[發(fā)明專利]一種多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910015058.6
• 申請(qǐng)日: 2019-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109727469B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐燦;趙萬(wàn)忠;陳青云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/0967
• 分類號(hào): G08G1/0967;G08G1/16;B60W30/095
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法，其特征在于，包括步驟如下：

1)實(shí)時(shí)環(huán)境感知：采集自動(dòng)駕駛車(chē)輛及周?chē)?chē)輛的運(yùn)動(dòng)信息；

2)對(duì)自動(dòng)駕駛車(chē)輛及周?chē)?chē)輛的未來(lái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到自動(dòng)駕駛車(chē)輛及周?chē)?chē)輛的預(yù)測(cè)軌跡；

3)建立單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)，評(píng)估同一車(chē)道上的危險(xiǎn)度；

4)提出一個(gè)新的危險(xiǎn)度指標(biāo)，將單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)擴(kuò)展到多車(chē)道工況下，得到多車(chē)道下的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)；

5)對(duì)預(yù)測(cè)軌跡進(jìn)行離散化處理，根據(jù)多車(chē)道工況下的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)，利用加權(quán)平均的方法得到多車(chē)道上的自動(dòng)駕駛車(chē)輛的綜合危險(xiǎn)度；

所述步驟4)具體步驟包括：

41)引入距離自動(dòng)駕駛車(chē)輛前方時(shí)間TTF，將單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)擴(kuò)展到多車(chē)道上；

周?chē)?chē)輛的轉(zhuǎn)向半徑：

其中，l_r為車(chē)輛的軸距，為周?chē)?chē)輛對(duì)應(yīng)的橫擺角；

則運(yùn)動(dòng)到自動(dòng)駕駛車(chē)輛前方的時(shí)間TTF為：

其中，Δy為當(dāng)前時(shí)刻自車(chē)與周?chē)?chē)輛對(duì)應(yīng)的縱向偏差；v_s為周?chē)?chē)輛的速度；

42)根據(jù)指標(biāo)車(chē)頭時(shí)距TH，距離碰撞時(shí)間TTC，TTF，得到多車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)，并對(duì)各系數(shù)進(jìn)行賦值，使得該評(píng)估函數(shù)能反映車(chē)輛當(dāng)前時(shí)刻的客觀危險(xiǎn)信息；

得到最終的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)：

其中，v_e為自動(dòng)駕駛車(chē)輛速度；S_r為道路安全系數(shù)；D_sf為兩車(chē)輛間的標(biāo)準(zhǔn)安全距離；b為限幅系數(shù)；D_es為兩車(chē)輛間實(shí)際距離；t_b是剎車(chē)時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟1)中的運(yùn)動(dòng)信息包括：全局坐標(biāo)系下的位置信息、速度信息及橫擺角信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟2)中對(duì)自動(dòng)駕駛車(chē)輛及周?chē)?chē)輛的未來(lái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)具體包括如下步驟：

21)得到當(dāng)前時(shí)刻t周?chē)?chē)輛在各個(gè)車(chē)道上的運(yùn)動(dòng)分布

22)根據(jù)周?chē)?chē)輛的側(cè)向速度確定由當(dāng)前時(shí)刻到下一時(shí)刻的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣

23)根據(jù)上述狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣及周?chē)?chē)輛的位置q_t進(jìn)行狀態(tài)量的更新，得到下一時(shí)刻t+1周?chē)?chē)輛在各車(chē)道上的運(yùn)動(dòng)分布

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟3)中建立單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)，具體包括如下步驟：

31)通過(guò)兩車(chē)輛間的安全距離，建立出自動(dòng)駕駛車(chē)輛單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)，該函數(shù)包括車(chē)頭時(shí)距TH和距離碰撞時(shí)間TTC的信息，具體如下：

t時(shí)刻，兩車(chē)輛間的標(biāo)準(zhǔn)安全距離D_sf(t)，是指前車(chē)以一定減速度突然制動(dòng)，后車(chē)反應(yīng)后緊接著制動(dòng)，當(dāng)兩車(chē)靜止后，依然保持2～5m的間隙時(shí)所對(duì)應(yīng)的車(chē)距，如下：

其中：v_e(t)是t時(shí)刻自動(dòng)駕駛車(chē)輛速度；τ是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間，包括自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的反映時(shí)間τ₁及制動(dòng)器消除間隙的時(shí)間τ₂,τ＝τ₁₊τ₂；d_e(t)是自動(dòng)駕駛車(chē)輛的減速度，v_s(t)是t時(shí)刻前車(chē)的速度；d_s(t)是前車(chē)的減速度，G是停車(chē)后兩車(chē)之間的間隙，取值為2～5m；

當(dāng)兩車(chē)輛間實(shí)際距離為D_es(t)，單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)ξ表示為：

車(chē)輛的減速度為0.75g，其中g(shù)為重力加速度，分解如下：

TTC與TH的定義如下：

則對(duì)應(yīng)的單車(chē)道上的危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)用TH與TTC表示如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多車(chē)道下自動(dòng)駕駛車(chē)輛綜合危險(xiǎn)度評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟5)具體包括：

51)對(duì)預(yù)測(cè)軌跡的離散化；

52)對(duì)離散化后的各點(diǎn)根據(jù)危險(xiǎn)度評(píng)估函數(shù)分別求各點(diǎn)瞬時(shí)危險(xiǎn)度并進(jìn)行加權(quán)平均，期望即為車(chē)輛當(dāng)前時(shí)刻t的綜合危險(xiǎn)度R_t，其反映車(chē)輛未來(lái)一段時(shí)域的綜合危險(xiǎn)情況，具體如下：

其中，N_p為未來(lái)這段時(shí)域的長(zhǎng)度，γ為權(quán)重因子，F(xiàn)_t+k為未來(lái)t+k時(shí)刻對(duì)應(yīng)的危險(xiǎn)度。