CN113282073B - 车辆行车轨迹模拟方法、车辆及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆行车轨迹模拟方法、车辆及计算机可读存储介质，所述方法包括：通过获取方向盘转角数据和车辆参数信息，并根据方向盘转角数据和车辆参数信息计算车辆的行车轨迹线，获取车辆对应的车辆环境信息，并根据车辆环境信息和行车轨迹线集成行车轨迹画面。用户可以通过行车轨迹画面直接得知当前路况下车辆是否能够安全通过，且根据行车轨迹画面可以判断当前车轮位置，直接转动方向盘到需要行进的方向，无需再通过以往驾驶经验在行进过程中进行车辆方向盘位置的判断，减少驾驶过程中出现意外的风险，有效提高车辆在行车过程中的智能性和安全性。

Description

车辆行车轨迹模拟方法、车辆及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种车辆行车轨迹模拟方法、车辆及计算机可读存储介质。

背景技术

随着汽车技术的不断发展以及汽车保有量的大幅增加，人们对汽车的智能性和安全性提出了越来越高的要求。在复杂的路况下，比较容易发生剐蹭和碰撞事故，尤其对于新手驾驶员，容易忘记自己在行驶后的方向盘转了多少，在未将方向盘回正的时候，再次启动车辆，只能靠驾驶员的记忆或者前进的方向来判断方向盘转向情况，这时很可能在车辆前进的过程中将车辆陷入困境，而现有技术中，为了帮助驾驶员判断路况，通常是通过安装行车记录仪，但行车记录仪可以看到前方影像，却无法获取当前车轮的转动位置，仍需要靠驾驶员在行进过程中转动方向盘判断，尤其对于新手驾驶员，在经验不够丰富的情况下，容易发生剐蹭和碰撞事故。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种车辆行车轨迹模拟方法。旨在解决如何提高车辆在行进过程中的安全性的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆行车轨迹模拟方法，包括如下步骤：

获取待测车辆的方向盘转角数据和车辆参数信息；

根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线；

获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

可选的，所述根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆内轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆内轮转角数据；

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆外轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆外轮转角数据；

根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线。

可选的，所述车辆参数信息包括车宽、车辆前轮距、车辆前悬以及车辆轴距。

可选的，所述行车轨迹线包括车辆外侧轮廓行车轨迹线和车辆内侧轮廓行车轨迹线；所述根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

通过预设的外侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距、所述车辆前悬以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆外侧轮廓行车轨迹线；

通过预设的内侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆内侧轮廓行车轨迹线。

可选的，所述行车轨迹线包括辆前内侧车轮行车轨迹线和所述车辆前外侧车轮行车轨迹线；所述根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

计算所述车辆内轮转角数据的第一正切值，并计算所述车辆轴距与所述第一正切值的第一比例值，将所述第一比例值作为车辆前内侧车轮行车轨迹线；

计算所述车辆外轮转角数据的第二正切值，并计算所述车辆轴距与所述第二正切值的第二比例值，将所述第二比例值作为车辆前外侧车轮行车轨迹线。

可选的，所述获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤包括：

控制所述待测车辆的行车记录仪获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，并根据所述方向盘转角数据截取所述车辆环境信息中的有效环境信息；

根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

可选的，所述根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤包括：

根据所述有效环境信息判断车辆前进方向是否存在障碍物；

若存在障碍物，则根据所述障碍物确定障碍物图像信息；

根据所述障碍物图像信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

可选的，所述行车轨迹画面包括车辆两侧轨迹曲面、车辆上侧轨迹平面、车辆前轮轨迹线以及障碍物图像。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种车辆，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆行车轨迹模拟程序，其中：所述车辆行车轨迹模拟程序被所述处理器执行时实现如上所述的车辆行车轨迹模拟方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有车辆行车轨迹模拟程序，所述车辆行车轨迹模拟程序被处理器执行时实现如上所述的车辆行车轨迹模拟方法的步骤。

本发明提出的一种车辆行车轨迹模拟方法、车辆及计算机可读存储介质，通过获取方向盘转角数据和车辆参数信息，并根据方向盘转角数据和车辆参数信息计算车辆的行车轨迹线，获取车辆对应的车辆环境信息，并根据车辆环境信息和行车轨迹线集成行车轨迹画面。用户可以通过行车轨迹画面直接得知当前路况下车辆是否能够安全通过，且根据行车轨迹画面可以判断当前车轮位置，直接转动方向盘到需要行进的方向，无需再通过以往驾驶经验在行进过程中进行车辆方向盘位置的判断，减少驾驶过程中出现意外的风险，有效提高车辆在行车过程中的智能性和安全性。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图；

图2为本发明车辆行车轨迹模拟方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明车辆行车轨迹模拟方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明车辆行车轨迹模拟方法第二实施例的传动比示意图；

图5为本发明车辆行车轨迹模拟方法第二实施例的曲线示意图；

图6为本发明车辆行车轨迹模拟方法第三实施例的流程示意图；

图7为本发明车辆行车轨迹模拟方法第四实施例的流程示意图；

图8为本发明车辆行车轨迹模拟方法第三、四、五实施例的算法示意图；

图9为本发明车辆行车轨迹模拟方法第五实施例的流程示意图；

图10为本发明车辆行车轨迹模拟方法第六实施例的流程示意图；

图11为本发明车辆行车轨迹模拟方法第六实施例的人机交互显示示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的装置结构示意图。

本发明实施例终端可以为车辆。如图1所示，该为车辆可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

可选地，车辆还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在硬件设备移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。当然，硬件设备还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的车辆的结构并不构成对车辆的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及车辆行车轨迹模拟程序。

在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，并执行以下操作：

获取待测车辆的方向盘转角数据和车辆参数信息；

根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线；

获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，还执行以下操作：

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆内轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆内轮转角数据；

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆外轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆外轮转角数据；

根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，还执行以下操作：

通过预设的外侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距、所述车辆前悬以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆外侧轮廓行车轨迹线；

通过预设的内侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆内侧轮廓行车轨迹线。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，还执行以下操作：

计算所述车辆内轮转角数据的第一正切值，并计算所述车辆轴距与所述第一正切值的第一比例值，将所述第一比例值作为车辆前内侧车轮行车轨迹线；

计算所述车辆外轮转角数据的第二正切值，并计算所述车辆轴距与所述第二正切值的第二比例值，将所述第二比例值作为车辆前外侧车轮行车轨迹线。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，还执行以下操作：

控制所述待测车辆的行车记录仪获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，并根据所述方向盘转角数据截取所述车辆环境信息中的有效环境信息；

根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的车辆行车轨迹模拟程序，还执行以下操作：

根据所述有效环境信息判断车辆前进方向是否存在障碍物；

若存在障碍物，则根据所述障碍物确定障碍物图像信息；

根据所述障碍物图像信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

本发明应用于车辆的具体实施例与下述应用车辆行车轨迹模拟方法的各实施例基本相同，在此不作赘述。

请参照图2，图2为本发明车辆行车轨迹模拟方法第一实施例的流程示意图，其中，所述车辆行车轨迹模拟方法包括如下步骤：

步骤S100，获取待测车辆的方向盘转角数据和车辆参数信息；

本实施例中，待测车辆可以为进行测试的车辆，也可以为实车驾驶的车辆，待测车辆可以为轿车、汽车、客车等不同车型，待测车辆还可以为多前轴转向汽车、后轴转向汽车、前后轴同时参与转向的汽车，还可以是利用两个前桥转向的双前桥卡车、利用在牵引车的牵引盘转动的挂车。车辆的行车轨迹模拟方法应用于该待测车辆。方向盘转角数据为当前时间点方向盘转动的数据，也就是方向盘的旋转角度，可以是在车辆启动时刻车辆方向盘转角数据，也可以是在车辆行进过程中实时的车辆方向转角数据。车辆参数信息为车辆本身固定的尺寸参数信息，是车辆在出厂时已经确定的参数信息。例如，轴距、轮距、总长、总宽、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙、前轴转向系统的传动比、后轴转向系统的传动比等信息。

车辆行车轨迹模拟系统将获取车辆当前的方向盘转角信息以及车辆的参数信息。可以理解的是，所述获取方向盘转角信息可以是通过车辆的电动转向控制模块获取，也可以是通过提前在方向盘下方的方向柱内安装方向盘转角传感器直接获取，例如模拟式方向盘传感器和数字式方向盘传感器。

步骤S200，根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线；

行车轨迹线可以模拟车辆前进的方向和路线，可以是通过线条的形式呈现，也可以是通过平面的方式呈现，可以是车辆轮胎轨迹线、车辆轮廓轨迹线等车辆在行进过程中可以进行参考的模拟线路。车辆行车轨迹模拟系统在获取到方向盘转角数据以及车辆参数信息后，将利用获取的方向盘转角数据和车辆的转向系统角传动比计算车辆的车轮转角数据，从而根据车轮转角数据和车辆参数信息计算出车辆的行车轨迹线。上述转向系统角传动比并不是一个固定的值，在方向盘转向位于中间位置时，传动比大，方向盘转向位于两端极位置时，传动比小。

步骤S300，获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

车辆行车轨迹模拟系统将获取车辆对应的车辆环境信息，其中，上述环境信息可以是通过行车记录仪中的摄像头获取，包括车辆前方的路况、是否存在障碍物、道路位置信息等可通过摄像头获取到的周边信息。车辆行车轨迹模拟系统将根据上述车辆环境信息和行车轨迹线集成行车轨迹画面，通过将计算出的行车轨迹线和获取到的车辆环境信息集成获得的行车轨迹画面将直接显示车辆的模拟轨迹在当前环境下是否有与障碍物交叉、模拟轨迹是否超出当前环境下的路面道路等结果。

本发明实施例中，通过获取方向盘转角数据和车辆参数信息，并根据方向盘转角数据和车辆参数信息计算车辆的行车轨迹线，获取车辆对应的车辆环境信息，并根据车辆环境信息和行车轨迹线集成行车轨迹画面。用户可以通过行车轨迹画面直接得知当前路况下车辆是否能够安全通过，且根据行车轨迹画面可以判断当前车轮位置，直接转动方向盘到需要行进的方向，无需再通过以往驾驶经验在行进过程中进行车辆方向盘位置的判断，减少驾驶过程中出现意外的风险，有效提高车辆在行车过程中的智能性和安全性。

进一步地，参照图3，图3为本发明车辆行车轨迹模拟方法第二实施例的流程示意图，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S200，根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

步骤S211，根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆内轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆内轮转角数据；

步骤S212，根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆外轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆外轮转角数据；

步骤S213，根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线。

本实施例中，电动转向控制模块是指电动助力转向系统(EPS，Electric PowerSteering)的控制模块，通过车辆的电动转向控制模块获取到车辆的方向盘转角数据，根据上述获取的方向盘转角数据和待测车辆的车辆内轮对应的转向系统角传动比进行计算，从而得到车辆内轮转角数据；根据上述方向盘转角数据和待测车辆的车辆外轮对应的转向系统角传动比进行计算，从而得到车辆外轮转角数据，例如，方向盘转角为a,车轮实际角度为b，则b＝a*i,其中i为转向系统角传动比。转向系统角传动比并不是一个固定的值，在方向盘转向位于中间位置时，传动比大，方向盘转向位于两端极限位置时，传动比小。这里的车辆内轮转角数据和车辆外轮转角数据是指车辆前轮的内轮转角数据和外轮转角数据，根据车辆内轮转角数据和车辆外轮转角数据以及车辆的参数信息计算得出车辆的行车轨迹线。

车辆的内外轮转角是不一样的，车辆在转向时，两轮围绕着某个中心转动，内轮相当于转小圈，外轮相当于转大圈，在几何关系上有大小关系，这个关系称为阿克曼关系。内轮转角和外轮转角的变化是根据方向盘的转角来的，对于一台设计完成的车辆，方向盘转角是导致内轮转角和外轮转角变化的唯一参数，一个方向盘转角对应固定的内轮转角和外轮转角，但是内外轮转角与方向盘转角之间并不是简单的线性对应关系，不能用简单的一次函数或二次函数表达。车辆转向器并不是固定的传动比，传动比可参考图4，图4中横坐标表示方向盘转角，纵坐标表示传动比，由图4可知，中间位置的转动比小，左右接近极限位置时的转动比大。在一实施例中，获得内外轮转角的车轮转角算法是通过车辆转向系统和悬架系统的尺寸和传动比等数据在三维模型中进行运动仿真，得到方向盘转角和内外轮转角的对应关系曲线，对于一台设计完成的车辆，方向盘转角与车轮转角间的对应关系是固定的曲线，曲线可参考图5，图5中横坐标表示方向盘转角，纵坐标表示车轮转角，方向盘转角为0时，内外轮转角也为0，随着方向盘转角的变化，内外轮转角随之变化。通过查找曲线就可以获得在一定方向盘转角下的内外轮转角数据。将该关系用数学或者统计学工具拟合成一个函数，该函数可以近似的表达方向盘转角和内外轮转角。将该函数放到车辆的控制器软件程序中，则该控制器可以利用方向盘转角来计算输出内外轮转角。在另一实施例中，获得内外轮转角的车轮转角算法是通过实车测量，测量尽量多的若干个方向盘转角下的内外轮转角，形成一系列点，将这些点输出到车辆控制器中，控制器通过本身的软件用插值法计算出在具体方向盘转角下的内轮和外轮转角。

根据车辆前内外轮的转角计算行车轨迹线可以在不了解方向盘转动角度或者车轮位置的情况下直接判断车辆当前是否可通过前方路段，且根据当前方向盘的转角进行计算可以提升轨迹线的实时性和实用性。

进一步地，参照图6，图6为本发明车辆行车轨迹模拟方法第三实施例的流程示意图，基于上述图3所示的实施例，所述步骤S213，根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

步骤S220，通过预设的外侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽信息、所述车辆前轮距信息、所述车辆前悬信息以及所述车辆轴距信息进行计算，以得到车辆外侧轮廓行车轨迹线；

步骤S221，通过预设的内侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽信息、所述车辆前轮距信息以及所述车辆轴距信息进行计算，以得到车辆内侧轮廓行车轨迹线。

本实施例中，车辆参数信息包括车宽、车辆前轮距、车辆前悬以及车辆轴距，参考图8，图8中左右两侧虚线表示左侧边界和右侧边界，在图8中还包括车辆前进方向角θ、车辆轮廓、车宽W、内轮转角β、外轮转角α、左前轮中心线、右前轮中心线、前轮距L3、前悬L2、转弯通道宽度D以及轴距L1的参考示例。获取车辆外轮转角数据，通过外侧轮廓线轨迹线算法对车辆外轮转角数据、车宽、车辆前轮距、车辆前悬以及车辆轴距进行计算，将得到车辆外侧轮廓行车轨迹线，上述外侧轮廓线轨迹算法为：[L1/tanα+(W-L3)/2]^2+(L1+L2)^2-[L1/tanα-L3-(W-L3)/2]，其中，L1为车辆轴距，L2为车辆前悬，L3为车辆前轮距，α为车辆外轮转角，W为车宽。获取车辆外轮转角数据，通过内侧轮廓轨迹线算法对车辆外轮转角数据、车宽、车辆前轮距以及车辆轴距进行计算，将得到车辆内侧轮廓行车轨迹线，上述内侧轮廓轨迹线算法为：L1/tanα-L3-(W-L3)/2，其中，L1为车辆轴距，L3为车辆前轮距，α为车辆外轮转角，W为车宽。车辆外侧轮廓行车轨迹线和车辆内侧轮廓行车轨迹线组成待测车辆的行车轨迹线的一部分。

通过外侧轮廓线轨迹线算法和内侧轮廓轨迹线算法计算得到车辆外侧轮廓行车轨迹线和车辆内侧轮廓行车轨迹线可提升行车轨迹画面的可参考性，车辆轮廓画面可以帮助在行驶过程中根据车辆轮廓实时判断当前路况是否具备通行条件，提高行车智能性和安全性。

进一步地，参照图7，图7为本发明车辆行车轨迹模拟方法第四实施例的流程示意图，基于上述图3所示的实施例，所述步骤S213，根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算车辆的行车轨迹线的步骤包括：

步骤S222，计算所述车辆内轮转角数据的第一正切值，并计算所述车辆轴距与所述第一正切值的第一比例值，将所述第一比例值作为车辆前内侧车轮行车轨迹线；

步骤S223，计算所述车辆外轮转角数据的第二正切值，并计算所述车辆轴距与所述第二正切值的第二比例值，将所述第二比例值作为车辆前外侧车轮行车轨迹线。

本实施例中，车辆参数信息包括车宽信息、车辆前轮距信息、车辆前悬信息以及车辆轴距信息，参考图8。获取车辆内轮转角数据，根据车辆内轮转角数据计算所述车辆内轮转角数据的第一正切值，然后计算车辆轴距与该第一正切值的比值，将其作为车辆前内侧车轮行车轨迹线，算法为：L1/tanβ，其中，L1为车辆轴距，β为车辆内轮转角。获取车辆外轮转角数据，根据车辆外轮转角数据计算所述车辆外轮转角数据的第二正切值，然后计算车辆轴距与该第二正切值的比值，将其作为车辆前外侧车轮行车轨迹线，算法为：L1/tanα，其中，L1为车辆轴距，α为车辆外轮转角。前内侧车轮行车轨迹线和所述车辆前外侧车轮行车轨迹线组成待测车辆的行车轨迹线的一部分。

通过计算得到前内侧车轮行车轨迹线和前外侧车轮行车轨迹线可提升行车轨迹画面的可参考性，车轮轨迹画面可以帮助在行驶过程中根据路况实时判断车轮的情况，提高行车安全性。

进一步地，参照图9，图9为本发明车辆行车轨迹模拟方法第五实施例的流程示意图，基于上述图2所示的实施例，所述步骤S300，获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤包括：

步骤S310，控制所述待测车辆的行车记录仪获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，并根据所述方向盘转角数据截取所述车辆环境信息中的有效环境信息；

步骤S311，根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

本实施例中，车辆行车轨迹模拟系统通过行车记录仪的摄像角度获取车辆对应的车辆环境信息，行车记录仪的拍摄角度随着摄像头的角度可调整，例如，90度、100度、120度、140度、150度、170度等。在获取到车辆环境信息后，车辆行车轨迹模拟系统将根据方向盘转角截取车辆环境信息中的有效环境信息。车辆方向盘的转动使得车辆车轮正对方向与车辆车头方向不一定保持一致，根据方向盘的转角确定车轮正对方向，可以确定车辆前进的方向。车辆前进方向的定义为车辆纵向中心面与车头外表面橡胶的线的转动角度。默认行车记录仪的采集摄像头也安装在辆纵向中心面上，如不在纵向中心面对其画面进行标定，则最终目标是行车记录仪记录的画面为车辆的行驶方向而不是固定的车头正前方向。车辆前进方向角度的计算方式为tanθ＝(L1+L2)/(L1/tanα-L3/2)，其中θ为车辆前进方向角，α为外轮转角，L1为车辆轴距，L2为车辆前悬，L3为车辆前轮距，参考图8行车记录仪获取的环境信息是根据车辆车头方向获取到的一定角度范围内的环境信息，根据车辆前进的方向截取上述环境信息中的有效环境信息部分，根据有效环境信息和行车轨迹线集成行车轨迹画面。例如，行车记录仪的拍摄角度为170度，方向盘相对车头方向向左打死，此时车轮位置向左旋转，而车头方向正对前方，行车记录仪将获取到车头方向170度的范围的画面，根据方向盘的转角信号，截取上述170度的范围中靠左范围边界的90度的范围的画面为有效画面。根据该90度范围的画面和行车轨迹线集成行车轨迹画面。

根据截取有效画面与行车轨迹线集成行车轨迹画面，将准确的判断车辆即将行进方向上的路况信息，提高行车轨迹画面的实时性与有效性，且截取部分画面进行处理，可减少处理器的工作压力，加快处理速度。

进一步地，参照图10，图10为本发明车辆行车轨迹模拟方法第六实施例的流程示意图，基于上述图9所示的实施例，所述步骤S311，根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤包括：

步骤S320，根据所述有效环境信息判断车辆前进方向是否存在障碍物；

步骤S321，若存在障碍物，则根据所述障碍物确定障碍物图像信息；

步骤S322，根据所述障碍物图像信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

本实施例中，获取到有效环境信息后，车辆行车轨迹模拟系统将根据有效环境信息判断车辆即将行进的方向上是否存在障碍物，当识别到障碍物时，根据该障碍物生成障碍物图像，根据该障碍物图像和行车轨迹线集成行车轨迹画面。上述行车轨迹画面包括车辆两侧轨迹曲面、车辆上侧轨迹平面、车辆前轮轨迹线以及障碍物图像。人机交互显示参考图11，图11中包括车辆左侧边界、车辆右侧边界、车辆行驶方向、车辆高度边界、左前轮轨以及右前轮轨的参考示例。

行车轨迹画面中的两侧轨迹曲面和上侧轨迹平面立体呈现可以清晰的体现车辆两侧的范围，以及车辆的高度，其中，曲面的基线代表车辆前进的方向，曲面代表车辆两侧的范围，代表车辆最小转弯通道所需的宽度，若一侧曲面与障碍物图像有交叉时则说明按照当前行驶方向将有发生剐蹭的风险，若两侧曲线在同一前进位置都与障碍物图像有交叉，则说明前方为狭窄路段无法正常通过；上侧平面代表车辆高度，表示车辆正常通过所需的极限高度，该上平面与障碍物有交叉则表示前方路段可能为低矮路段无法正常通过，在城市道路高架桥的上跨段或者涵洞等高度不确定的路段，可通过上平面判断前方路段是否符合车辆正常通行条件。行车轨迹画面中的车辆前轮轨迹线为车辆的前内侧车轮行车轨迹线和前外侧车轮行车轨迹线，在车辆通过单边桥等需要关注单侧轮胎的复杂路况区域可为驾驶员提供参考。

车辆在行进过程中根据方向盘转动实时预测前方道路可通过情况，通过目标部件将行车轨迹画面输出给用户。其中，目标部件可以是行车记录仪、车辆中控屏等显示设备，如果车辆配置HUD(Head Up Display，平视显示器)，可将行车轨迹画面通过HUD投影到车辆前挡风玻璃上，同样跟随车辆转向行驶轨迹信息始终与车辆行驶方向的画面保持正对，通过人机工程进行投影位置标定可以获得更直观的视觉效果。

通过与障碍物图像集成的行车轨迹画面，可以直观的实时预测车辆按照当前转向角度行驶是否可以正常通过前方道路，提升车辆驾驶安全性，且通过轨迹画面的显示可以在不了解方向盘转动角度和车轮转向的情况下根据轨迹画面判断车辆在当前转向角是否可以直接通过当前路段，在复杂路况下提供驾驶辅助功能，提升车辆驾驶的智能性。

此外，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有车辆行车轨迹模拟程序。所述计算机可读存储介质可以是图1的终端中的存储器20，也可以是如ROM(Read-OnlyMemory，只读存储器)/RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟、光盘中的至少一种，所述计算机可读存储介质包括若干指令用以使得一台具有处理器的车辆执行本发明各个实施例所述的车辆行车轨迹模拟方法。

可以理解的是，在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第N实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取待测车辆的方向盘转角数据和车辆参数信息；

根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线；

获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面，其中，所述获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述车辆环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤，包括：控制所述待测车辆的行车记录仪获取所述待测车辆对应的车辆环境信息，根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算车辆前进方向角度，并根据所述车辆前进方向角度截取所述车辆环境信息中的有效环境信息，根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面，其中，所述行车轨迹画面包括车辆两侧轨迹曲面、车辆上侧轨迹平面、车辆前轮轨迹线以及障碍物图像。

2.根据权利要求1所述的车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，所述根据所述方向盘转角数据和所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆内轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆内轮转角数据；

根据所述方向盘转角数据和所述待测车辆的车辆外轮对应的转向系统角传动比进行计算，以得到车辆外轮转角数据；

根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线。

3.根据权利要求2所述的车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，所述车辆参数信息包括车宽、车辆前轮距、车辆前悬以及车辆轴距。

4.根据权利要求3所述的车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，所述行车轨迹线包括车辆外侧轮廓行车轨迹线和车辆内侧轮廓行车轨迹线；所述根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

通过预设的外侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距、所述车辆前悬以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆外侧轮廓行车轨迹线；

通过预设的内侧轮廓轨迹线算法对所述车辆外轮转角数据、所述车宽、所述车辆前轮距以及所述车辆轴距进行计算，以得到车辆内侧轮廓行车轨迹线。

5.根据权利要求3所述的车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，所述行车轨迹线包括辆前内侧车轮行车轨迹线和所述车辆前外侧车轮行车轨迹线；所述根据所述车辆内轮转角数据、所述车辆外轮转角数据以及所述车辆参数信息计算所述待测车辆的行车轨迹线的步骤包括：

计算所述车辆内轮转角数据的第一正切值，并计算所述车辆轴距与所述第一正切值的第一比例值，将所述第一比例值作为车辆前内侧车轮行车轨迹线；

计算所述车辆外轮转角数据的第二正切值，并计算所述车辆轴距与所述第二正切值的第二比例值，将所述第二比例值作为车辆前外侧车轮行车轨迹线。

6.根据权利要求1中所述的车辆行车轨迹模拟方法，其特征在于，所述根据所述有效环境信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面的步骤包括：

根据所述有效环境信息判断车辆前进方向是否存在障碍物；

若存在障碍物，则根据所述障碍物确定障碍物图像信息；

根据所述障碍物图像信息和所述行车轨迹线集成行车轨迹画面。

7.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆行车轨迹模拟程序，其中：所述车辆行车轨迹模拟程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的车辆行车轨迹模拟方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有车辆行车轨迹模拟程序，所述车辆行车轨迹模拟程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的车辆行车轨迹模拟方法的步骤。

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