定目标车辆的最大航向角基于所述指定目标车辆的车速计算得到。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述归一化均值映射到预设数值区间中得到行驶意图数值，并根据所述行驶意图数值预测得到初始行驶意图，包括：利用基于S型函数得到的非线性映射函数，将所述横向位置偏差的归一化均值映射到预设数值区间中得到第一行驶意图数值，以及将所述航向角偏差的归一化均值映射到所述预设数值区间得到第二行驶意图数值；在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值满足左侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为左侧换道意图，其中，所述左侧换道规则为：所述第一行驶意图数值处于第一左侧换道数值区间内，且所述第二行驶意图数值处于第二左侧换道数值区间内；在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值满足右侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为右侧换道意图，其中，所述右侧换道规则为：所述第一行驶意图数值处于第一右侧换道数值区间内，且所述第二行驶意图数值处于第二右侧换道数值区间内；在所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值未满足所述左侧换道规则，且所述第一行驶意图数值和所述第二行驶意图数值未满足所述右侧换道规则的情况下，预测初始行驶意图为保持车道意图。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定目标车辆所在车道的道线类型包括：左侧车道线的道线类型和右侧车道线的道线类型；所述道线类型为：允许变道的道线或不允许变道的道线。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，初始行驶意...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜学术，李继扬，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：