[發(fā)明專利]一種Apollo平臺(tái)下的車輛跟馳行為預(yù)測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910924643.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110750877A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)蓉;李莎莎;吳昊錚;劉方;李愛(ài)民;唐瑜;王戰(zhàn)敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06N5/04
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務(wù)所
• 代理人: 涂秀清

1.一種Apollo平臺(tái)下的車輛跟馳行為預(yù)測(cè)方法，其特征在于，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、將車輛自動(dòng)行駛過(guò)程中的場(chǎng)景信息分為靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息，并導(dǎo)入Apollo平臺(tái)的Dreamview中構(gòu)建道路場(chǎng)景；

步驟2：捕捉跟馳狀態(tài)中跟馳車駕駛員行為特征，根據(jù)駕駛員的行駛數(shù)據(jù)，通過(guò)動(dòng)力學(xué)公式計(jì)算出駕駛員的期望距離，以及利用多項(xiàng)式回歸的方法擬合出在速度差和相對(duì)距離影響下駕駛員的反應(yīng)時(shí)間分布函數(shù)；

步驟3：首先，將捕捉到的跟馳車駛員的行為特征數(shù)據(jù)采用改進(jìn)的模糊推理車輛模型方法進(jìn)行模糊化處理；其次，根據(jù)跟馳車駕駛員的駕駛行為特征分析，選定隸屬函數(shù)，制定模糊規(guī)則庫(kù)；再次，利用模糊推理中的Mamdani模型進(jìn)行模糊推理；最后，利用啟發(fā)式學(xué)習(xí)改進(jìn)去模糊化的方法，提高解效率；

步驟4：利用改進(jìn)的車輛推理模型預(yù)測(cè)跟馳車加速度a'，即加速度預(yù)測(cè)值，將計(jì)算出的加速度預(yù)測(cè)值a'與實(shí)際真實(shí)的加速度a代入期望安全距離公式中，計(jì)算出加速度預(yù)測(cè)值a'的期望距離D`與真實(shí)的加速度a的期望距離D的比值α，并將α作參數(shù)因子代入到期望安全距離公式，進(jìn)行控制反饋調(diào)節(jié)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Apollo平臺(tái)下的車輛跟馳行為預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟1具體如下：

獲得交通場(chǎng)景的三維信息和運(yùn)動(dòng)信息，交通場(chǎng)景的三維信息即對(duì)應(yīng)場(chǎng)景信息的靜態(tài)信息，交通場(chǎng)景的運(yùn)動(dòng)信息即場(chǎng)景信息系的動(dòng)態(tài)信息，基礎(chǔ)構(gòu)建場(chǎng)景的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，場(chǎng)景的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括信息有周圍車輛數(shù)目、周圍車輛占據(jù)的車道、距路邊界距離，上述信息通過(guò)Apollo相應(yīng)接口輸入到Dreamview中，依據(jù)仿真環(huán)境提供的模塊輸出接口標(biāo)準(zhǔn)表給具體模塊配置路徑，通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)中已知的各個(gè)模塊將場(chǎng)景理解的交通流和環(huán)境信息仿真環(huán)境結(jié)合起來(lái)進(jìn)行環(huán)境構(gòu)建。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Apollo平臺(tái)下的車輛跟馳行為預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2具體按以下步驟實(shí)施：

步驟2.1、計(jì)算期望距離：

設(shè)跟馳車駕駛員能接受前車刺激的最大臨界間距為H_max，在間距H_max內(nèi)跟馳車期望的跟馳間距為h_e(t)，期望間距要保證前導(dǎo)車在突然以最大減速度停車情況下，跟馳車駕駛員經(jīng)過(guò)反應(yīng)后采取制動(dòng)能保證安全避免碰撞，防止碰撞的條件為：

其中，h_e(t)為安全間距，x′_n+1(t)為t時(shí)刻跟馳車的速度，τ為駕駛員反應(yīng)時(shí)間，L為車長(zhǎng)，k表示停車后跟馳車車頭與前車即被跟馳車車尾容許的緩沖間距，k為常數(shù)，a_n、a_n+1為跟馳行為中前后兩車最大減速度；

由上式知，安全間距h_e(t)與前后兩車的速度呈動(dòng)態(tài)相關(guān)，駕駛員的期望間距為：

利用max函數(shù)，取式中二者較大的即為當(dāng)前的駕駛員期望距離；

步驟2.2、計(jì)算反應(yīng)時(shí)間：

首先根據(jù)前車加速度和跟馳車加速度變化的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，計(jì)算反映時(shí)間τ，由于不同個(gè)體的反應(yīng)時(shí)間不同，因此對(duì)應(yīng)反應(yīng)時(shí)間由推測(cè)得到；

然后每一個(gè)反映時(shí)間均對(duì)應(yīng)一組數(shù)據(jù)速度差、相對(duì)距離(Δv,Δx)，同一個(gè)一個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)，前車和跟馳車為一對(duì)，這一組數(shù)據(jù)速度差包含：每個(gè)車輛的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的速度變化以及相對(duì)距離，速度變化即每輛車的速度差，相對(duì)距離由速度差和加速度差通過(guò)相對(duì)距離公式得到；

最后，采用多項(xiàng)式回歸的方法擬合出在速度差和相對(duì)距離影響下駕駛員的反應(yīng)時(shí)間分布函數(shù)，反應(yīng)時(shí)間分布函數(shù)針對(duì)不同個(gè)體的跟馳車駕駛員，會(huì)有不同的函數(shù)表示，如指數(shù)函數(shù)，Sigmoid函數(shù)。