[發(fā)明專利]一種基于模式切換的駕駛風(fēng)格的學(xué)習(xí)巡航控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910077510.1
• 申請日: 2019-03-01
• 公開（公告）號: CN109624986B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高炳釗;張羽翔;褚洪慶;郭露露;陳虹
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: B60W40/09
• 分類號: B60W40/09;B60W30/14
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 崔斌

本發(fā)明屬于汽車智能輔助駕駛及汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種通過對特定駕駛員風(fēng)格的模式切換及跟車行為自適應(yīng)學(xué)習(xí)進(jìn)行自適應(yīng)巡航控制的基于模式切換的駕駛風(fēng)格的學(xué)習(xí)巡航控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明將駕駛風(fēng)格定義于不同跟車情況下駕駛員在定速巡航，加速接近，穩(wěn)態(tài)跟車，快速制動幾種模式間的切換策略，學(xué)習(xí)其駕駛風(fēng)格，并在每種駕駛模式下使用基于連續(xù)狀態(tài)的學(xué)習(xí)方法進(jìn)一步學(xué)習(xí)其駕駛特性，該系統(tǒng)適用于L2級別自動駕駛車輛，目標(biāo)是有效學(xué)習(xí)到駕駛員的駕駛風(fēng)格特性，提高特定駕駛員在不同工況下對于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的適應(yīng)性及接受度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車智能輔助駕駛及汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種通過對特定駕駛員風(fēng)格的模式切換及跟車行為自適應(yīng)學(xué)習(xí)進(jìn)行自適應(yīng)巡航控制的基于模式切換的駕駛風(fēng)格的學(xué)習(xí)巡航控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著車輛保有量不斷增加，以及隨之而來的交通事故的頻發(fā)，智能駕駛輔助技術(shù)收到廣泛關(guān)注并成為研究熱點(diǎn)。車輛智能輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)能有效緩解駕駛員的疲勞感，在其適用工況內(nèi)有效保證行車安全。其中典型的縱向智能輔助駕駛系統(tǒng)-自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)發(fā)揮了重要作用，各種控制算法被應(yīng)用于系統(tǒng)開發(fā)，如PID、模糊控制、線性二次型優(yōu)化控制，模型預(yù)測控制等，以獲得更好的性能。如申請?zhí)?01810313067.9和申請?zhí)?01710826862.3的專利使用模型預(yù)測控制方法改善跟車性能。但這些方法仍主要考慮的車輛跟隨性能，如安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性等幾個方面。

隨著車輛保有量不斷增加，駕駛?cè)巳褐饾u多樣化，駕駛員人員由于年齡，性別，駕齡，職業(yè)等的差異，導(dǎo)致特定駕駛員駕駛風(fēng)格有著顯著的差異性。因此單一參數(shù)的自適應(yīng)巡航控制器無法達(dá)到廣泛的適應(yīng)性和駕駛員的接受度，而此種適應(yīng)性和接受度的下降可能減少駕駛員使用輔助駕駛系統(tǒng)的頻率從而無法有效減少安全事故。當(dāng)控制系統(tǒng)需要較好適應(yīng)不同的特定駕駛員的駕駛風(fēng)格時，系統(tǒng)應(yīng)具有自學(xué)習(xí)能力。在不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，對駕駛風(fēng)格的表征與定義會有所區(qū)別。一些研究中，根據(jù)車頭時距的大小將駕駛員分為保守型、一般型、激進(jìn)型。但人的駕駛習(xí)慣在駕駛過程中很難保持不變，并維持在固定車頭時距，因此此種方法可能存在風(fēng)格表征過于單一的情況，從而無法有效提高駕駛員對于系統(tǒng)的適應(yīng)性及接受度。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明將駕駛風(fēng)格定義于不同跟車情況下駕駛員在定速巡航，加速接近，穩(wěn)態(tài)跟車，快速制動幾種模式間的切換策略，學(xué)習(xí)其駕駛風(fēng)格，并在每種駕駛模式下使用基于連續(xù)狀態(tài)的學(xué)習(xí)方法進(jìn)一步學(xué)習(xí)其駕駛特性，設(shè)計(jì)一種基于模式切換的駕駛風(fēng)格學(xué)習(xí)的自適應(yīng)學(xué)習(xí)巡航控制系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)適用于L2級別自動駕駛車輛，目標(biāo)是有效學(xué)習(xí)到駕駛員的駕駛風(fēng)格特性，提高特定駕駛員在不同工況下對于自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的適應(yīng)性及接受度。可以看到，這是一個雙層的學(xué)習(xí)架構(gòu)，下層學(xué)習(xí)是基于連續(xù)狀態(tài)及動作空間的學(xué)習(xí)問題，目前現(xiàn)有學(xué)習(xí)方法，由于駕駛特性位置，難以建立模型。因此，存在學(xué)習(xí)效率低的問題。為了更有效的進(jìn)行學(xué)習(xí)，本發(fā)明還需對連續(xù)狀態(tài)及動作空間的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行改進(jìn)，以提高算法的學(xué)習(xí)效率。在此基礎(chǔ)上，使用雙層基于連續(xù)狀態(tài)，離散及連續(xù)動作空間學(xué)習(xí)方法相組合的方法以更好優(yōu)化系統(tǒng)性能。

本發(fā)明技術(shù)方案結(jié)合附圖說明如下：

一種基于模式切換的駕駛風(fēng)格的學(xué)習(xí)巡航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括智能感知及信號處理模塊A、數(shù)據(jù)存儲模塊B、模式切換學(xué)習(xí)模塊C、跟車特性學(xué)習(xí)模塊D和車輛執(zhí)行控制模塊E；

所述的智能感知及信號處理模塊A，用于獲得當(dāng)前車輛和前方車輛行駛狀態(tài)信息，對前車駕駛意圖識別，確定有限個加速度范圍；

所述數(shù)據(jù)存儲模塊B，用于存儲駕駛員駕駛數(shù)據(jù)；

所述的模式切換學(xué)習(xí)模塊C，用于建立駕駛員馬爾科夫模式切換決策模型，離線求解狀態(tài)-動作值函數(shù)的權(quán)值向量；

所述的跟車特性學(xué)習(xí)模塊D，用于根據(jù)駕駛員駕駛數(shù)據(jù)的跟車行為特性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行離線訓(xùn)練，并以比例k，k＝0.5-0.7更新到理想跟車特性的初始動作神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中；