车辆防护方法、装置、车辆及可存储介质与流程

1.本技术涉及物流应用技术领域，具体涉及一种车辆防护方法、装置、车辆及可存储介质。


背景技术：

2.随着不断地发展，车辆种类越来越丰富，对于不同种类的车辆，能够安全高效行驶都是最重要的属性之一，而执行避障工作则是安全高效行驶过程中的重要组成部分。但在现有的车辆中，大多通过2d激光进行障碍物检测，从而确定障碍物位置来进行避障，这种方式无法检测到不同平面的障碍物，安全性较低。


技术实现要素：

3.本技术实施例公开了一种车辆防护方法、装置、车辆及可存储介质，能够提高车辆的避障水平，从而在车辆行驶过程中对车辆实行有效的防护，提高了安全性。
4.本技术实施例第一方面公开了一种车辆防护方法，应用于车辆，所述车辆设置有3d激光雷达，所述方法包括：
5.确定所述车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据所述车辆信息和行驶信息确定行驶区域；
6.根据所述行驶信息以及所述行驶区域确定告警区域；
7.根据所述行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶；其中，所述障碍物簇包括若干障碍物点，所述若干障碍物点从若干雷达点中确定，所述若干雷达点通过所述3d激光雷达检测得到。
8.本技术实施例第二方面公开了一种车辆防护装置，所述装置包括：
9.信息确定模块，用于确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据所述车辆信息和行驶信息确定行驶区域；
10.区域确定模块，用于根据所述行驶信息以及所述行驶区域确定告警区域；
11.等级确定模块，用于根据所述行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶；其中，所述障碍物簇包括若干障碍物点，所述若干障碍物点从若干雷达点中确定，所述若干雷达点通过所述3d激光雷达检测得到。
12.本技术实施例第三方面公开了一种车辆，所包括存储器及处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现本技术实施例公开的任意一种车辆防护方法。
13.本技术实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本技术实施例公开的一种车辆防护方法。
14.与相关技术相比，本技术实施例具有以下有益效果：
15.车辆根据车辆信息以及行驶信息确定车辆的行驶区域，接着根据行驶信息和行驶
区域确定告警区域，车辆根据行驶区域、告警区域以及3d雷达检测到的若干雷达点确定的障碍物簇，从预设的多个车辆限速等级中确定目标车辆限速等级，使得车辆在目标车辆限速等级规定的车速范围内进行行驶。考虑了检测到的障碍物，令车辆采用较安全的速度进行行驶以实现有效的避障，并且能够在车辆行驶过程中对车辆实行有效的防护，提高了车辆行驶的安全性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
17.图1为一个实施例公开的车辆防护方法的应用场景图；
18.图2为一个实施例公开的一种车辆防护方法的流程示意图；
19.图3为一个实施例公开的另一种车辆防护方法的流程示意图；
20.图4为一个实施例公开的车辆的行驶区域的示意图；
21.图5为一个实施例公开的一种区域示意图；
22.图6为一个实施例公开的另一种区域示意图；
23.图7为一个实施例公开的又一种车辆防护方法的流程示意图；
24.图8为一个实施例公开的安装有3d激光雷达的车辆示意图；
25.图9为一个实施例公开的一种车辆防护装置的结构示意图；
26.图10为一个实施例公开的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.需要说明的是，本技术实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.本技术实施例公开了一种车辆防护方法、装置、车辆及可存储介质，能够提高车辆的避障水平，从而在车辆行驶过程中对车辆实行有效的防护，提高了安全性。本技术实施例是一种操作方便的车辆3d防护方法，尤其适用于牵引车，是一种高效安全、可靠简洁的防护方法。以下分别进行详细说明。
30.请参阅图1，图1为一个实施例公开的车辆防护方法的应用场景图。如图1所示，可包括车辆10和若干障碍物。车辆可以为自动搬运车辆、牵引车或者其他可行驶车辆。车辆10中至少可包括中央处理器和感知设备，感知设备可以为3d激光雷达。车辆10确定车辆10自身的车辆信息如车辆尺寸和其他部件的参数，以及行驶信息，并根据车辆信息和行驶信息
确定行驶区域。车辆10根据行驶信息以及行驶区域确定告警区域，接着车辆10根据行驶区域、告警区域和障碍物簇，从预设的若干个车辆限速等级中确定一个目标车辆限速等级，以使车辆在按照目标车辆限速等级规定的速度范围进行行驶；其中，车辆可以通过3d激光雷达检测得到若干雷达点，并从若干雷达点中确定若干障碍物点，进而确定包括若干障碍物点的障碍物簇。
31.请参阅图2，图2为一个实施例公开的一种车辆防护方法的流程示意图，该方法可应用于如图1所示的应用场景中的车辆10，车辆10包括3d激光雷达。如图2所示，该方法可包括以下步骤：
32.210、确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据车辆信息和行驶信息确定行驶区域。
33.在本技术实施例中，车辆可以预先获得车辆的车辆信息，以及通过感知设备实时检测自身的行驶信息，接着车辆根据得到的车辆信息以及行驶信息实时确定车辆的行驶区域。其中，车辆信息可以包括车辆的车辆长度、车辆宽度、车辆高度、车轴长度、轮距、前悬、后悬、最小离地间隙、接近角以及最高车速等；行驶信息可以包括车辆速度、车辆转弯的角度、车辆加速度以及车辆角速度等。车辆根据得到的车辆信息以及行驶信息确定出车辆的行驶区域，具体可以根据车辆长宽高等车辆信息以及车辆速度、加速度、转弯角度和角速度等行驶信息，确定出行驶区域。其中，车辆按照当前行驶信息且无障碍物簇的情况下可以正常行驶的区域，即行驶区域。
34.220、根据行驶信息以及行驶区域确定告警区域。
35.在本技术实施例中，车辆在确定行驶区域后，可以根据行驶区域以及行驶信息，确定告警区域。其中，车辆按照当前行驶信息且无障碍物簇的情况下，车辆开到该区域会对行驶过程产生危险的区域，即告警区域。车辆具体可以根据车辆行驶信息如车辆当前行驶的速度、转弯情况以及行驶区域，来确定出告警区域，例如，车辆当前正在高速直行，且行驶区域为一段直路，那么需要车辆高速转弯才能到达的区域即为告警区域，因为这样会危及车辆的行驶过程。
36.230、根据行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶；其中，障碍物簇包括若干障碍物点，若干障碍物点从若干雷达点中确定，若干雷达点通过3d激光雷达检测得到。
37.在本技术实施例中，车辆可以通过设置的3d激光雷达实时进行检测，得到若干雷达点，根据障碍物特性对若干雷达点进行分类，确定出其中的若干障碍物点，并根据若干障碍物点之间是否聚集，将若干障碍物点划分为不同的障碍物簇。
38.可以预先设置若干车辆限速等级，每个车辆限速等级可以唯一对应一个车辆速度范围或者说区间。车辆根据确定的行驶区域、告警区域以及障碍物簇，从若干车辆限速等级中确定一个目标车辆限速等级，接着车辆根据目标车辆限速等级对应的车辆速度范围，对车辆速度进行调整，使得车辆行驶的速度满足该目标车辆限速等级对应的车辆速度范围。
39.采用上述实施例，车辆考虑到了检测到的障碍物，并结合根据车辆信息实时的行驶信息确定的行驶区域和告警区域，通过设置行驶区域和告警区域，令车辆的行驶速度处于一个较安全的速度范围进行行驶，使得车辆避免与障碍物发生碰撞以及进行危险驾驶，并且使得车辆更好地应对突然闯入的障碍物，实现了在车辆行驶过程中对车辆实行有效的
防护，提高了车辆行驶的安全性。
40.在一些实施例中，车辆防护方法，还可以包括以下步骤：
41.根据3d激光雷达的设置高度确定高度阈值；
42.根据高度阈值将若干雷达点划分为障碍物点和地面点；
43.对障碍物点进行聚类，确定若干障碍物簇。
44.在本技术实施例中，车辆在通过3d激光雷达检测到若干雷达点之后，可以根据3d激光雷达在车辆上的设置高度，设置一个高度阈值h。车辆根据每个雷达点的高度对若干雷达点进行划分，具体可以生成相应的一个坐标系，该坐标系以3d激光雷达所在位置作为原点，车辆将高度小于-h的雷达点确定为障碍物点如路面上的坑，将高度大于或者等于-h的确定为地面点。车辆可以通过dbscan聚类等聚类方式对确定的障碍物点进行聚类，确定出若干个障碍物簇，每个障碍物簇包括若干障碍物点。
45.采用上述实施例，能够根据3d激光雷达的设置高度来对检测到的雷达点进行划分，确定出障碍物簇，提高了确定的障碍物簇的准确性，从而提高后续依照障碍物簇确定目标车辆限速等级的准确性。
46.在一些实施例中，对障碍物点进行聚类，确定若干障碍物簇，可以包括以下步骤：
47.对障碍物点进行聚类，确定若干障碍物簇以及每个障碍物簇的长宽高；
48.根据每个障碍物簇的长宽高，从若干障碍物簇中确定若干目标障碍物簇。
49.在本技术实施例中，车辆可以通过dbscan聚类等聚类方式对确定的障碍物点进行聚类，确定出若干个障碍物簇，并且针对每个障碍物簇，车辆可以确定障碍物簇中最高的障碍物点、最低的障碍物点、最前的障碍物点、最后的障碍物点、最左的障碍物点以及最右的障碍物点的三维坐标，从而确定出障碍物簇的长宽高。接着车辆根据每个障碍物簇的长宽高以及预设的阈值，判断每个障碍物簇是否为无效簇，例如，预设的阈值为60mm，如果一个障碍物簇的长宽高均小于60mm，那么将这个障碍物簇确定为无效簇。车辆过滤掉障碍物簇中的无效簇，剩下的障碍物簇则为目标障碍物簇。
50.采用上述实施例，车辆能够对障碍物簇进行过滤，进一步提高了确定的障碍物簇的准确性。
51.在一个实施例中，请参阅图3，图3为一个实施例公开的另一种车辆防护方法的流程示意图。该方法可应用于如图1所示的应用场景中的车辆10，车辆10包括3d激光雷达。如图3所示，该方法可包括以下步骤：
52.310、确定车辆的车辆信息以及行驶信息，车辆信息包括车辆长度、车辆宽度以及车轴长度；行驶信息包括车辆速度以及转弯角度。
53.在本技术实施例中，车辆信息为车辆长度、车辆宽度以及车轴长度，而需要实时检测的行驶信息则为车辆速度和车辆的转弯角度。其中，车辆直行时转弯角度可以视为0度。
54.320、根据车辆长度、车辆宽度、车轴长度、车辆速度以及转弯角度，确定行驶区域。
55.在本技术实施例中，车辆根据车辆长度、车辆宽度和车轴长度这三个车辆的固定参数，以及车辆速度和转弯角度这两个实时检测的车辆行驶参数，确定出车辆按照当前车辆速度和转弯角度，在该车轴长度且无障碍物簇的情况下可以正常行驶的区域，也就是行驶区域。
56.在一些实施例中，上述步骤320中根据车辆长度、车辆宽度、车轴长度、车辆速度以
及转弯角度，确定行驶区域的过程，可以包括以下步骤：
57.根据车轴长度和转弯角度确定车辆转弯轴半径；
58.根据车辆宽度、车轴长度以及车辆转弯轴半径确定车辆行驶路径的内半径和外半径，并根据内半径和外半径确定行驶区域。
59.在本技术实施例中，请参阅图4，图4为一个实施例公开的车辆的行驶区域的示意图。如图4所示，车辆根据车轴长度和检测到的转弯角度可以确定车辆转弯轴半径，接着车辆可以根据车辆宽度、车轴长度以及车辆转弯轴半径确定车辆行驶路径的内半径和外半径，也就是说，车辆转弯时最内侧的点与车辆转弯轴半径的圆心之间的距离，即为内半径，车辆转弯时最外侧的点与车辆转弯轴半径的圆心之间的距离，即为外半径。内半径所组成的圆和外半径所组成的圆这两个同心圆之间的区域即为车辆的行驶区域。其中，如果车辆直行，车辆转弯轴半径为0，那么车辆的行驶区域则为无限长的矩形区域。
60.采用上述实施例，能够准确地确定出一个车辆能够行驶且不会过于大的行驶区域，避免了范围过大导致的不必要的避障操作，提高了防护的有效性。
61.在一些实施例中，车辆转弯轴半径的计算公式如式(1)所示：
62.r＝ltan(a)式(1)
63.其中，车辆的车轴长度为l，得到的舵角转弯角度为a，计算得到的车辆转弯轴半径为r。
64.行驶区域的内半径r
min
和外半径r
max
的计算公式如式(2)-式(5)所示：
65.当r大于车辆宽度w时，内半径r
min
和外半径r
max
分别为：
[0066][0067][0068]
当r小于车辆宽度w时，内半径r
min
和外半径r
max
分别为：
[0069][0070]rmin
＝0式(5)
[0071]
其中，式(4)与式(2)相同。车辆的行驶区域就是计算得到的内半径r
min
和外半径r
max
，r
min
和r
max
之间的区域就是车辆的行驶区域。当车辆直线行驶时计算的外半径趋近于无限大，原地转弯时外半径差不多等于车轴长度l，内半径等于0。如图4所示，内半径所组成的圆与外半径所组成圆构成图4中的两个同心圆，图4中这两个同心圆圈之间的区域为车辆的行驶区域。
[0072]
采用上述实施例，进一步提高了确定的行驶区域的准确性。
[0073]
330、根据转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域确定告警区域。
[0074]
在本技术实施例中，车辆根据转弯角度、车辆宽度和车轴长度以及行驶区域，确定告警区域。其中，车辆具体可以根据转弯角度、车辆宽度、车轴长度和行驶区域，确定车辆按照当前车辆速度和转弯角度，在该车轴长度且无障碍物簇的情况下，车辆开到该区域会对行驶过程产生危险的区域，即告警区域。
[0075]
采用上述实施例，车辆能够根据转弯角度、车辆宽度和车轴长度这些车辆行驶状态，以及行驶区域这个车辆行驶路径，确定出车辆贸然调整驶入会产生告警的区域，进一步提高了车辆防护的有效性；另外，通过自动计算车辆行驶路径的方式，提高了车辆使用的便利性。
[0076]
在一些实施例中，上述步骤330中根据转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域确定告警区域的过程，可以包括以下步骤：
[0077]
当转弯角度小于角度阈值的情况下，根据第一偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域；
[0078]
当转弯角度大于或者等于角度阈值的情况下，根据第二偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域。
[0079]
在本技术实施例中，车辆根据转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及车辆的行驶区域来确定告警区域的方式，具体可以根据车辆转弯角度的大小分为两种情况。
[0080]
在第一种情况下，当转弯角度小于角度阈值的情况下，根据第一偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域，具体可以为：
[0081]
当车辆转弯角度小于5度时，将偏心率小于1的双曲线确定为告警区域，具体确定方式如式(6)所示：
[0082][0083]
双曲线焦距c的计算方式如式(7)所示：
[0084][0085]
其中，(x，y)为式(6)所示双曲线上的任意一点的坐标，w表示车辆宽度，q表示双曲线告警系数，q越大告警区域越大，反之越小，双曲线的焦点可以根据参数w和参数q确定。根据双曲线焦距c得到的双曲线如图5所示，图5为一个实施例公开的一种区域示意图，虚线表示告警区域，实线表示行驶区域。如图5和式(6)所示，双曲线的焦点位于以车辆为原点的地面坐标系的y轴，这是由于车辆沿着以车辆为原点的地面坐标系的x轴进行行驶。而以车辆为原点的地面坐标系的x轴可以根据车辆行驶的方向进行旋转变换，以使确定的双曲线的焦点始终位于以车辆为原点的地面坐标系的y轴。
[0086]
在第二种情况下，当转弯角度大于或者等于角度阈值的情况下，根据第二偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域，具体可以为：
[0087]
当转弯角度大于或者等于5度时，将偏心率等于1的抛物线确定为告警区域。在车辆进行左转的情况下，告警区域具体确定方式如式(8)所示：
[0088][0089]
在车辆进行右转的情况下，告警区域具体确定方式如式(9)所示：
[0090][0091]
其中，(x，y)为式(8)或式(9)所示抛物线上的任意一点的坐标，k表示外半径形成
的圆与车轮正前端之间的距离，而k越大防护的区域越大。得到的抛物线如图6所示，图6为一个实施例公开的另一种区域示意图，虚线表示告警区域，实线表示行驶区域。如图6、式(8)和式(9)所示，抛物线的焦点位于以车辆为原点的地面坐标系的y轴，这是由于车辆沿着以车辆为原点的地面坐标系的x轴进行行驶。而以车辆为原点的地面坐标系的x轴可以根据车辆行驶的方向进行旋转变换，以使确定的抛物线的焦点始终位于以车辆为原点的地面坐标系的y轴。
[0092]
采用上述实施例，能够更加准确地确定告警区域，从而进一步提高后续目标车辆限速等级的准确性和防护的有效性。
[0093]
340、根据行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使车辆根据目标车辆限速等级进行行驶；其中，障碍物簇包括若干障碍物点，若干障碍物点从若干雷达点中确定，若干雷达点通过3d激光雷达检测到。
[0094]
在一个实施例中，请参阅图7，图7为一个实施例公开的又一种车辆防护方法的流程示意图。该方法可应用于如图1所示的应用场景中的车辆10，车辆10包括3d激光雷达，如图7所示，该方法可包括以下步骤：
[0095]
710、确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据车辆信息和行驶信息确定行驶区域。
[0096]
720、根据行驶信息以及行驶区域确定告警区域。
[0097]
730、确定障碍物簇中每个障碍物点分别与车辆之间的距离，并从所有距离中确定最短距离。
[0098]
740、根据最短距离以及车辆加速度，确定阈值速度，其中，车辆加速度根据车辆实际减速度确定，车辆实际减速度根据车辆出厂参数确定。
[0099]
750、根据阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级，以使车辆根据目标车辆限速等级进行行驶。其中，障碍物簇包括若干障碍物点，若干障碍物点从若干雷达点中确定，若干雷达点通过3d激光雷达检测到。
[0100]
在本技术实施例中，车辆可以根据3d激光雷达检测的若干雷达点，使用聚类方法等方式计算出所有障碍物簇，其中，车辆前进时只需判断后轮轴心之前的障碍物簇，车辆后退时只需判断车轴心之后的障碍物簇。
[0101]
针对每个障碍物簇，车辆可以根据障碍物簇中每个障碍物点分别与车辆对应的一个点，如车辆正中央的点、车辆最前方的点或者车辆最后方的点之间的距离，车辆从这多个距离中确定出最短的距离，该距离可以视为所在障碍物簇与车辆之间的距离。车辆根据每个障碍物簇与车辆之间的距离中，确定出若干障碍物簇中与车辆最接近的障碍物簇，也就是若干个障碍物簇与车辆之间的距离中的最小值。车辆根据该最接近的障碍物簇与车辆之间的距离以及车辆加速度确定出车辆的阈值速度。其中，由于车辆判断到障碍物簇的位置后，一般会先进行刹车操作，也就是车辆进行减速，因此，车辆加速度可以根据车辆实际减速度确定，而车辆实际减速度根据车辆出厂参数确定。
[0102]
车辆可以预先设置每个车辆限速等级所唯一对应的一个速度区间。车辆可以根据得到的阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级。车辆在确定目标车辆限速等级后，可以将目标
车辆限速等级对应的一个速度信息发送给车辆，使得车辆接收速度信息后减速到相应的速度。
[0103]
采用上述实施例，结合最接近的障碍物簇与车辆之间的距离以及车辆所能达到的加速度来确定车辆的一个阈值速度，根据这个阈值速度来确定目标车辆限速等级，能够进一步提高所确定的目标车辆限速等级的准确性，从而实现有效的避障操作；另外，通过自适应的理论加速度能够适配车辆空载和满载时车辆减速性能的变化。
[0104]
在一些实施例中，车辆限速等级包括安全限速等级和告警限速等级。
[0105]
上述步骤750中根据阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级的过程，可以包括以下步骤：
[0106]
当障碍物簇只位于行驶区域内的情况下，根据阈值速度以及每个安全限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级确定为目标车辆限速等级；
[0107]
当障碍物簇只位于告警区域内的情况下，根据阈值速度以及每个告警限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级确定为目标车辆限速等级；
[0108]
当障碍物簇既位于行驶区域内，也位于告警区域内的情况下，根据阈值速度、每个安全限速等级对应的速度区间以及每个告警限速等级对应的速度区间，确定目标安全限速等级和目标告警限速等级，并将目标安全限速等级和目标告警限速等级中的较低等级确定为目标车辆限速等级，其中，目标安全限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级，目标告警限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级。
[0109]
在本技术实施例中，每个车辆限速等级可以包括一个安全限速等级和一个告警限速等级。其中，安全限速等级为障碍物簇的全部或者部分位于行驶区域的情况下，车辆所需要触发的限速等级；告警限速等级为障碍物簇的全部或者部分位于告警区域的情况下，车辆所需要触发的限速等级。车辆可以根据障碍物簇所在的位置，也就是判断障碍物簇是否位于行驶区域，和/或，是否位于告警区域，来确定车辆所需要触发的限速等级。
[0110]
车辆可以根据每个障碍物簇与车辆之间的最短距离，确定出最接近车辆的障碍物簇，并根据该障碍物簇与车辆之间的最短距离以及车辆加速度来确定出车辆的一个阈值速度。车辆最接近车辆的障碍物簇所在的位置，确定目标车辆限速等级的方式具体包括以下三种：
[0111]
当障碍物簇只位于行驶区域内的情况下，车辆根据确定的阈值速度以及预设的每个安全限速等级对应的速度区间，确定阈值速度所在的目标安全限速等级，目标安全限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级，车辆将该目标安全限速等级确定为目标车辆限速等级。
[0112]
当障碍物簇只位于告警区域内的情况下，车辆根据确定的阈值速度以及预设的每个告警限速等级对应的速度区间，确定阈值速度所在的目标告警限速等级，目标告警限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级，车辆将该目标告警限速等级确定为目标车辆限速等级。
[0113]
当障碍物簇既位于行驶区域内，也位于告警区域内的情况下，车辆根据确定的阈
值速度、预设的每个安全限速等级对应的速度区间以及每个告警限速等级对应的速度区间，确定目标安全限速等级和目标告警限速等级。车辆在设置车辆限速等级时，可以按照对应的速度区间从小到大的顺序，对车辆限速等级按照从低到高进行设置，也就是说，车辆限速等级越低，车辆限速等级对应的速度区间的速度也就越小。因此，车辆可以将目标安全限速等级和目标告警限速等级中的较低等级确定为目标车辆限速等级。
[0114]
举例来说，可以根据车辆减速性能确定车辆最大减速度maxa，具体可以由车辆出厂参数定义。设置车辆避障的理论减速度为a
th
，通常车辆可以根据理论减速度a
th
确定车辆实际减速度a
t
。
[0115]
接着根据式(10)得到加速度a；
[0116]
a＝a
th
*(a
t
/maxa)式(10)
[0117]
再根据牛顿第二定律计算的车辆阈值速度max
speed
或者max
speedw
，具体计算公式如式(11)和式(12)所示：
[0118][0119][0120]
其中，distance表示最接近车辆的障碍物簇与车辆之间的最短距离。max
speed
为最接近的障碍物簇位于行驶区域时，对应的车辆阈值速度；max
speedw
为最接近的障碍物簇位于告警区域时，对应的车辆阈值速度。
[0121]
表1
[0122][0123]
如表1所示，max
speed
为最接近的障碍物簇位于行驶区域时，对应的车辆阈值速度；max
speedw
为最接近的障碍物簇位于告警区域时，对应的车辆阈值速度；根据车辆减速性能确定的车辆最大减速度为maxa；设置车辆避障的理论减速度为a
th
；车辆可以根据理论减速度a
th
确定车辆实际减速度a
t
；β表示场景复杂系数(对于复杂场景β接近于1，场景越简单β越接近于0。根据表1所示的关系，可确定出不同安全限速等级所对应的速度区间，以及不同告警
限速等级所对应的速度区间，接着根据所在的安全限速等级或告警限速等级，确定出对应的速度等级，并按照表1中速度等级对应的速度值，对车辆进行控制。
[0124]
采用上述实施例，通过场景复杂系数如障碍物与不同区域之间的位置关系，可在安全和效率之间找到最佳平衡点，提高车辆防护过程的合理性。
[0125]
在一些实施例中，3d激光雷达在车辆上的向下倾斜度与3d激光雷达的水平视场角相等；方法还包括：
[0126]
对3d激光雷达进行标定，以确定3d激光雷达的俯仰角；
[0127]
通过3d激光雷达检测到若干雷达点，并且根据俯仰角将若干雷达点按照俯仰方向进行旋转调整，得到若干调整后的雷达点；
[0128]
根据3d激光雷达的高度设置高度阈值，并将若干调整后的雷达点中高度小于高度阈值的雷达点，确定为障碍物点。
[0129]
在本技术实施例中，车辆可以在上述步骤210或者步骤310的确定车辆的车辆信息以及行驶信息之前，也可以在其他使用障碍物簇的步骤之前，对3d激光雷达进行安装设置，具体可以将3d激光雷达安装在车辆如牵引车的中间位置，且3d激光雷达的安装角度稍微向下倾斜，使得3d激光雷达向下倾斜的角度基本和3d激光雷达的水平视场角基本相等，使得3d激光雷达能够检测到车辆前方地面上的所有对象。请参阅图8，图8为一个实施例公开的安装有3d激光雷达的车辆示意图。
[0130]
在本技术实施例中，车辆可以对安装好的3d激光雷达进行标定，从而确定3d激光雷达的俯仰角，具体可以在标定过程中将车辆处于开阔平坦路面，并且通过3d激光雷达采集路平面的雷达点，根据路平面的雷达点计算路平面方程，进而计算得到路平面方程的法向量。车辆可以根据法向量求出xy平面的角度，其中，xy平面的角度为激光坐标系的x轴(也就是以3d激光雷达为坐标原点的坐标系)与路面水平面的夹角，该角度即为3d激光雷达的俯仰角。
[0131]
举例来说，车辆可以截取路平面点云，通过ransac算法等方式，计算出路平面的方程ax+by+cz+d＝0中的各个系数，接着根据计算得到的各个系数计算出路平面的法向量n＝(dx，dy，dz)＝(a，b，c)。接着车辆可以根据xy平面法向量n1＝(0，0，1)以及路平面的法向量n＝(dx，dy，dz)＝(a，b，c)，根据式(13)进行计算，
[0132]
cos《n，n1》＝|n*n1|/|n||n1|式(13)
[0133]
最后车辆根据反三角函数sec求得3d激光雷达的俯仰角。
[0134]
在确定3d激光雷达的俯仰角之后，车辆可以将3d激光雷达采集到的所有雷达点进行旋转，使得雷达点可以转换至路平面与xy平面相互平行的坐标系上。其中，雷达点旋转调整的方向是俯仰方向，也就是绕y轴旋转。此外，车辆还可以将旋转后的雷达点再进行平移操作，使得雷达点能够全部平移至车辆的前方，其中，雷达点的平移距离等于雷达安装位置到车辆最前方的距离。
[0135]
在本技术实施例中，车辆在通过3d激光雷达检测到若干雷达点，并且对雷达点进行旋转和/或平移调整后，可以根据3d激光雷达在车辆上的设置高度，设置一个高度阈值h。车辆根据每个雷达点的高度对若干雷达点进行划分，具体可以生成相应的一个坐标系，该坐标系以3d激光雷达所在位置作为原点，车辆将高度小于-h的雷达点确定为障碍物点如路面上的坑，将高度大于或者等于-h的确定为地面点。车辆可以通过dbscan聚类等聚类方式
对确定的障碍物点进行聚类，确定出若干个障碍物簇，每个障碍物簇包括若干障碍物点。
[0136]
采用上述实施例，能够提高3d激光雷达所得到的雷达点的准确性，进而进一步提高所确定的障碍物簇的准确性。
[0137]
请参阅图9，图9为一个实施例公开的一种车辆防护装置的结构示意图，该车辆防护装置可应用于如图1所示的应用场景中的车辆10，车辆10包括3d激光雷达。如图9所示，该车辆防护装置900可包括：信息确定模块910、区域确定模块920以及等级确定模块930。
[0138]
信息确定模块910，用于确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据车辆信息和行驶信息确定行驶区域；
[0139]
区域确定模块920，用于根据行驶信息以及行驶区域确定告警区域；
[0140]
等级确定模块930，用于根据行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使车辆根据目标车辆限速等级进行行驶；其中，障碍物簇包括若干障碍物点，若干障碍物点从若干雷达点中确定，若干雷达点通过3d激光雷达检测得到。
[0141]
在一些实施例中，车辆信息包括车辆长度、车辆宽度以及车轴长度；行驶信息包括车辆速度以及转弯角度。
[0142]
信息确定模块910，还用于：
[0143]
根据车辆长度、车辆宽度、车轴长度、车辆速度以及转弯角度，确定行驶区域；
[0144]
区域确定模块920，还用于：
[0145]
根据转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域确定告警区域。
[0146]
在一些实施例中，信息确定模块910，还用于：
[0147]
根据车轴长度和转弯角度确定车辆转弯轴半径；
[0148]
根据车辆宽度、车轴长度以及车辆转弯轴半径确定车辆行驶路径的内半径和外半径，并根据内半径和外半径确定行驶区域。
[0149]
在一些实施例中，区域确定模块920，还用于：
[0150]
当转弯角度小于角度阈值的情况下，根据第一偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域；
[0151]
当转弯角度大于或者等于角度阈值的情况下，根据第二偏心率、车辆宽度、车轴长度以及行驶区域，确定告警区域。
[0152]
在一些实施例中，等级确定模块930，还用于：
[0153]
确定障碍物簇中每个障碍物点分别与车辆之间的距离，并从所有距离中确定最短距离；
[0154]
根据最短距离以及车辆加速度，确定阈值速度，其中，车辆加速度根据车辆实际减速度确定，车辆实际减速度根据车辆出厂参数确定；
[0155]
根据阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级，以使车辆根据目标车辆限速等级进行行驶。
[0156]
在一些实施例中，车辆限速等级包括安全限速等级和告警限速等级。
[0157]
等级确定模块930，还用于：
[0158]
当障碍物簇只位于行驶区域内的情况下，根据阈值速度以及每个安全限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级确定为目标车辆限速等
级；
[0159]
当障碍物簇只位于告警区域内的情况下，根据阈值速度以及每个告警限速等级对应的速度区间，将阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级确定为目标车辆限速等级；
[0160]
当障碍物簇既位于行驶区域内，也位于告警区域内的情况下，根据阈值速度、每个安全限速等级对应的速度区间以及每个告警限速等级对应的速度区间，确定目标安全限速等级和目标告警限速等级，并将目标安全限速等级和目标告警限速等级中的较低等级确定为目标车辆限速等级，其中，目标安全限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级，目标告警限速等级为阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级。
[0161]
在一些实施例中，3d激光雷达在车辆上的向下倾斜度与3d激光雷达的水平视场角相等。
[0162]
图9所示的车辆防护装置还包括：
[0163]
雷达检测模块940，用于对3d激光雷达进行标定，以确定3d激光雷达的俯仰角；
[0164]
通过3d激光雷达检测得到若干雷达点，并且根据俯仰角将若干雷达点按照俯仰方向进行旋转调整，得到若干调整后的雷达点；
[0165]
根据3d激光雷达的高度设置高度阈值，并将若干调整后的雷达点中高度小于高度阈值的雷达点，确定为障碍物点。
[0166]
在一些实施例中，雷达检测模块940，还用于：
[0167]
根据3d激光雷达的设置高度确定高度阈值；
[0168]
根据高度阈值将若干雷达点划分为障碍物点和地面点；
[0169]
对障碍物点进行聚类，确定若干障碍物簇。
[0170]
在一些实施例中，雷达检测模块940，还用于：
[0171]
对障碍物点进行聚类，确定若干障碍物簇以及每个障碍物簇的长宽高；
[0172]
根据每个障碍物簇的长宽高，从若干障碍物簇中确定若干目标障碍物簇。
[0173]
请参阅图10，图10为一个实施例公开的一种车辆的结构示意图。如图10所示，该车辆1000可以包括：
[0174]
存储有可执行程序代码的存储器1010。
[0175]
与存储器1010耦合的处理器1020。
[0176]
其中，处理器1020调用存储器1010中存储的可执行程序代码，执行本技术实施例公开的任意一种车辆防护方法。
[0177]
需要说明的是，图10所示的车辆还可以包括电源、输入按键、摄像头、扬声器、屏幕、rf电路、wi-fi模块、蓝牙模块等未显示的组件，本实施例不作赘述。
[0178]
本技术实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行本技术实施例公开的任意一种车辆防护方法。
[0179]
本技术实施例公开一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行本技术实施例公开的任意一种车辆防护方法。
[0180]
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
[0181]
在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
[0182]
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0183]
另外，在本技术各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0184]
上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，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一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本技术的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。
[0185]
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
[0186]
以上对本技术实施例公开的车辆防护方法、装置、车辆及可存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，根据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种车辆防护方法，其特征在于，应用于车辆，所述车辆设置有3d激光雷达，所述方法包括：确定所述车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据所述车辆信息和行驶信息确定行驶区域；根据所述行驶信息以及所述行驶区域确定告警区域；根据所述行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶；其中，所述障碍物簇包括若干障碍物点，所述若干障碍物点从若干雷达点中确定，所述若干雷达点通过所述3d激光雷达检测得到。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆信息包括车辆长度、车辆宽度以及车轴长度；所述行驶信息包括车辆速度以及转弯角度；所述根据所述车辆信息和行驶信息确定行驶区域，包括：根据所述车辆长度、车辆宽度、车轴长度、车辆速度以及转弯角度，确定行驶区域；所述根据所述行驶信息以及所述行驶区域确定告警区域，包括：根据所述转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及所述行驶区域确定告警区域。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆长度、车辆宽度、车轴长度、车辆速度以及转弯角度，确定行驶区域，包括：根据所述车轴长度和转弯角度确定车辆转弯轴半径；根据所述车辆宽度、车轴长度以及车辆转弯轴半径确定车辆行驶路径的内半径和外半径，并根据所述内半径和外半径确定行驶区域。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述转弯角度、车辆宽度、车轴长度以及所述行驶区域确定告警区域，包括：当所述转弯角度小于角度阈值的情况下，根据第一偏心率、车辆宽度、车轴长度以及所述行驶区域，确定告警区域；当所述转弯角度大于或者等于所述角度阈值的情况下，根据第二偏心率、车辆宽度、车轴长度以及所述行驶区域，确定告警区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶，包括：确定所述障碍物簇中每个障碍物点分别与所述车辆之间的距离，并从所有距离中确定最短距离；根据所述最短距离以及车辆加速度，确定阈值速度，其中，所述车辆加速度根据车辆实际减速度确定，所述车辆实际减速度根据车辆出厂参数确定；根据所述阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将所述阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述车辆限速等级包括安全限速等级和告警限速等级；所述根据所述阈值速度以及每个车辆限速等级对应的速度区间，将所述阈值速度所在的速度区间对应的车辆限速等级确定为目标车辆限速等级，包括：当所述障碍物簇只位于所述行驶区域内的情况下，根据所述阈值速度以及每个所述安全限速等级对应的速度区间，将所述阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级确定为
目标车辆限速等级；当所述障碍物簇只位于所述告警区域内的情况下，根据所述阈值速度以及每个所述告警限速等级对应的速度区间，将所述阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级确定为目标车辆限速等级；当所述障碍物簇既位于所述行驶区域内，也位于所述告警区域内的情况下，根据所述阈值速度、每个安全限速等级对应的速度区间以及每个告警限速等级对应的速度区间，确定目标安全限速等级和目标告警限速等级，并将目标安全限速等级和目标告警限速等级中的较低等级确定为目标车辆限速等级，其中，所述目标安全限速等级为所述阈值速度所在的速度区间对应的安全限速等级，所述目标告警限速等级为所述阈值速度所在的速度区间对应的告警限速等级。7.根据权利要求1～6任一所述的方法，其特征在于，所述3d激光雷达在所述车辆上的向下倾斜度与所述3d激光雷达的水平视场角相等；所述方法还包括：对所述3d激光雷达进行标定，以确定所述3d激光雷达的俯仰角；通过所述3d激光雷达检测到若干雷达点，并且根据所述俯仰角将所述若干雷达点按照俯仰方向进行旋转调整，得到若干调整后的雷达点；根据所述3d激光雷达的高度设置高度阈值，并将所述若干调整后的雷达点中高度小于所述高度阈值的雷达点，确定为障碍物点。8.一种车辆防护装置，其特征在于，所述装置包括：信息确定模块，用于确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据所述车辆信息和行驶信息确定行驶区域；区域确定模块，用于根据所述行驶信息以及所述行驶区域确定告警区域；等级确定模块，用于根据所述行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使所述车辆根据所述目标车辆限速等级进行行驶；其中，所述障碍物簇包括若干障碍物点，所述若干障碍物点从若干雷达点中确定，所述若干雷达点通过所述3d激光雷达检测得到。9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器实现如权利要求1至7任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本申请实施例公开一种车辆防护方法、装置、车辆及存储介质，该方法应用于车辆，车辆设置有3D激光雷达，该方法包括：确定车辆的车辆信息以及行驶信息，并根据车辆信息和行驶信息确定行驶区域；根据行驶信息以及行驶区域确定告警区域；根据行驶区域、告警区域和障碍物簇，确定目标车辆限速等级，以使车辆根据目标车辆限速等级进行行驶；其中，障碍物簇包括若干障碍物点，若干障碍物点从若干雷达点中确定，若干雷达点通过3D激光雷达检测到。实施本申请实施例，能够在车辆行驶过程中对车辆实行有效的防护，提高了车辆行驶的安全性。提高了车辆行驶的安全性。提高了车辆行驶的安全性。


技术研发人员：杨秉川 方牧 鲁豫杰 李陆洋 李朝 方晓曼
受保护的技术使用者：未来机器人（深圳）有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/12