[發(fā)明專利]基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710968901.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN107839687A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張美紅;楊柳青;袁鵬;王孟祺;張?chǎng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院
• 主分類號(hào): B60W30/18
• 分類號(hào): B60W30/18
• 代理公司: 深圳市添源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)44451
• 代理人: 羅志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超車控制方法，尤其涉及一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著傳感器技術(shù)、信息處理與計(jì)算機(jī)技術(shù)越來越成熟，智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System,ITS)也得到了迅猛的發(fā)展，為社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。智能交通系統(tǒng)的主要領(lǐng)域包括預(yù)防和減輕事故，安全問題、減少溫室氣體排放，提高能源和基礎(chǔ)設(shè)施利用效率，其中安全問題一直是人們所關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。有數(shù)據(jù)表明，每年都會(huì)有120萬人死于交通事故，如果不采取措施，預(yù)計(jì)到2020年，交通事故數(shù)量會(huì)持續(xù)增加，其中由于超車操作不當(dāng)引起的交通事故碰撞約占4-10％。人們?cè)诔鲂蟹矫娉俗⒅匕踩砸酝猓苍絹碓阶非笫孢m性，而自主車輛是一種具有環(huán)境感知、自主導(dǎo)航能力的地面運(yùn)載工具，其出現(xiàn)使得人們?cè)谧择{出行的同時(shí)不被車束縛，也減少了疲勞駕駛、酒駕等人為因素導(dǎo)致的事故，被人們所青睞。因此，對(duì)自主超車模型的研究不僅可為道路安全超車提供理論指導(dǎo)，有效提高道路通行能力和服務(wù)水平，更可以降低由于不合理超車所引起的交通事故的發(fā)生率。

超車是公路上一種普遍的交通現(xiàn)象。當(dāng)車道前方車輛速度小于后車速度，且相鄰車道上有足夠超車空間，則后車會(huì)采取借用相鄰車道來完成超車過程，以追求最大駕駛效益。在超車過程中，需要考慮的因素有很多，如被超越的車出現(xiàn)的一些不穩(wěn)定的駕駛行為，即左右抖動(dòng)、迂回、穿梭等，這些行為會(huì)對(duì)執(zhí)行超越的車在選擇超車策略上產(chǎn)生很大的影響。車輛如果對(duì)換道操作的可行性做出了一個(gè)錯(cuò)誤判斷，或者在超越過程中無法獲得前車狀態(tài)，就可能使車輛處于潛在的碰撞危險(xiǎn)當(dāng)中。因此，如何及時(shí)有效地識(shí)別前車的危險(xiǎn)駕駛行為，對(duì)于避免交通事故、實(shí)現(xiàn)智能化安全輔助駕駛具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法。

本發(fā)明提供了一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法，包括以下步驟：

S1、在現(xiàn)有研究中，一種駕駛特性分析方式如下：基于模糊推理系統(tǒng)的駕駛特性分析，利用GPS和INS對(duì)前車進(jìn)行定位，將獲取的前車加速度、速度及角速度信息通過聯(lián)邦卡爾曼濾波進(jìn)行處理，然后將聯(lián)邦卡爾曼濾波器的狀態(tài)估計(jì)輸出值作為模糊推理系統(tǒng)的輸入，該聯(lián)邦卡爾曼濾波器的狀態(tài)估計(jì)輸出值包括橫向偏移量D、角速度ω，并且經(jīng)過模糊化、模糊推理、去模糊化，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的危險(xiǎn)駕駛檢測(cè)與識(shí)別，本文在該類方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)自主超車場(chǎng)景的特點(diǎn)，對(duì)其輸入變量的隸屬度和模糊規(guī)則庫進(jìn)行了改進(jìn)，并且將其輸出的具體駕駛類型(抖動(dòng)、穿梭、迂回、正常)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，即安全、危險(xiǎn)兩種類型；

S2、后車根據(jù)前車的駕駛行為選擇相應(yīng)策略，進(jìn)行最優(yōu)自主超車控制。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1包括：假設(shè)已經(jīng)獲取道路的高清地圖信息，并且已經(jīng)完成對(duì)車輛的精確狀態(tài)估計(jì)，將狀態(tài)估計(jì)輸出值角速度ω、橫向偏移量D作為模糊系統(tǒng)的輸入量，輸出量為二元駕駛特性，即安全和危險(xiǎn)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S1包括：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和超車場(chǎng)景的特點(diǎn)對(duì)橫向偏移量和模糊規(guī)則庫進(jìn)行定義。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟S2包括：

定義碰撞發(fā)生概率P_co和安全距離。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，定義碰撞發(fā)生概率P_co還包括：

(4)兩車的實(shí)時(shí)位置信息共享。

本發(fā)明的有益效果是：原有超車控制較復(fù)雜，通過簡(jiǎn)化的二元駕駛特性可以降低超車控制難度；二元超車策略的最優(yōu)控制方式可以為自主超車過程中左側(cè)超越階段提供一個(gè)安全、高效、低耗的最優(yōu)策略。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的超車示意圖。

圖2是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的駕駛特性分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

圖3是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的目標(biāo)車輛和車道之間的幾何關(guān)系圖。

圖4是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法橫向偏移量的隸屬度函數(shù)曲線圖。

圖5是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的橫向偏移量對(duì)超車場(chǎng)景中模糊規(guī)則庫的影響示意圖。

圖6是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的危險(xiǎn)類型指標(biāo)值與駕駛類型的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖。

圖7是本發(fā)明一種基于駕駛特性分析的最優(yōu)自主超車控制方法的高安全策略中，參量隨時(shí)隙的變化示意圖。