[發明專利]一種行人過街工況下的車輛避撞軌跡風險評估方法

在審

• 申請號: 202010175985.7
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111429754A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 王春燕;馮健;匡登明;趙萬忠;顏伸翔;施帥朋;王安;何鵬;吳子涵
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/16
• 分類號: G08G1/16
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

1.一種行人過街工況下的車輛避撞軌跡風險評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)，通過在車輛設置激光雷達和雙目攝像頭實時測量城市工況下車輛和前方行人的位置信息，建立包括行人和車輛的坐標系，并計算出車輛和行人的速度信息；

步驟2)，建立人車交互模型對行人未來運動狀態進行預測，將行人運動考慮成無干擾下的馬爾科夫過程和行人在避撞條件反射下運動的疊加：

步驟2.1)，采集道路行人過街行走數據，包括行人在無車輛道路上自由過街時的速度曲線和有車輛道路上過街的速度曲線；

步驟2.2)，表述行人自由無干擾行走產生的運動；

行人自由無外界干擾下的運動符合馬爾科夫過程，此時，行人在無干擾條件下運動速度變化一般發生在換步時刻，令行人在時間Δt內勻速，以垂直于馬路方向過街，則行人的運動狀態可表述為：

式中，v_ped(t+Δt)為行人在t+Δt時刻的速度，c_ped(t)為行人在t時刻的速度；x_ped和y_ped分別表示行人的橫縱坐標位置信息，表示行人在y軸方向關于時間的速度函數，x_ped(0)表示在x軸方向行人初始位置；k為預設的常數；V為預設的表征行人行走平均速度的隨機變量，其符合正態分布；ε為預設的表征行人速度波動的高斯白噪聲；

根據牛頓第二定律將行人自由行走產生的運動表述成虛擬自由力F_f：

式中，v_pedf(t)表示行人關于時間t的自由運動的速度函數，m為預設的行人虛擬質量；

步驟2.3)，表述道路上車輛的運動對行人運動產生的影響而導致行人運動狀態的變化；

將車輛對行人運動的干擾量化為虛擬反射力，表述為：

式中，F_vp為車輛對行人的虛擬反射力，r_v表示車輛的安全行駛半徑，r_p表示行人的安全行走半徑，d_vp表示行人與車輛的實時距離，F_vpy表示行人受到的車輛干擾力在y方向的分力，分別為預設的表示行人與車輛相互作用力的強度系數、范圍系數；θ_vp為車輛與行人之間的連線和垂直于道路方向的夾角；

步驟3)，預測行人未來位置概率：

根據所述步驟2)的虛擬自由力和虛擬反射力得到行人每個時刻的受力F_ped，然后計算出每個運動步長內的加速度，進一步得到下一時刻的行人狀態，最后通過迭代得到末時刻的狀態以完成對行人位置的概率性預測；

式中，y_pedf(t)、y_pedvpy(t)分別表示行人所受自由力、y方向的干擾力產生的關于時間t的位移函數；y_ped(t)為行人在車輛干擾下的關于時間t的位移函數；

步驟4)，評估避撞軌跡的碰撞風險；

計算到達碰撞區域的時間ttcz以及ttcz后車輛的側向位移y_veh(ttcz)，建立風險評估函數如下：

式中，J為風險評估函數，表示避撞末時刻n時的人車相對距離，r_veh表示車輛橫向半徑。