履带车辆轨迹预测方法技术

本发明专利技术涉及交通控制技术领域，公开了一种履带车辆轨迹预测方法

【技术实现步骤摘要】
履带车辆轨迹预测方法、设备和介质


[0001]本专利技术涉及交通控制
，尤其涉及一种履带车辆轨迹预测方法
、
设备和介质
。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶技术的不断发展，车辆轨迹预测技术逐渐成为热点，自动驾驶算法根据预测轨迹信息进行自车的路径规划，对可能出现的危险情况进行决策，进行制动或发出告警，对提高自动驾驶安全性和稳定性具有重要的意义
。
[0003]履带车辆是一种在民用和军用领域都用途广泛的特种车辆，自动驾驶技术在乘用车领域的快速发展推动了履带车辆智能化和无人化发展，但是目前在履带车辆的轨迹预测方面的研究较少，现有的针对履带车辆的轨迹预测方法，未考虑到履带车辆在转向时会发生滑动和车身航向的侧偏，导致履带车辆的预测轨迹精度低，从而给后续的决策和路径规划带来误差，降低了履带车辆自主控制的精度和安全性
。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种履带车辆轨迹预测方法
、
设备和介质，解决现有技术中未考虑到履带车辆在转向时会发生滑动和车身航向的侧偏所导致的预测轨迹精度低的问题，提高了履带车辆自主控制的精度和安全性
。
[0006]本专利技术实施例提供了一种履带车辆轨迹预测方法，包括：构建履带车辆的运动学模型以及传动系统模型，并将履带车辆在当前预测周期内的首个时刻的传动系统参数和方向盘转角输入至所述传动系统模型，得到左线速度和右线速度；获取基于所述运动学模型构建的轨迹预测模型，其中，所述轨迹预测模型包括第一计算单元
、
第二计算单元以及第三计算单元，所述第一计算单元用于根据所述左线速度和所述右线速度确定预测横摆角速度和预测中心线速度，所述第二计算单元用于根据一个时刻的预测航向角和预测横摆角速度确定下一时刻的预测航向角，所述第三计算单元用于根据一个时刻的预测中心线速度
、
车辆位置
、
以及下一个时刻的预测航向角确定左侧履带和右侧履带在下一时刻的位置；基于所述履带车辆的高精组合导航信息判断所述履带车辆是否发生履带滑动和航向侧偏，若发生履带滑动或航向侧偏，则对所述轨迹预测模型中的计算单元进行修正，基于修正后的轨迹预测模型确定所述履带车辆的左侧履带和右侧履带在所述当前预测周期内的预测轨迹
。
[0007]本专利技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行任一实施例所述的
履带车辆轨迹预测方法的步骤
。
[0008]本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行任一实施例所述的履带车辆轨迹预测方法的步骤
。
[0009]本专利技术实施例具有以下技术效果：通过构建履带车辆的运动学模型以及传动系统模型，并将履带车辆在当前预测周期内的首个时刻的传动系统参数和方向盘转角输入至传动系统模型，得到左线速度和右线速度，进而获取基于运动学模型构建的轨迹预测模型，基于履带车辆的高精组合导航信息判断履带车辆是否发生履带滑动和航向侧偏，若发生滑动或侧偏，则对轨迹预测模型中的计算单元进行修正，进而根据修正后的轨迹预测模型确定左侧履带和右侧履带在当前预测周期内的预测轨迹，以考虑履带的滑动和车身航向的侧偏，结合高精度组合导航信息进行识别，对轨迹预测模型进行修正，使得修正后的模型的轨迹预测精度更高，得到更加真实的预测轨迹，解决了现有技术中未考虑到履带车辆在转向时会发生滑动和车身航向的侧偏所导致的预测轨迹精度低的问题，提高了履带车辆自主控制的精度和安全性
。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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
。
[0011]图1是本专利技术实施例提供的一种履带车辆轨迹预测方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种履带车辆的基本尺寸参数示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种轨迹预测结果示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图
。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行清楚
、
完整的描述
。
显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本专利技术所保护的范围
。
[0013]本专利技术实施例提供的履带车辆轨迹预测方法，主要适用于对履带车辆进行轨迹预测的情况
。
本专利技术实施例提供的履带车辆轨迹预测方法可以由集成自动驾驶车辆中的电子设备执行
。
[0014]图1是本专利技术实施例提供的一种履带车辆轨迹预测方法的流程图
。
参见图1，该履带车辆轨迹预测方法具体包括：
S110、
构建履带车辆的运动学模型以及传动系统模型，并将履带车辆在当前预测周期内的首个时刻的传动系统参数和方向盘转角输入至所述传动系统模型，得到左线速度和右线速度
。
[0015]其中，履带车辆可以是用履带行驶系代替车轮行驶系的车辆，如履带式运输车
、
履
带式爬山车等
。
运动学模型可以是不考虑履带滑动和车身航向侧偏的理想履带车辆的模型
。
[0016]具体的，可以先获取履带车辆的基本尺寸参数，通过基本尺寸参数建立履带车辆的运动学模型
。
示例性的，图2为本专利技术实施例提供的一种履带车辆的基本尺寸参数示意图，如图2所示，为履带车辆的中心距，为左侧履带的线速度，即左线速度，为右侧履带的线速度，即右线速度，为履带中心的线速度，即履带车辆的几何中心的线速度，为履带车辆的横摆角速度，为履带车辆的转弯半径，为履带车辆的几何中心，为履带车辆的旋转中心，为世界坐标系，和为履带车辆在世界坐标中轴的位置和轴的位置，为履带车辆的航向角
。
[0017]参见图2，利用三角形相似原理，可以得到如下方程：；式中各符号的含义可参见前文论述，进一步的，根据上述公式可以计算履带车辆的转弯半径
R
为：；由图2可知，履带中心的线速度为：；进一步的，可以得到履带车辆的横摆角速度为：；其中，可以设定车辆向左转向时，航向角和横摆角速度为正，车辆向右转向时，航向角和横摆角速度为负
。
进一步的，根据上述公式可以构建履带车辆的理想的运动学模型为：；其中，为履带车辆在世界坐标系上的横坐标的导数，即在世界坐标系上的横坐标方向的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种履带车辆轨迹预测方法，其特征在于，包括：构建履带车辆的运动学模型以及传动系统模型，并将履带车辆在当前预测周期内的首个时刻的传动系统参数和方向盘转角输入至所述传动系统模型，得到左线速度和右线速度；获取基于所述运动学模型构建的轨迹预测模型，其中，所述轨迹预测模型包括第一计算单元
、
第二计算单元以及第三计算单元，所述第一计算单元用于根据所述左线速度和所述右线速度确定预测横摆角速度和预测中心线速度，所述第二计算单元用于根据一个时刻的预测航向角和预测横摆角速度确定下一时刻的预测航向角，所述第三计算单元用于根据一个时刻的预测中心线速度
、
车辆位置
、
以及下一个时刻的预测航向角确定左侧履带和右侧履带在下一时刻的位置；基于所述履带车辆的高精组合导航信息判断所述履带车辆是否发生履带滑动和航向侧偏，若发生履带滑动或航向侧偏，则对所述轨迹预测模型中的计算单元进行修正，基于修正后的轨迹预测模型确定所述履带车辆的左侧履带和右侧履带在所述当前预测周期内的预测轨迹
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将履带车辆在当前预测周期内的首个时刻的传动系统参数和方向盘转角输入至所述传动系统模型，得到左线速度和右线速度，包括：若所述首个时刻的传动系统参数中的当前挡位为空挡，且所述首个时刻的方向盘转角大于零，则确定左线速度为零，并根据所述方向盘转角确定右线速度；或者，若所述首个时刻的传动系统参数中的当前挡位为空挡，且所述首个时刻的方向盘转角小于零，则确定右线速度为零，并根据所述方向盘转角确定左线速度
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高精组合导航信息包括所述履带车辆在所述当前预测周期内的首个时刻的实际横摆角速度
、
东向速度以及北向速度，基于所述履带车辆的高精组合导航信息判断所述履带车辆是否发生履带滑动，包括：基于所述东向速度和所述北向速度确定所述履带车辆的实际中心线速度，根据所述实际中心线速度和所述实际横摆角速度确定所述履带车辆的实际转弯半径；基于所述实际转弯半径和所述实际横摆角速度，确定所述履带车辆中左侧履带的左相对速度和右侧履带的右相对速度；根据所述左相对速度
、
所述左线速度
、
所述右相对速度以及所述右线速度，判断所述履带车辆是否发生履带滑动
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述左相对速度
、
所述左线速度
、
所述右相对速度以及所述右线速度，判断所述履带车辆是否发生履带滑动，包括：将所述左相对速度与所述左线速度之间的比值对应的绝对值确定为左侧履带系数，将所述右相对速度与所述右线速度之间的比值对应的绝对值确定为右侧履带系数；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昭建，杨建森，张辉，张永康，郭少杰，吴德媛，郝剑虹，武振江，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：