1.本发明涉及雨刷控制领域，尤其涉及一种基于电子地平线的雨刷控制方法、终端设备及存储介质。


背景技术：

2.汽车雨刷用于扫除挡风玻璃前方雨水保证驾驶员视野。近年来，出现雨量传感器可感知挡风玻璃上的雨量，从而实现可自动控制雨刷开启和关闭，及开启时可根据雨量自动调节控制雨刷的速度快慢的智能雨刷系统。
3.但是自动的雨刷也存在雨量感应不灵敏，速度可能达不到视野需求的情况，特别是行车过程中周围环境变化较大，在驾驶员对视野要求较高的场合，需要雨刷临时加快速度以减少雨水对视野的遮挡，传统仅基于雨量传感器控制的雨刷系统，达不到与车辆环境结合以优化控制的目的。
4.如公开号为cn106515724a的发明专利中，通过摄像头、传感器或网络获取目标隧道内环境参数信息(包括气象数据和路面状况数据)，生成对应行车控制指令来控制速度控制指令、灯光控制指令、车道控制指令、空调控制指令、雨刷控制指令中的至少一种，实现在目标隧道中进行安全行车目的。但是，摄像头或传感器，只能获得车辆前方短距离、视野内的环境信息，无法及时获得完全在视野外的道路环境参数信息；而对于路面状况数据，只包括路况数据、以及目标隧道内的平均车流速度，或者距离所述车辆的前方车辆的行驶速度、以及两车辆间的行驶间距等等与驾驶环境相关的环境参数信息。
5.显然的，上述技术方案仅能适用于车辆在隧道内的安全驾驶。而对于车辆在隧道外的道路上，其安全驾驶措施并不能适用。例如，隧道内的道路通常坡度较为平缓且道路较为笔直，且不会有十字路这类的复杂道路环境。同时，该技术方案中采用摄像头或传感器也不能及时快速准确地识别出如隧道外道路经常具有的急转弯、急上坡急下坡交界点等危险位置的道路环境，往往当摄像头或传感器识别之时，车辆大都已经处于甚至已经通过了该危险位置点，失去了提前优化控制的意义。


技术实现要素：

6.为了解决上述问题，本发明提出了一种能够适用于各种道路环境的雨刷控制方法来提高驾驶安全，尤其能够适用于较为复杂和较为危险位置的道路环境中。因此，本发明提出一种基于电子地平线的雨刷控制方法、终端设备及存储介质。
7.具体方案如下：
8.一种基于电子地平线的雨刷控制方法，包括以下步骤：
9.s1：实时接收前方道路的电子地平线数据和雨量传感器采集的雨量信息；
10.s2：根据接收的电子地平线数据判断前方路况是否为高清视野需求路况，如果是，控制雨刷以当前雨量的第二控制速度运动；否则，根据接收到的雨量信息控制雨刷以当前雨量的第一控制速度运动，其中，第二控制速度大于第一控制速度。
11.进一步的，所述高清视野需求路况包括上下坡交界路况，其根据前方道路电子地平线数据中的坡度值来进行判断。
12.进一步的，上下坡交界路况对应的判断方法包括以下步骤：
13.s211：设定车辆的安全观察视距；
14.s212：根据电子地平线数据中各采集点的坡度值，计算车辆的安全观察视距内每个采集点与车辆当前位置的视野倾斜角；
15.s213：判断是否存在靠近车辆当前位置的采集点的坡度值小于远离车辆当前位置的采集点的坡度值，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况，否则，则判定不是高清视野需求路况。
16.进一步的，步骤s212中视野倾斜角为采集点所在位置的水平倾斜角与车辆当前位置的坡度倾斜角的差值。
17.进一步的，每个采集点所在位置的水平倾斜角的计算方法为：
18.根据采集点的坡度值，计算包含待计算采集点在内的待计算采集点与车辆之间的所有采集点中每两个相邻采集点之间的竖直距离和水平距离；
19.将计算的所有竖直距离和水平距离分别进行累加，得到待计算采集点与车辆之间竖直距离和水平距离；
20.将待计算采集点与车辆之间竖直距离与水平距离的比值进行反正切运算，得到待计算采集点的水平倾斜角。
21.进一步的，车辆当前位置的坡度倾斜角根据车辆当前位置的坡度值计算得到。
22.进一步的，车辆的安全观察视距的计算方法为：根据车辆的当前车速和司机的反应时间的乘积计算车辆的安全观察视距。
23.进一步的，所述高清视野需求路况包括急转弯路况，其根据前方道路电子地平线数据中的曲率值和偏移值来进行判断。
24.进一步的，急转弯路况对应的判断方法包括以下步骤：
25.s221：设定车辆的安全观察视距；
26.s222：根据电子地平线数据中各采集点的曲率值和偏移值，判断车辆的安全观察视距内是否存在连续的两个以上的曲率值大于曲率阈值的采集点，如果存在，进入s223；否则，则判定不是高清视野需求路况；
27.s223：判断所有曲率值大于曲率阈值的采集点中距离车辆最远的点的偏移值与距离车辆最近的点的偏移值的差值是否大于距离阈值，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况；否则，则判定不是高清视野需求路况。
28.进一步的，所述高清视野需求路况包括危险环境标志对应的路况，其根据前方道路电子地平线数据中的环境标志来进行判断。
29.进一步的，危险环境标志对应的路况的判断方法为：根据电子地平线数据中各采集点的环境标志，判断车辆的安全观察视距内是否存在危险环境标志，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况；否则，则判定不是高清视野需求路况。
30.一种基于电子地平线的雨刷控制终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
31.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
32.本发明采用如上技术方案，解决了传统雨刷控制技术的不足，将电子地平线系统应用于雨刷控制，为雨刷控制提供视野外的道路信息，使得能够根据路况信息调整雨刷速度，避免危险路况下视野的遮挡，提升了司机的安全性。
附图说明
33.图1所示为本发明实施例一的流程图。
34.图2所示为该实施例中上下坡交界路况的示意图。
35.图3所示为该实施例中上下坡交界路况的另一示意图。
36.图4所示为该实施例中急转弯路况的示意图。
37.图5所示为该实施例中t字路口的示意图。
具体实施方式
38.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
39.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
40.实施例一：
41.本发明实施例提供了一种基于电子地平线的雨刷控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
42.s1：实时接收前方道路的电子地平线数据和雨量传感器采集的雨量信息。
43.电子地平线数据，是指依靠地图数据和卫星定位信号处理所得的电子数据。因此，电子地平线数据能够为车辆提供前方道路准确信息，在经过一定的技术手段处理(下文详述)后，就使得车辆具有预测前方相当长的距离内的道路状况的能力。
44.电子地平线有静态与动态两类，静态电子地平线提供车辆前方道路坡度、曲率、隧道这类长时间内不变的静态信息。动态电子地平线在静态基础上还可提供车辆前方交通拥堵、红绿灯情况、事故点等动态信息。
45.电子地平线是由地图数据、通信网络、定位系统、地图信息前向搜索引擎组成，其特点是根据gps/北斗卫星定位系统解析出车辆的定位经纬度位置，及车辆的前进方向信息，在电子地平线地图上进行车辆前方地理信息的搜索，将前方地理信息通过can总线或以太网总线传递给车辆的控制器。
46.该实施例中，所述电子地平线数据中应至少包括道路中各采集点的坡度值、曲率值、环境标志、偏移值等基本信息。
47.所述雨量传感器为常用的检测雨量大小的传感器，是属于本领域的公知技术。
48.s2：根据接收的电子地平线数据判断前方路况是否为高清视野需求路况，如果是，控制雨刷以当前雨量的第二控制速度运动；否则，根据接收到的雨量信息控制雨刷以当前雨量的第一控制速度运动。
49.当前方路况不是高清视野需求路况时，仅仅需要雨量的大小来控制雨刷的速度为
当前雨量的第一控制速度。
50.在每个相同雨量大小等级下，根据视野路况的不同均分别具有第一控制速度和第二控制速度，其中，第二控制速度大于第一控制速度，以实现在高视野要求的路况下，能以第二控制速度实现更快的刷去车辆前挡风玻璃上的雨水，确保驾驶员视野清晰。
51.不同雨量大小等级的第一控制速度一般为不相等，雨量越大时，该雨量对应的第一控制速度越大。
52.每个雨量大小等级均对应有第一控制速度和第二控制速度的大小，本领域技术人员可以根据经验值和实验数据进行设定，在此不做限制。
53.该实施例中，基于电子地平线数据进行高清视野需求路况的判定包括以下三种情况，下面具体介绍每种情况的判定方法。
54.(1)上下坡交界路况
55.判定方法包括以下步骤：
56.s211：根据当前车速和预设的反应时间计算车辆的安全观察视距。
57.如车速为v，司机的反应时间为t，则车辆的安全观察视距为d＝v*t。
58.反应时间本领域技术人员可以根据经验值或实验值进行设定，在此不做限定，该实施例中设定t为5秒。
59.s212：根据电子地平线数据中各采集点的坡度值，计算车辆的安全观察视距内每个采集点与车辆当前位置的视野倾斜角。
60.每个采集点的视野倾斜角为采集点所在位置的水平倾斜角与车辆当前位置的坡度倾斜角的差值。
61.水平倾斜角为采集点所在位置和车辆当前位置之间的连线与水平面的夹角。每个采集点所在位置的水平倾斜角的计算方法为：根据采集点的坡度值，计算包含待计算采集点在内的待计算采集点与车辆之间的所有采集点中每两个相邻采集点之间的竖直距离和水平距离；将计算的所有竖直距离和水平距离分别进行累加，得到待计算采集点与车辆之间竖直距离和水平距离；将待计算采集点与车辆之间竖直距离与水平距离的比值进行反正切运算，得到待计算采集点的水平倾斜角。
62.下面介绍具体的计算公式。
63.如图2和图3所示，将采集点按照远离车辆的方向从下到大排序，假设车辆从坡度值为s1的采集点处移动至坡度值为s2的采集点处，则该段路程的道路坡度值为s1。则有：
[0064][0065][0066]
其中，θ表示坡度值为s1的采集点与坡度值为s2的采集点的连线与水平面的夹角，h表示坡度值为s2的采集点与坡度值为s1的采集点之间在竖直方向上的距离，即竖直距离，w表示坡度值为s2的采集点与坡度值为s1的采集点之间在水平方向上的距离，即水平距离，t表示坡度值为s2的采集点与坡度值为s1的采集点之间的距离。
[0067]
根据式(1)和式(2)可得：
[0068][0069]
根据式(3)可得：
[0070][0071]
根据式(4)可得：
[0072][0073]
其中sign(s1)表示：当s1≥0时，sign(s1)＝1，表示上坡；反之，sign(s1)＝-1，表示下坡。
[0074]
根据式(2)可得w与t的关系为：
[0075][0076]
将式(5)式代入式(6)可得：
[0077][0078]
至此，得到了h和w的计算公式。
[0079]
根据上述原理，继续求解s0到s1、s2到s3、s3到s4、
……
、s
i-1
到si的h和w的值
[0080]
因此计算第i个采集点的水平倾斜角θi的计算公式为：
[0081][0082]
其中，k∈[0,i]表示采集点的序号，sk表示第k个采集点的坡度值。
[0083]
根据车辆当前位置的坡度值，计算车辆当前位置的坡度倾斜角。
[0084]
假设车辆当前位置的坡度值为sc，则车辆当前位置的坡度倾斜角的计算公式为θc：
[0085]
θc＝arcsin scꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0086]
根据车辆当前位置的坡度倾斜角θc和第i个采集点处的水平倾斜角θi，计算第i个采集点相对于车辆的视野倾斜角θ'i。
[0087]
θ'i＝θ
i-θcꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0088]
s213：判断是否存在靠近车辆当前位置的采集点的坡度值小于远离车辆当前位置的采集点的坡度值，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况，否则，则判定不是高清视野需求路况。
[0089]
靠近车辆当前位置的坡度值小于远离车辆当前位置的坡度值的具体情况为：θ'i《θ'j，且i》j的情况，i和j分别表示采集点的序号，该序号从靠近车辆到远离车辆逐渐增大。
[0090]
(2)急转弯路况
[0091]
判定方法包括以下步骤：
[0092]
s221：根据当前车速和预设的反应时间计算车辆的安全观察视距。
[0093]
s222：根据电子地平线数据中各采集点的曲率值和偏移值，判断车辆的安全观察
视距内是否存在连续的两个以上的曲率值大于曲率阈值的采集点，如果存在，进入s223；否则，则判定不是高清视野需求路况。
[0094]
s223：判断所有曲率值大于曲率阈值的采集点中距离车辆最远的点的偏移值与距离车辆最近的点的偏移值的差值是否大于距离阈值，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况；否则，则判定不是高清视野需求路况。
[0095]
如图3所示，距离车辆最远的点的偏移值为pf，距离车辆最近的点的偏移值为pn，两者偏移值得差值为l。
[0096]
(3)危险环境标志对应的路况
[0097]
根据电子地平线数据中各采集点的环境标志，判断安全观察视距内是否存在危险环境标志，如果是，则判定前方路况为高清视野需求路况；否则，则判定不是高清视野需求路况。
[0098]
如图4所示，图中的t字路口为危险环境标志，除此之外，还可以包括事故高发点、人行道处等等，具体的危险环境标志本领域技术人员可以根据需求进行设定，通过设定危险环境标志表，通过将接收到的环境标志与表中的各危险环境标志进行一一比对，如存在一致标志，则表示该标志为危险环境标志。
[0099]
上述三种情况为本实施例提出的三种高清视野需求路况，在其他实施例中，本领域技术人员也可以增加其他的高清视野需求路况判定方法，在此不做限制。
[0100]
本发明实施例一解决了传统雨刷控制技术的不足，突破性地将电子地平线处理后用于高清视野需求路况判定，根据判定结果，应用于雨刷控制，使得车辆能够根据路况信息调整雨刷速度，避免危险路况下视野的遮挡，可以广泛地适用于城市道路、乡村道路、隧道、山路等各种道路环境，大大提升了司机的安全性。
[0101]
实施例二：
[0102]
本发明还提供一种基于电子地平线的雨刷控制终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
[0103]
进一步地，作为一个可执行方案，所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备可以是车载电脑、云端服务器等计算设备。所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述基于电子地平线的雨刷控制终端设备的组成结构仅仅是基于电子地平线的雨刷控制终端设备的示例，并不构成对基于电子地平线的雨刷控制终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
[0104]
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于电子地平线的雨刷控制终端设备的各个部分。
[0105]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0106]
作为本发明一个优选实施例中，所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备是车辆的行车电脑。
[0107]
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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
[0108]
所述基于电子地平线的雨刷控制终端设备集成的模块/单元如果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读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)以及软件分发介质等。
[0109]
作为本发明一个优选实施例中，所述计算机可读存储介质是车辆的行车电脑中的存储器。
[0110]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。