[發明專利]一種面向自動駕駛的道路幾何線形設計方法

有效

• 申請號: 201811623400.2
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109722963B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 于斌;王書易
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E01C1/00
• 分類號: E01C1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

本發明公開了一種面向自動駕駛的道路幾何線形設計方法，包括結合車輛視覺、控制決策系統和駕駛環境監控系統，分析L1～L5車輛有關道路幾何線形設計指標的主要差異，并獲取關鍵差異參數；關鍵差異參數標定；計算L1～L5車輛道路幾何線形指標設計值；判定車輛自動化等級對相關道路幾何線形指標的影響程度；根據得到的L2～L5車輛道路幾何線形指標設計值設計面向不同自動化等級車輛的道路幾何線形指標。本發明解決了現有道路幾何線形設計欠缺考慮以不同自動化等級車輛作為設計車型的不足。

技術領域

本發明屬于道路幾何線形設計技術領域，涉及一種面向自動駕駛的道路幾何線形設計方法。

背景技術

引入自動駕駛車輛進入道路交通環境，已被驗證具有提高交通安全、道路通行能力、行駛速度、行駛效益和降低能源消耗、溫室氣體排放的可能性。隨著自動駕駛技術的逐漸成熟，國內北京、上海、福州等地均開始開放自動駕駛車輛道路(開放路段或指定試驗路段)試驗，并發放自動駕駛路測牌照。可以預見，隨著自動駕駛技術的進一步發展，不同自動化等級車輛在道路交通環境中的滲透率也將逐漸增大。

道路是基礎設施建設體系中的重要組分，對國家和地區的經濟發展、社會進步和人民生活質量提高等方面起著重要的作用。自動駕駛車輛作為未來道路的主要使用者，由于其主要技術模式(計算機視覺、信息融合、控制決策等)明顯區別于現有車輛，因此這些技術區別勢必對道路條件提出新的要求。其中，自動駕駛車輛將極大改變原有人類駕駛員與道路幾何線形條件的交互行為。因此，有必要深入研究面向自動駕駛的道路幾何線形設計。

雖然目前市場中的L2、L3級車輛是在現有L1級車輛的基礎上進行改造，主要承擔車型仍為現有車型，但自動駕駛車輛在視覺、控制決策系統和駕駛環境監控系統中的性能與傳統車輛有著明顯區別。現有道路幾何線形設計相關規范設計車型為客車、貨車等，未考慮不同自動化等級車輛，且缺少對面向自動駕駛的道路幾何線形設計方法的研究。

發明內容

發明目的：針對現有道路幾何線形設計未考慮以不同自動化等級車輛作為設計車型的現狀，提供了一種面向自動駕駛車輛的道路幾何線形設計方法，可以全方面考慮與不同自動化等級車輛相適應的道路幾何線形設計，優化現有道路幾何線形設計方法。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種面向自動駕駛的道路幾何線形設計方法，包括以下步驟：

(1)結合車輛視覺、控制決策系統和駕駛環境監控系統，分析L1～L5車輛有關道路幾何線形設計指標的主要差異，并獲取關鍵差異參數；

(2)關鍵差異參數標定；

(3)計算L1～L5車輛道路幾何線形指標設計值；

(4)判定車輛自動化等級對相關道路幾何線形指標的影響程度；

(5)根據步驟(3)得到的L2～L5車輛道路幾何線形指標設計值設計面向不同自動化等級車輛的道路幾何線形指標。

進一步的，步驟(1)中分析L1～L5車輛有關道路幾何線形設計指標的主要差異，并獲取關鍵差異參數的方法為：首先，確定道路幾何線形設計指標為平面設計指標、縱斷面設計指標和橫斷面設計指標，其中，平面設計指標包括：直線、圓曲線、緩和曲線和停車視距；縱斷面設計指標包括：縱坡、坡長和豎曲線；橫斷面設計指標包括：橫斷面組成、超高、加寬和橫凈距；然后，結合車輛視覺、控制決策系統和駕駛環境監控系統性質，得到不同等級車輛有關道路幾何線形設計的關鍵差異參數為感知反應時間、減速度、目高和車燈高；并確定其影響的道路幾何線形指標包括停車視距、豎曲線最小長度和橫凈距。

進一步的，步驟(2)中關鍵差異參數標定方法為：通過對車輛產品、相關規范與文獻進行調研，對不同自動化等級車輛的關鍵差異參數進行標定，其中：