一种基于域控制器的定位信息校验方法与流程

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于域控制器的定位信息校验方法。


背景技术：

2.在目前实现自动驾驶的域控制器中，通过惯导结合卫星导航的定位技术是判断自车位置的关键，然而这种定位技术的算法运行在算力高、算法复杂的不可靠系统中，而在该运行环境不满足功能安全要求的情况下，可能出现功能失效的情况，从而导致定位信息错误，对自动驾驶造成危害。
3.因此，亟需一种对不可靠系统输出的定位信息是否可靠进行判断的方法，从而保证自动驾驶的安全可靠。


技术实现要素：

4.本发明提供一种基于域控制器的定位信息校验方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现利用可靠系统对不可靠系统输出的定位信息进行验证，保障自动驾驶的安全性。
5.为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
6.一种基于域控制器的定位信息校验方法，包括：
7.步骤1、设置校验基点，所述校验基点为不可靠系统输出的初始定位信息；
8.步骤2、以预设周期获取当前校验计算参数，所述校验计算参数包括四轮轮速、方向盘转角以及车速；
9.步骤3、根据当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆总位移；
10.步骤4、获取不可靠系统的第二定位信息，并根据所述初始定位信息计算得到待验证距离，所述第二定位信息为与所述当前判断周期结束时相同时刻的不可靠系统定位算法输出的定位信息；
11.步骤5、判断所述当前判断周期结束时的总位移与所述待验证距离的偏差是否超过预设距离阈值，是则判定所述不可靠系统失效，否则判定所述不可靠系统有效。
12.具体地，所述步骤3包括：
13.步骤301、定义车辆坐标系的正前方、水平向右、垂直向上为正方向；
14.步骤302、获取上一判断周期结束时的车辆绝对位置；
15.步骤303、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置、当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆绝对位置；
16.步骤304、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置、当前判断周期结束时的车辆绝对位置计算当前判断周期结束时的车辆总位移。
17.具体地，所述步骤303包括：
18.步骤3031、根据预设规则分别构造前轮、后轮的判断三角形；
19.步骤3032、在所述判断三角形中根据第一预设公式计算车辆当前前轮参考转角、
后轮参考转角；
20.步骤3033、判断所述当前前轮参考转角、后轮参考转角中是否至少一个与方向盘转角的误差在预设角度阈值内，是则以该参考角度为有效参考角度并进入下一步，否则舍弃本次计算并返回步骤3032；
21.步骤3034、根据第二预设公式计算出上一计算周期前左轮的绝对位置；
22.步骤3035、根据第三预设公式计算出当前计算周期的前左轮绝对位置；
23.步骤3036、根据根据第四预设公式计算当前车辆的绝对位置；
24.步骤3037、判断当前计算次数是否等于判断周期的计算次数，是则将所述当前车辆的绝对位置赋值给当前车辆的绝对位置并进入下一步，否则将所述当前计算次数递增1后返回步骤3032。
25.具体地，所述预设规则为：将上一计算周期的车辆前左轮和前右轮的中心点分别作为判断三角形的第一顶点、第二顶点，所述判断三角形的第三顶点与所述第一顶点的距离为轮距，与所述第二顶点的距离为前左轮、前右轮的行驶距离差。
26.具体地，所述第一预设公式为：
27.sin(αk/2)＝(ck/2)/ak，sin(βk/2)＝(fk/2)/dk，
28.其中，αk表示当前前轮参考转角，βk表示当前后轮参考转角，ak表示第一边a
kbk
的边长，bk表示第二边a
kck
的边长，ck表示第三边b
kck
的边长，dk表示第四边d
kek
的边长，ek表示第五边d
kfk
的边长，fk表示第六边f
kek
的边长。
29.具体地，所述第二预设公式为：
30.l
wfl_k-1
.lon＝l
k-1
.lon-wr/2，
31.l
wfl_k-1
.lat＝l
k-1
.lat+wb/2，
32.l0(lon,lat)＝l
pre
(lon,lat)，
33.其中，l wfl_k-1
(lon,lat)表示上一计算周期前左轮的绝对位置，l
k-1
(lon,lat)表示上一计算周期的车辆绝对位置，wb表示轴距，wr表示轮距。
34.具体地，所述第三预设公式为：
35.l
wfl_k
.lon＝l
wfl_k-1-i
.lon-l
fl_k
*sinθk，
36.l
wfl_k
.lat＝l
wfl_k-1-i
.lat+l
fl_k
*cosθk，
37.l
fl_k
＝v
fl_k
*t*(i+1)，l
fr_k
＝v
fr_k
*t*(i+1)，
38.其中，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，l
wfl_k-1-i
(lon,lat)表示前1+i次计算周期前左轮的绝对位置，θk表示当前有效参考转角，l
fl_k
表示前左轮位移，i表示失效角度次数，v
fl_k
、v
fr_k
分别表示前左轮、前右轮的轮速，t表示预设周期。
39.具体地，所述第四预设公式为：
40.lk.lon＝l
wfl_k
.lon+wr/2，
41.lk.lat＝l
wfl_k
.lat-wb/2，
42.其中，lk(lon,lat)表示当前车辆的绝对位置，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，wb表示轴距，wr表示轮距。
43.具体地，所述当前判断周期结束时的车辆总位移dn根据如下公式计算：
44.45.其中，l
pre
(lon,lat)表示上一判断周期结束时的车辆绝对位置，l
now
(lon,lat)表示当前判断周期结束时的车辆绝对位置。
46.具体地，所述待验证距离根据如下预设公式确定：
[0047][0048]
其中，p0(lon,lat)表示初始定位信息，p2(lon,lat)表示第二定位信息。
[0049]
本发明的有益效果在于：本发明通过设置校验基点，以预设周期获取当前校验计算参数，计算当前判断周期结束时的车辆总位移，然后获取不可靠系统的第二定位信息，并根据所述初始定位信息计算得到待验证距离，再通过比较当前判断周期结束时的总位移与待验证距离的偏差从而判定不可靠系统是否失效，实现了利用可靠系统对不可靠系统输出的定位信息进行验证，保障了自动驾驶的安全性。
附图说明
[0050]
图1是本发明的基于域控制器的定位信息校验方法的流程示意图；
[0051]
图2是本发明的前轮判断三角形的示意图。
具体实施方式
[0052]
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。
[0053]
在本发明的说明书、权利要求书或附图中描述的流程中，包含各个步骤的序号(如步骤10、20等)，所述序号仅用于区分开各个步骤，所述序号本身不代表任何的执行顺序。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，仅用于区分描述对象等，不代表先后顺序，也不表示“第一”、“第二”等是不同的类型。
[0054]
如图1所示，本实施例提供一种基于域控制器的定位信息校验方法，包括：
[0055]
步骤1、设置校验基点，所述校验基点为不可靠系统输出的初始定位信息。
[0056]
在具体实施时，所述初始定位信息一般选择车辆静止时有明确的经纬度的位置，记为p0(lon,lat)，表示其经度为p0.lon，其纬度为p0.lat；下文在涉及到车辆位置参数时，均采用类似的表示方法。
[0057]
步骤2、以预设周期t获取当前校验计算参数，所述校验计算参数包括四轮轮速、方向盘转角以及车速。
[0058]
在具体实施时，所述校验计算参数一般由底盘域控制器提供，可以通过车身总线(例如can或者车载以太网等)来获取；所述预设周期t可以设置为20ms等其它合适的时间。
[0059]
步骤3、根据当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆总位移dn。
[0060]
在具体实施时，所述判断周期由若干计算次数n组成，例如10次。
[0061]
在本实施例中，所述步骤3包括：
[0062]
步骤301、定义车辆坐标系的正前方、水平向右、垂直向上为正方向。
[0063]
步骤302、获取上一判断周期结束时的车辆绝对位置l
pre
(lon,lat)。
[0064]
在具体实施时，一般将车辆中心点作为车辆绝对位置。
[0065]
步骤303、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置l
pre
(lon,lat)、当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆绝对位置l
now
(lon,lat)。
[0066]
在本实施例中，所述步骤303包括：
[0067]
步骤3031、根据预设规则分别构造前轮、后轮的判断三角形。
[0068]
在本实施例中，所述预设规则为：将上一计算周期的车辆前左轮和前右轮的中心点分别作为判断三角形的第一顶点、第二顶点，所述判断三角形的第三顶点与所述第一顶点的距离为轮距，与所述第二顶点的距离为前左轮、前右轮的行驶距离差。
[0069]
图2为前轮的判断三角形
△akbkck
：上一计算周期的车辆前左轮和前右轮的中心点ak、bk为前轮判断三角形的两个顶点，另外一个顶点ck根据如下条件来确定：ck与ak的距离为轮距，与bk的距离为前左轮、前右轮的行驶距离差。a
kbk
为第一边，a
kck
为第二边，b
kck
为第三边；第一边a
kbk
的边长为ak，第二边a
kck
的边长为bk，第三边b
kck
的边长为ck。
[0070]
用同样的方法构造后轮的判断三角形
△dkekfk
：上一计算周期的车辆后左轮和后右轮的中心点dk、ek为后轮判断三角形的两个顶点，另外一个顶点fk根据如下条件来确定：fk与dk的距离为轮距，与ek的距离为后左轮、后右轮的行驶距离差。d
kek
为第四边，d
kfk
为第五边，f
kek
为第六边；第四边d
kek
的边长为dk，第五边d
kfk
的边长为ek，第六边f
kek
的边长为fk。
[0071]
步骤3032、在所述判断三角形中根据第一预设公式计算车辆当前前轮参考转角αk、后轮参考转角βk。
[0072]
在具体实施时，k＝1,2
…
n，n表示一个判断周期的计算次数，n可以根据实际需求进行选择，例如n＝10。
[0073]
如图2所示，在前轮判断三角形中，第一边a
kbk
与第二边a
kck
的夹角为前轮参考转角αk，同理，第四边d
kek
与第五边d
kfk
的夹角为后轮参考转角βk。
[0074]
在本实施例中，所述第一预设公式为：
[0075]
sin(αk/2)＝(ck/2)/ak，sin(βk/2)＝(fk/2)/dk，
[0076]
其中，αk表示当前前轮参考转角，βk表示当前后轮参考转角，ak表示第一边a
kbk
的边长，bk表示第二边a
kck
的边长，ck表示第三边b
kck
的边长，dk表示第四边d
kek
的边长，ek表示第五边d
kfk
的边长，fk表示第六边f
kek
的边长。
[0077]
步骤3033、判断所述当前前轮参考转角αk、后轮参考转角βk中是否至少一个与方向盘转角的误差在预设角度阈值内，是则以该参考角度为有效参考角度θk并进入下一步，否则舍弃本次计算并返回步骤3032。
[0078]
步骤3034、根据第二预设公式计算出上一计算周期前左轮的绝对位置l
wfl_k-1
(lon,lat)。
[0079]
在本实施例中，所述第二预设公式为：
[0080]
l
wfl_k-1
.lon＝l
k-1
.lon-wr/2，
[0081]
l
wfl_k-1
.lat＝l
k-1
.lat+wb/2，
[0082]
l0(lon,lat)＝l
pre
(lon,lat)，
[0083]
其中，l wfl_k-1
(lon,lat)表示上一计算周期前左轮的绝对位置，l
k-1
(lon,lat)表示上一计算周期的车辆绝对位置，wb表示轴距，wr表示轮距。
[0084]
步骤3035、根据第三预设公式计算出当前计算周期的前左轮绝对位置l
wfl_k
(lon,lat)。
[0085]
在本实施例中，所述第三预设公式为：
[0086]
l
wfl_k
.lon＝l
wfl_k-1-i
.lon-l
fl_k
*sinθk，
[0087]
l
wfl_k
.lat＝l
wfl_k-1-i
.lat+l
fl_k
*cosθk，
[0088]
l
fl_k
＝v
fl_k
*t*(i+1)，l
fr_k
＝v
fr_k
*t*(i+1)，
[0089]
其中，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，l
wfl_k-1-i
(lon,lat)表示前1+i次计算周期前左轮的绝对位置，θk表示当前有效参考转角，l
fl_k
表示前左轮位移，i表示失效角度次数，v
fl_k
、v
fr_k
分别表示前左轮、前右轮的轮速，t表示预设周期。
[0090]
在本实施例中，所述失效角度次数i定义为：当前有效角度之前连续失效的角度的次数。例如，当前是第3次计算，如果第2次、第1次的角度都是失效角度，则i＝2。
[0091]
步骤3036、根据根据第四预设公式计算当前车辆的绝对位置lk(lon，lat)。
[0092]
在本实施例中，所述第四预设公式为：
[0093]
lk.lon＝l
wfl_k
.lon+wr/2，
[0094]
lk.lat＝l
wfl_k
.lat-wb/2，
[0095]
其中，lk(lon,lat)表示当前车辆的绝对位置，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，wb表示轴距，wr表示轮距。
[0096]
步骤3037、判断当前计算次数k是否等于判断周期的计算次数n，是则将所述当前车辆的绝对位置lk(lon,lat)赋值给当前车辆的绝对位置l
now
(lon,lat)并进入下一步，否则将所述当前计算次数k递增1后返回步骤3032。
[0097]
步骤304、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置l
pre
(lon,lat)、当前判断周期结束时的车辆绝对位置l
now
(lon,lat)计算当前判断周期结束时的车辆总位移dn。
[0098]
在本实施例中，所述当前判断周期结束时的车辆总位移dn根据如下公式计算：
[0099][0100]
其中，l
pre
(lon,lat)表示上一判断周期结束时的车辆绝对位置，l
now
(lon,lat)表示当前判断周期结束时的车辆绝对位置。
[0101]
步骤4、获取不可靠系统的第二定位信息，并根据所述初始定位信息计算得到待验证距离sn，所述第二定位信息为与所述当前判断周期结束时相同时刻的不可靠系统定位算法输出的定位信息。
[0102]
在具体实施时，所述第二定位信息记为p2(lon,lat)。
[0103]
在本实施例中，所述待验证距离sn根据如下预设公式确定：
[0104][0105]
步骤5、判断所述当前判断周期结束时的总位移dn与所述待验证距离sn的偏差是否超过预设距离阈值
△
s，是则判定所述不可靠系统失效，否则判定所述不可靠系统有效并返回步骤2。
[0106]
在具体实施时，所述预设距离阈值
△
s可以通过实车路试确定、调整。
[0107]
当判定所述不可靠系统失效后，可以上报报警模块进行处理，例如对定位系统进行复位操作等。
[0108]
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，包括：步骤1、设置校验基点，所述校验基点为不可靠系统输出的初始定位信息；步骤2、以预设周期获取当前校验计算参数，所述校验计算参数包括四轮轮速、方向盘转角以及车速；步骤3、根据当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆总位移；步骤4、获取不可靠系统的第二定位信息，并根据所述初始定位信息计算得到待验证距离，所述第二定位信息为与所述当前判断周期结束时相同时刻的不可靠系统定位算法输出的定位信息；步骤5、判断所述当前判断周期结束时的总位移与所述待验证距离的偏差是否超过预设距离阈值，是则判定所述不可靠系统失效，否则判定所述不可靠系统有效。2.根据权利要求1所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤301、定义车辆坐标系的正前方、水平向右、垂直向上为正方向；步骤302、获取上一判断周期结束时的车辆绝对位置；步骤303、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置、当前校验计算参数计算当前判断周期结束时的车辆绝对位置；步骤304、根据所述上一判断周期结束时的车辆绝对位置、计算当前判断周期结束时的车辆绝对位置计算当前判断周期结束时的车辆总位移。3.根据权利要求2所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述步骤303包括：步骤3031、根据预设规则分别构造前轮、后轮的判断三角形；步骤3032、在所述判断三角形中根据第一预设公式计算车辆当前前轮参考转角、后轮参考转角；步骤3033、判断所述当前前轮参考转角、后轮参考转角中是否至少一个与方向盘转角的误差在预设角度阈值内，是则以该参考角度为有效参考角度并进入下一步，否则舍弃本次计算并返回步骤3032；步骤3034、根据第二预设公式计算出上一计算周期前左轮的绝对位置；步骤3035、根据第三预设公式计算出当前计算周期的前左轮绝对位置；步骤3036、根据根据第四预设公式计算当前车辆的绝对位置；步骤3037、判断当前计算次数是否等于判断周期的计算次数，是则将所述当前车辆的绝对位置赋值给当前车辆的绝对位置并进入下一步，否则将所述当前计算次数递增1后返回步骤3032。4.根据权利要求3所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述预设规则为：将上一计算周期的车辆前左轮和前右轮的中心点分别作为判断三角形的第一顶点、第二顶点，所述判断三角形的第三顶点与所述第一顶点的距离为轮距，与所述第二顶点的距离为前左轮、前右轮的行驶距离差。5.根据权利要求4所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述第一预设公式为：sin(α
k
/2)＝(c
k
/2)/a
k
，sin(β
k
/2)＝(f
k
/2)/d
k
，
其中，α
k
表示当前前轮参考转角，β
k
表示当前后轮参考转角，a
k
表示第一边a
k
b
k
的边长，b
k
表示第二边a
k
c
k
的边长，c
k
表示第三边b
k
c
k
的边长，d
k
表示第四边d
k
e
k
的边长，e
k
表示第五边d
k
f
k
的边长，f
k
表示第六边f
k
e
k
的边长。6.根据权利要求5所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述第二预设公式为：l
wfl_k-1
.lon＝l
k-1
.lon-w
r
/2，l
wfl_k-1
.lat＝l
k-1
.lat+w
b
/2，l0(lon,lat)＝l
pre
(lon,lat)，其中，l wfl_k-1
(lon,lat)表示上一计算周期前左轮的绝对位置，l
k-1
(lon,lat)表示上一计算周期的车辆绝对位置，w
b
表示轴距，w
r
表示轮距。7.根据权利要求6所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述第三预设公式为：l
wfl_k
.lon＝l
wfl_k-1-i
.lon-l
fl_k
*sinθ
k
，l
wfl_k
.lat＝l
wfl_k-1-i
.lat+l
fl_k
*cosθ
k
，l
fl_k
＝v
fl_k
*t*(i+1)，l
fr_k
＝v
fr_k
*t*(i+1)，其中，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，l
wfl_k-1-i
(lon,lat)表示前1+i次计算周期前左轮的绝对位置，θ
k
表示当前有效参考转角，l
fl_k
表示前左轮位移，i表示失效角度次数，v
fl_k
、v
fr_k
分别表示前左轮、前右轮的轮速，t表示预设周期。8.根据权利要求7所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述第四预设公式为：l
k
.lon＝l
wfl_k
.lon+w
r
/2，l
k
.lat＝l
wfl_k
.lat-w
b
/2，其中，l
k
(lon,lat)表示当前车辆的绝对位置，l
wfl_k
(lon,lat)表示当前计算周期的前左轮绝对位置，w
b
表示轴距，w
r
表示轮距。9.根据权利要求8所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述当前判断周期结束时的车辆总位移d
n
根据如下公式计算：其中，l
pre
(lon,lat)表示上一判断周期结束时的车辆绝对位置，l
now
(lon,lat)表示当前判断周期结束时的车辆绝对位置。10.根据权利要求1所述的基于域控制器的定位信息校验方法，其特征在于，所述待验证距离根据如下预设公式确定：其中，p0(lon,lat)表示初始定位信息，p2(lon,lat)表示第二定位信息。

技术总结
本发明提供基于域控制器的定位信息校验方法，方法包括：步骤1、设置校验基点；步骤2、以预设周期获取当前校验计算参数；步骤3、计算当前判断周期结束时的车辆总位移；步骤4、获取不可靠系统的第二定位信息，并根据所述初始定位信息计算得到待验证距离；步骤5、判断所述当前判断周期结束时的总位移与所述待验证距离的偏差是否超过预设距离阈值，是则判定所述不可靠系统失效，否则判定所述不可靠系统有效。本发明实现了利用可靠系统对不可靠系统输出的定位信息进行验证，保障了自动驾驶的安全性。保障了自动驾驶的安全性。保障了自动驾驶的安全性。


技术研发人员：卜俊吉
受保护的技术使用者：惠州华阳通用电子有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/7