[發(fā)明專利]自動(dòng)駕駛自主換道決策方法和裝置及自動(dòng)駕駛車輛

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810009986.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN108313054B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雙琳;王肖;張放;高建偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京智行者科技有限公司
• 主分類號(hào): B60W30/08
• 分類號(hào): B60W30/08;B60W40/00
• 代理公司: 北京匯智勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝

本發(fā)明公開了一種自動(dòng)駕駛自主換道決策方法和裝置及自動(dòng)駕駛車輛，所述方法包括：步驟100，更新車輛參數(shù)；步驟200，判斷是否有換道動(dòng)機(jī)，如果判斷為有，則進(jìn)入步驟300；如果判斷為否，則進(jìn)入步驟400；步驟300，計(jì)算換道的收益值；步驟400，輸出換道決策結(jié)果，該換道決策結(jié)果包括不換道、向左換道和向右換道。本發(fā)明提供的自主換道決策算法規(guī)則簡(jiǎn)單、邏輯清晰、適應(yīng)性好且參數(shù)易于整定。在復(fù)雜道路環(huán)境下，自動(dòng)駕駛車輛充分借鑒了人類駕駛員的換道經(jīng)驗(yàn)，在保證安全性的前提下，最大程度提高了換道效率和收益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自動(dòng)駕駛自主換道決策方法和裝置及自動(dòng)駕駛車輛。

背景技術(shù)

自動(dòng)駕駛近些年來(lái)逐漸成為熱點(diǎn)話題，許多高校、傳統(tǒng)車企和互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)紛紛展開研究，且已經(jīng)發(fā)展到一定水平。國(guó)內(nèi)外研究成果已經(jīng)預(yù)見，在緩解交通擁堵、提高道路安全性、減少空氣污染等領(lǐng)域，自動(dòng)駕駛會(huì)帶來(lái)顛覆性的改變。自動(dòng)駕駛綜合運(yùn)用了視覺分析、人工智能和分布式計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，使車輛具有自主巡航、交通標(biāo)志識(shí)別和碰撞預(yù)警等功能，其中車輛自主換道是其重要研究?jī)?nèi)容之一。

車輛在行駛過(guò)程中，通常為了追求更快的車速和更自由的駕駛空間而自主進(jìn)行車道變換。相比于跟馳行為，換道行為需要考慮更加復(fù)雜的周圍車輛和道路環(huán)境信息。為使自動(dòng)駕駛車輛具有人類駕駛員的換道經(jīng)驗(yàn)，能夠在道路環(huán)境中自如行駛，需要對(duì)換道行為進(jìn)行深入的研究。而合理的換道決策為實(shí)施換道行為提供了良好的基礎(chǔ)，對(duì)于保證換道的安全性和舒適度都具有非常重要的意義。目前應(yīng)用較多的自主性換道決策方法大致可分為基于數(shù)據(jù)的換道決策方法和基于規(guī)則的換道決策方法兩類。

基于數(shù)據(jù)的換道決策方法主要包括幾種典型的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，例如決策樹、粗糙集和最近鄰模型等。首先，從數(shù)據(jù)集中提取車輛行駛過(guò)程中影響駕駛員換道決策的因素作為輸入特征，例如自車和周圍車輛的位置、速度等狀態(tài)數(shù)據(jù)，將其進(jìn)行預(yù)處理后劃分成訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本。然后，選取合理的模型結(jié)構(gòu)和參數(shù)閾值，基于訓(xùn)練樣本對(duì)決策模型進(jìn)行訓(xùn)練和優(yōu)化。最后，采用訓(xùn)練后的模型對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行分類，將分類結(jié)果與實(shí)際的換道情況進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證決策模型的精確性。

基于數(shù)據(jù)的算法需要大量數(shù)據(jù)用于模型訓(xùn)練和測(cè)試，而不同駕駛員在不同工況下產(chǎn)生的換道動(dòng)機(jī)有很大的差異，很難收集到全面并且完整的換道數(shù)據(jù)。而且算法實(shí)現(xiàn)的過(guò)程比較繁瑣，數(shù)據(jù)處理、模型選取和模型訓(xùn)練在時(shí)間和空間上都需要占用很多的資源。最重要的是，基于數(shù)據(jù)的換道模型都具有一定的假陽(yáng)性率，即在需要車道保持時(shí)做出換道決策，顯著影響了行車安全。

基于規(guī)則的換道模型主要由換道動(dòng)機(jī)和碰撞檢測(cè)兩部分組成，目前已經(jīng)應(yīng)用在某些駕駛輔助系統(tǒng)中。駕駛輔助系統(tǒng)的檢測(cè)模塊可以提供自車與周圍障礙物的相對(duì)距離和相對(duì)速度。當(dāng)自車的速度或者車頭時(shí)距低于期望值，如果檢測(cè)到目標(biāo)車道具有速度優(yōu)勢(shì)或者空間優(yōu)勢(shì)就會(huì)產(chǎn)生換道動(dòng)機(jī)。碰撞檢測(cè)主要評(píng)價(jià)在產(chǎn)生換道動(dòng)機(jī)后，目標(biāo)車道前后是否有足夠的間隙允許安全地執(zhí)行換道行為，需要計(jì)算自主性換道能接受的最小間距和碰撞時(shí)間從而做出換道決策。

基于規(guī)則的換道模型判斷規(guī)則復(fù)雜，約束條件眾多，造成了算法的可移植性差，因而無(wú)法滿足多種場(chǎng)景下的換道邏輯。并且現(xiàn)有算法只考慮了自車和周圍障礙物的狀態(tài)，而沒有將道路的幾何結(jié)構(gòu)作為決策影響因素，顯然不符合人類駕駛員的駕駛習(xí)慣。

因此，希望有一種技術(shù)方案來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷中的至少一個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)駕駛自主換道決策方法及裝置來(lái)克服或至少減輕現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷中的至少一個(gè)。