一种航向角确定方法及装置、控制器、车辆与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，特别是涉及一种航向角确定方法及装置、控制器、车辆。


背景技术：

2.车辆的航向角是自动驾驶技术中最关键的参数之一。自动驾驶汽车在行驶过程中，需要确定当前的航向角，并根据航向角控制车辆的行驶方向。
3.目前，车辆航向角的确定基于高精gnss(global navigation satellite system，全球卫星导航系统)双天线的方案来完成，也就是通过双天线获取的定位数据确定双天线基线，并根据双天线基线与北向夹角来确定车辆的航向角。
4.但是，在半遮挡、全遮挡的环境下，高精gnss双天线所获取的定位数据的可靠性、稳定性、连续性和精度都会有退化，使用gnss双天线获取的定位数据很难确定出准确的航向角。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种航向角确定方法及装置、控制器、车辆，主要目的在于提高确定车辆航向角的准确性。
6.为了达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供了一种航向角确定方法，该方法包括：
8.在确定车辆符合停车条件时，获取所述车辆的第一航向角；
9.在确定所述车辆符合启动条件时，获取所述车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据；
10.基于所述至少两个定位数据，确定所述车辆的第二航向角；
11.根据所述第一航向角和所述第二航向角，确定所述车辆的目标航向角。
12.第二方面，本发明提供了一种航向角确定装置，该装置包括：
13.第一获取单元，用于在确定车辆符合停车条件时，获取所述车辆的第一航向角；
14.第二获取单元，用于在确定所述车辆符合启动条件时，获取所述车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据；
15.第一确定单元，用于基于所述至少两个定位数据，确定所述车辆的第二航向角；
16.第二确定单元，用于根据所述第一航向角和所述第二航向角，确定所述车辆的目标航向角。
17.第三方面，本发明提供了一种控制器，包括：
18.存储器，用于存储计算机程序；
19.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如第一方面所述航向角确定方法。
20.第四方面，本发明提供了一种车辆，包括：车辆主体；设置在所述车辆主体上的如第三方面所述的控制器。
21.第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行第一方面所述的航向角确定方法。
22.借由上述技术方案，本发明提供的航向角确定方法及装置、控制器、车辆，在确定车辆符合停车条件时，获取车辆的第一航向角。在确定车辆符合启动条件时，获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。然后基于所获取的至少两个定位数据确定车辆的第二航向角。最后根据第一航向角和第二航向角确定车辆的目标航向角。本发明提供的方案中车辆的目标航向角是基于第一航向角和第二航向角而确定的。第一航向角是车辆符合停车条件时所获取的，其是为车辆再次进入启动状态所预存的航向角。第二航向角是车辆符合启动条件时，根据天线设备接收的定位数据而得的航向角，其反映车辆启动时车辆的航向情况。可见，车辆的目标航向角实质上是融合了预存的航向角和基于天线所获定位数据确定的航向角而得，因此，即使车辆在半遮挡、全遮挡的环境下，天线设备所获取的定位数据的可靠性、稳定性、连续性和精度都会有退化，由于第一航向角的存在，也可为车辆确定出准确度较高的航向角。因此，本发明提供的方案能够提高确定车辆航向角的准确性。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
25.图1示出了本发明一个实施例提供的一种航向角确定方法的流程图；
26.图2示出了本发明一个实施例提供的一种航向角确定装置的结构示意图；
27.图3示出了本发明另一个实施例提供的一种航向角确定装置的结构示意图；
28.图4示出了本发明一个实施例提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将参照附图更加详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
30.目前，车辆航向角的确定基于高精gnss(global navigation satellite system，全球卫星导航系统)双天线的方案来完成，也就是通过双天线获取的定位数据确定双天线基线，并根据双天线基线与北向夹角来确定车辆的航向角。
31.但是，在半遮挡、全遮挡的环境下，高精gnss双天线所获取的定位数据的可靠性、稳定性、连续性和精度都会有退化，使用gnss双天线获取的定位数据很难确定出准确的航
向角。另外，由于双高精gnss天线的使用还会增加整车的成本。
32.因此，为了提高确定车辆航向角的准确性，本发明实施例提供了一种航向角确定方法及装置、控制器、车辆。本发明实施例提供的航向角确定方法及装置可以应用在诸如纯电动车辆、混合动力车辆、燃油动力车辆中。下面对本发明实施例提供的航向角确定方法及装置、控制器、车辆进行具体说明。
33.如图1所示，本发明实施例提供了一种航向角确定方法，该方法主要包括：
34.101、在确定车辆符合停车条件时，获取车辆的第一航向角。
35.车辆符合停车条件，即表示车辆已经进入到驻车状态，不再行驶。为了在车辆再次进行进入到启动状态时，可以快速和准确的确定出车辆的目标航向角，则在确定车辆符合停车条件时，获取车辆的第一航向角。第一航向角其是用于确定车辆的目标航向角的一个因素。
36.下面对确定车辆符合停车条件的方法进行具体说明，该方法至少包括如下两种：
37.第一种，确定车辆符合停车条件的具体过程包括：在检测到车辆整车下电时，确定车辆符合停车条件。
38.车辆整车下电，说明车辆已经驻车，动力设备已被关闭，因此在检测到车辆整车下电时，确定车辆符合停车条件。
39.第二种，确定车辆符合停车条件的具体过程包括：在检测到车辆的速度小于第一目标速度，且车辆的速度小于第一目标速度的持续时长大于目标时长时，确定车辆符合停车条件。
40.在车辆的速度小于第一目标速度，且车辆的速度小于第一目标速度的持续时长大于目标时长时，说明车辆大概率已经停车。示例性的，车辆的速度小于第一目标速度，且车辆的速度小于第一目标速度的持续时长大于目标时长的具体场景可以为：驾驶者将车辆开入停车位驻车，驾驶员整理车辆物品，并未及时关闭车辆的动力设备。
41.在实际应用中，第一目标速度可以基于业务需求确定，本实施例不做具体限定。示例性的，第一目标速度为0。目标时长也可以基于业务需求确定，本实施例不做具体限定。但是，需要说明的是，为了将车辆等红灯的场景相区分，则目标时长可以设定为大于车辆等红灯的经验时长。
42.第一航向角作为车辆再次进行进入到启动状态时，确定车辆的目标航向角所需的因素之一，其在车辆符合停车条件时被获取。在获取到第一航向角之后，为了便于在车辆再次进行进入到启动状态时能够及时使用第一航向角，则在获取车辆的第一航向角信息之后，存储第一航向信息至车辆中的目标存储区域。
43.在实际应用中，目标存储区域可以基于具体业务需求选用。示例性的，目标存储区域为车辆中的域控或车辆中的组合导航。
44.102、在确定车辆符合启动条件时，获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。
45.车辆符合启动条件，即表示车辆已经进入到启动状态，准备进入行驶状态。为了在车辆再次进行进入到行驶状态时，可以快速和准确的确定出车辆行驶所需的目标航向角，则在确定车辆符合启动条件时，获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据，以根据所获取的至少两个定位数据确定第二航向角。
46.下面对确定车辆符合启动条件的方法进行具体说明，该方法至少包括如下两种：
47.第一种，确定车辆符合启动条件的具体过程包括：在检测到车辆整车上电时，确定车辆符合启动条件。
48.车辆整车上电，说明车辆的动力设备已经启动，车辆可随时进入行驶状态，因此在检测到车辆整车上电时，确定车辆符合启动条件。
49.第二种，确定车辆符合启动条件的具体过程包括：在检测到车辆的速度达到第二目标速度时，确定车辆符合启动条件。
50.在车辆的速度达到第二目标速度时，说明车辆大概率已经行驶，因此在检测到车辆达到第二目标速度时，确定车辆符合启动条件。在实际应用中，第二目标速度可以基于业务需求确定，本实施例不做具体限定。示例性的，第二目标速度为车辆起步时所需的最小速度。
51.在确定车辆符合启动条件时，需要获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。可见，车辆中设置有至少两个天线设备，每一个天线设备均用于接收车辆的定位数据。在实际应用中，天线设备的类型可以基于业务需求确定，本实施例不做具体性限定。比如，所有的天线设备均为同类型的天线，比如，车辆中的天线设备选用不同类型的天线。
52.示例性的，为了提高定位的精确性，则至少两个天线设备中的各天线设备均为高精天线。这里所述的高精天线可以为全球卫星导航系统(global navigation satellite system，gnss)天线。
53.示例性的，为了降低整车成本，车辆中设置了两个天线设备，其中，一个天线设备为gnss天线，另一个天线设备为车载组合导航。
54.进一步的，为了降低确定航向角的算力消耗，在确定车辆符合启动条件之后，需要检测是否接收到导航指令。在检测到导航指令时，说明车辆的用户存在导航需求，此时获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。在未检测到导航指令时，说明车辆的用户不存在导航需求，因此为了减少不必要的算力消耗，此时不用获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。
55.103、基于所述至少两个定位数据，确定车辆的第二航向角。
56.第二航向角为车辆符合启动条件时，车辆所具有的航行角，其为车辆当前状态的航向角。第二航向角基于所获取的定位数据而确定。
57.下面对基于至少两个定位数据确定车辆的第二航向角的方法进行说明，该方法至少包括如下两种：
58.第一种，基于所述至少两个定位数据，确定车辆的第二航向角包括：利用航向角确定模型对所述至少两个定位数据进行航向角确定，得到第二航向角。
59.航向角确定模型是基于大量定位数据训练而得的，用于基于定位数据确定航向角的模型。航向角确定模型其以定位数据为输入，对输入的定位数据进行识别，识别结果为航向角，并以航向角作为输出。这里所述的航向角确定模型的具体类型本实施例中不做具体限定。示例性的，航向角确定模型为神经网络模型。
60.第二种，在天线设备为两个时，基于所述至少两个定位数据，确定车辆的第二航向角包括：基于两个天线设备对应接收的两个定位数据，确定两个天线设备的基线，将基线与
北向夹角确定为车辆的第二航向角。
61.104、根据第一航向角和第二航向角，确定车辆的目标航向角。
62.第一航向角为在车辆符合停车条件时，所获取的车辆的航行向角，其是为确定车辆的目标航向角所预存的航向角。第二航向角为根据车辆符合启动条件时所获取的车辆至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据而确定的航向角，其体现在启动状态下，车辆所具有的航向情况。为了提高确定车辆目标航向角的准确性，需要根据第一航向角和第二航向角，确定车辆的目标航向角。
63.根据第一航向角和第二航向角，确定车辆的目标航向角的具体过程包括如下步骤104a至步骤104c：
64.104a、为第一航向角分配第一置信度以及为第二航向角分配第二置信度。
65.第一航向角是车辆符合停车条件时所获取的，其是为车辆再次进入启动状态所预存的航向角。第二航向角是车辆符合启动条件时，根据天线设备接收的定位数据而得的航向角，其反映车辆启动时车辆的航向情况。目标航向角是融合第一航向角和第二航向角而得。因此即使车辆处于非开阔区域，第二航向角无法确定或第二航向角确定的误差较大，通过第一航向角也可快速且准确的确定出目标航向角。
66.目标航向角是融合第一航向角和第二航向角而得。融合第一航向角和第二航向角的基础是：为第一航向角分配第一置信度以及为第二航向角分配第二置信度。
67.为第一航向角分配第一置信度以及为第二航向角分配第二置信度的具体过程包括如下步骤一至步骤三：
68.步骤一，确定所述至少两个天线设备对应接收至少两个定位数据时的信号强度。
69.第二置信度表示第二航向角的准确程度。第二航向角的准确程度受限于天线设备接收定位数据时的信号强度。信号强度能够反映出天线设备被遮挡的情况。信号强度越强，接收的定位数据越准确，基于定位数据所确定的第二航向角越能准确反映出车辆的真实航向，第二航向角的准确程度越高。信号强度越弱，接收定位数据的准确度越低，基于定位数据所确定的第二航向角反映车辆的真实航向的程度越小，第二航向角的准确程度越低。因此，在为第二航向角分配第二置信度时，首先需要确定至少两个天线设备对应接收至少两个定位数据时的信号强度。
70.步骤二，为第二航向角分配对应于信号强度的第二置信度。
71.在确定信号强度后，查询目标表格，其中，目标表格中记录有多个信号强度与多个置信度之间的对应关系。将目标表格中对应于所确定的信号强度的置信度作为第二置信度分配给第二航向角。
72.步骤三，基于第二置信度为第一航向角分配第一置信度，其中，第一置信度和第二置信度的加和为1。
73.第一置信度表示第一航向角的准确程度。第二置信度表示第二航向角的准确程度。目标置信度是融合第一置信度和第二置信度而得，因此，第一置信度和第二置信度的加和为1。在第二置信度确定之后，将1与第二置信度的差值确定为第一置信度，并将第一置信度分配给第一航向角。
74.104b、确定第一航向角和第一置信度的乘积以及确定第二航向角和第二置信度的乘积。
75.第一航向角和第一置信度的乘积表示第一航向角在确定目标航向角所占的比重。第二航向角和第二置信度的乘积表示第二航向角在确定目标航向角所占的比重。
76.104c、将所确定的两个乘积的加和确定为车辆的目标航向角。
77.车辆的目标航向角是用于控制车辆行驶方向所需的航向角，其直接影响这车辆的行驶情况和安全情况。本实施例中将所确定的两个乘积的加和确定为车辆的目标航向角。由于在确定车辆的目标航向角时，充分考虑了第一航向角和第二航向角，实现了第一航向角和第二航向角的融合估计及相互校验，因此提高了目标航向角的鲁棒性和准确性。
78.本发明实施例提供的航向角确定方法，在确定车辆符合停车条件时，获取车辆的第一航向角。在确定车辆符合启动条件时，获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。然后基于所获取的至少两个定位数据确定车辆的第二航向角。最后根据第一航向角和第二航向角确定车辆的目标航向角。本发明实施例提供的方案中车辆的目标航向角是基于第一航向角和第二航向角而确定的。第一航向角是车辆符合停车条件时所获取的，其是为车辆再次进入启动状态所预存的航向角。第二航向角是车辆符合启动条件时，根据天线设备接收的定位数据而得的航向角，其反映车辆启动时车辆的航向情况。可见，车辆的目标航向角实质上是融合了预存的航向角和基于天线所获定位数据确定的航向角而得，因此，即使车辆在半遮挡、全遮挡的环境下，天线设备所获取的定位数据的可靠性、稳定性、连续性和精度都会有退化，由于第一航向角的存在，也可为车辆确定出准确度较高的航向角。因此，本发明实施例提供的方案能够提高确定车辆航向角的准确性。
79.进一步的，依据上述方法实施例，本发明的另一个实施例还提供了一种航向角确定装置，如图2所示，所述装置包括：
80.第一获取单元21，用于在确定车辆符合停车条件时，获取所述车辆的第一航向角；
81.第二获取单元22，用于在确定所述车辆符合启动条件时，获取所述车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据；
82.第一确定单元23，用于基于所述至少两个定位数据，确定所述车辆的第二航向角；
83.第二确定单元24，用于根据所述第一航向角和所述第二航向角，确定所述车辆的目标航向角。
84.本发明实施例提供的航向角确定装置，在确定车辆符合停车条件时，获取车辆的第一航向角。在确定车辆符合启动条件时，获取车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。然后基于所获取的至少两个定位数据确定车辆的第二航向角。最后根据第一航向角和第二航向角确定车辆的目标航向角。本发明实施例提供的方案中车辆的目标航向角是基于第一航向角和第二航向角而确定的。第一航向角是车辆符合停车条件时所获取的，其是为车辆再次进入启动状态所预存的航向角。第二航向角是车辆符合启动条件时，根据天线设备接收的定位数据而得的航向角，其反映车辆启动时车辆的航向情况。可见，车辆的目标航向角实质上是融合了预存的航向角和基于天线所获定位数据确定的航向角而得，因此，即使车辆在半遮挡、全遮挡的环境下，天线设备所获取的定位数据的可靠性、稳定性、连续性和精度都会有退化，由于第一航向角的存在，也可为车辆确定出准确度较高的航向角。因此，本发明实施例提供的方案能够提高确定车辆航向角的准确性。
85.可选的，如图3所示，所述第二确定单元24包括：
86.分配模块241，用于为所述第一航向角分配第一置信度以及为所述第二航向角分
配第二置信度；
87.第一确定模块242，用于确定所述第一航向角和所述第一置信度的乘积以及确定所述第二航向角和所述第二置信度的乘积；
88.第二确定模块243，用于将所确定的两个乘积的加和确定为所述车辆的目标航向角。
89.可选的，如图3所示，分配模块241，具体用于确定所述至少两个天线设备对应接收至少两个定位数据时的信号强度；为所述第二航向角分配对应于所述信号强度的第二置信度；基于所述第二置信度为所述第一航向角分配第一置信度，其中，所述第一置信度和所述第二置信度的加和为1。
90.可选的，如图3所示，第一确定单元23，具体用于利用航向角确定模型对所述至少两个定位数据进行航向角确定，得到所述第二航向角。
91.可选的，如图3所示，第一获取单元21包括：
92.第三确定模块211，用于在检测到所述车辆整车下电时，确定所述车辆符合停车条件；或，在检测到所述车辆的速度小于第一目标速度，且所述车辆的速度小于所述第一目标速度的持续时长大于目标时长时，确定所述车辆符合停车条件。
93.可选的，如图3所示，第二获取单元22包括：
94.第四确定模块221，用于在检测到所述车辆整车上电时，确定所述车辆符合启动条件；或，在检测到所述车辆的速度达到第二目标速度时，确定所述车辆符合启动条件。
95.可选的，如图3所示，所述装置还包括：
96.存储单元25，用于在第一获取单元21获取所述车辆的第一航向角信息之后，存储所述第一航向信息至所述车辆中的目标存储区域。
97.可选的，如图3所示，所述装置还包括：
98.检测单元26，用于在第二获取单元22确定车辆符合启动条件之后，检测是否接收到导航指令；在检测到导航指令时，触发第二获取单元22获取所述车辆的至少两个天线设备对应接收的至少两个定位数据。
99.本发明实施例提供的航向角确定装置中，各个功能模块运行过程中所采用的方法详解可以参见上述方法实施例的对应方法详解，在此不再赘述。
100.进一步的，依据上述实施例，本发明的另一个实施例还提供了一种控制器，包括：存储器，用于存储计算机程序；
101.处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述航向角确定方法。
102.进一步的，依据上述实施例，本发明的另一个实施例还提供了一种车辆，如图4所示，车辆包括：车辆主体31；设置在车辆主体31上的如上述的控制器32。
103.进一步的，依据上述实施例，本发明的另一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述的航向角确定方法。
104.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
105.可以理解的是，上述方法及装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
106.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
107.在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
108.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
109.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
110.本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的深度神经网络模型的运行方法、装置及框架中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
111.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。