[發明專利]一種基于時間自動機的跟車行為生成方法

有效

• 申請號: 201710158942.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN107045639B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 郭亞鋒;王峻;張怡歡;王亮
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

1.一種基于時間自動機的跟車行為生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，從交通數據集中提取原始跟車數據，包括后車速度、后車加速度、后車與前車的相對距離和相對速度，將后車速度、后車與前車的相對距離和相對速度作為跟車模型的輸入參數，使用k-means聚類算法將輸入參數符號化；

S2，利用時間自動機學習算法對跟車模型進行訓練，得到跟車模型自動機，跟車模型的輸出值為后車加速度；

S3，將跟車模型自動機的隱藏狀態作為跟車的子狀態，對子狀態聚類，用于表示跟車子行為；

S4，分別對各跟車子行為建立Helly跟車模型，并利用跟車子行為的原始跟車數據，采用差分進化算法對各模型進行參數標定，根據實際的輸入參數得到對應子行為下的后車加速度，從而獲得跟車軌跡；

所述的步驟S2中，所述的時間自動機含有四個元素A,ε,T,H，其中ε為事件集，T為時間約束集，H為狀態到時間約束的映射集，A為四維元組，A＝Q,Σ,Δ,q₀，其中Q為有限個狀態的合集，∑為有限個符號的合集，Δ為有限個狀態轉移的合集，q₀為初始狀態；

所述的步驟S3中，使用層次聚類法對子狀態聚類，使用的距離計算公式為Jaro-distance，具體如下：

其中，JS為字符串相似度，字符串越相似，JS越接近1，L表示字符串長度，腳標i和j表示要計算距離的兩個字符串的序號，N_match表示兩個字符串匹配的字符個數，N_T表示錯位的字符個數的一半，取1-JS作為字符距離相似度進行層次聚類，字符串越相似，1-JS越接近0。

2.根據權利要求1所述的一種基于時間自動機的跟車行為生成方法，其特征在于，所述的跟車子行為包括自由行駛、接近前車、穩定跟車和緊急制動。

3.根據權利要求1所述的一種基于時間自動機的跟車行為生成方法，其特征在于，所述的Helly跟車模型具體如下：

a(t)＝C₁·Δv(t-τ)+C₂·(Δx(t-τ)-D(t))

D(t)＝α+β·v(t-τ)+γ·a(t-τ)

其中，a(t)為加速度，Δx為后車與前車的距離，t為時間，v為后車速度，Δv為后車與前車的相對速度，D(t)為期望跟車時距，C₁、C₂、α、β、γ和τ是需要標定的參數，C₁和C₂用于調節相對車速和相對距離，α、β和γ用于計算期望跟車時距，τ表示駕駛員反應延遲。