[發明專利]一種考慮前車換道匯入過程的跟馳加速度及跟馳行為建模方法

有效

• 申請號: 201710606734.8
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107507408B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 趙敏;孫棣華;鄭林江;王玄金
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明公開了一種考慮前車換道匯入過程的跟馳行為建模方法，包括S1提取車輛換道匯入目標車道過程中該換道車輛、目標車道后車、目標車道后車前方車輛的交通數據；S2判斷換道匯入車輛換道刺激類型；S3基于遺傳算法的建模基本參數標定；S4駕駛員激進系數識別；S5輸出下一時刻目標車道后車的跟馳速度。本發明在經典跟馳行為模型FVDM模型基礎上，考慮相鄰車道前車換道匯入時對目標車道后車形成的三種不同程度的換道刺激，引入考慮駕駛員競爭系數與換道車輛橫向位移結合的競爭水平函數，以合理反映前車換道行為對后車跟馳行為的影響，有效提高跟馳行為建模方法的適應性。

技術領域

本發明屬于智能交通領域，尤其涉及適用于雙車道自動駕駛系統中的車輛縱向跟馳行為決策模型，進一步涉及一種考慮前車換道匯入過程的跟馳加速度及跟馳行為建模方法。

背景技術

車輛的跟馳行為主要描述單車道上超車受限條件下，因前車運動狀態的變化而引起的后車反應，是駕駛員最為基本的駕駛行為之一。跟馳行為模型是揭示宏觀交通流形成機理的理論基礎，其在交通仿真、交通管控、交通安全評價、交通設計與規劃等領域有著廣泛的應用，對交通組織與擁堵治理具有重要的現實意義。

跟馳行為建模方法的不斷完善，為把握真實交通流的運行機理提供了堅實的理論基礎。從跟馳行為建模方法的切入點來看，多是以前車或多個前車的縱向運動狀態信息為依據，建立融合多種信息的跟馳行為模型。然而，真實交通流中，相鄰車道前車為了獲取目標車道更大的行駛空間，或者出于路徑規劃需要，換道匯入目標車道的行為時有發生，且該換道過程持續一定的時間。在相鄰車道前車換道匯入目標車道的過程中，目標車道后車應該如何調整其跟馳狀態，現有的跟馳行為建模方法尚不能合理描述。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種考慮前車換道匯入過程的跟馳加速度及跟馳行為建模方法，合理反映前車換道匯入行為對后車跟馳行為的影響。

本發明的目的之一是通過以下技術方案來實現的，一種考慮前車換道匯入過程來確定后車的跟馳加速度方法，包括：

步驟S1、當前車道l上編號為n的車輛獲取相鄰車道前車的轉向信息，確定相鄰車道前車的換道開始時間t_s，其中n為車輛編號，l為車道編號；

步驟S2、獲取t_s時刻后車與換道前車的縱向間距差的速度的速度依據公式(1)判別的換道類型：

其中：g_s為后車駕駛員與前車保持的期望間距；t_lc為換道預計持續時間；

為換道開始時預計換道結束時刻的間距，分別為換道期間車輛縱向移動的距離，有a_max為車輛允許的最大加速度，Typesti 為換道車輛對后車形成的刺激類型，其中Type_sti＝1為自由換道刺激、Type_sti＝2為競爭換道刺激、 Type_sti＝3為強制換道刺激。

根據權利要求1所述的一種考慮前車換道匯入過程的跟馳行為建模方法，其特征在于：

若Type_sti＝1，則在經典跟馳行為模型FVD模型基礎上，得到后車的跟馳加速度為：

其中：α、κ為常數，分別為后車駕駛員的反應系數和對速度差的敏感系數；V(Δx)為優化速度函數；

若Type_sti＝2，則可得到后車的跟馳加速度為：

其中：為后車的競爭水平函數，r為車輛駕駛員激進系數(r∈[0,1])，H(·)為Heaviside函數，Δh_l+1,l為換道車輛偏離車道邊線的距離，Δh_max為離車道線最大距離；