[發明專利]一種考慮前車換道駛離時后車的跟馳加速度確定方法及跟馳行為建模方法

有效

• 申請號: 201710607365.4
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號: CN107452201B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 孫棣華;趙敏;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駛離過程的跟馳行為建模方法，包括S1獲取車輛換道駛離當前車道過程中該換道車輛、換道車輛后車、換道車輛前車的換道軌跡數據；S2判斷換道車輛換道過程中的加速度狀態變化；S3判斷換道車輛是否已駛主當前車道，則以當前車道次前車為跟蹤目標，若否則以當前車道前車、換道駛離車輛為跟馳目標；S4基于遺傳算法的建模基本參數標定；S5駕駛員競爭系數識別；S6輸出當前車輛下一時刻的跟馳加速度。本發明在經典跟馳行為模型FVDM模型基礎上，引入間距增益因子來反映當前車道前車發生橫向偏移時，其后車對前方行駛空間的放大程度，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駛離時后車的跟馳加速度確定方法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，當前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，換道駛離當前車道的行為時有發生，且該換道過程持續一定的時間。在當前車道前車換道駛離目標車道的過程中，當前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駛離時后車的跟馳加速度確定方法及跟馳行為建模方法，合理反映前車換道駛離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，一種考慮前車換道駛離時后車的跟馳加速度確定方法，包括：

步驟S1、獲取當前車道l上編號為n的車輛與當前車道前車的橫向偏移距離ΔW_n,n+1，其中n為車輛編號，l為車道編號；

步驟S2、在經典跟馳行為模型FVD模型基礎上，引入前車換道時產生的間距增益因子G(ΔW_n,n+1)，得到前車換道駛離時后車的跟馳加速度為：

ΔW_n,n+1為換道車輛在當前車道最大的橫向偏移距離；ρ越大為駕駛員的競爭系數；

當ΔW_n,n+1＝0時，即車輛還未開始實施換道，此時，的前方行駛空間無放大作用，G(ΔW_n,n+1)＝0；

當ΔW_n,n+1＝ΔW_max時，即車輛即將離開當前車道，此時，的前方行駛空間最大，G(ΔW_n,n+1)＝1；

Δx_n,n+1、Δv_n,n+1分別為后車與換道前車的縱向間距和速度差；Δx_n,n+2、Δv_n,n+2分別為后車與次前車的縱向間距和速度差；

展開式(2)，得到考慮間距增益的跟馳動力學表達式：

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_n為后車速度；V_LP(Δx_n,n+1,ΔW_n,n+1)和V_LP(Δx_n,n+2)均為優化速度函數，其計算方式為：