[發(fā)明專利]一種無人駕駛汽車動態(tài)障礙物避撞的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011082500.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112158208A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盛敬;劉國滿
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌工程學(xué)院
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W30/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明簡述了一種無人駕駛汽車動態(tài)障礙物的避撞方法，主要通過無人駕駛汽車對人類避撞操作實例或仿真平臺測試數(shù)據(jù)的深度強化學(xué)習(xí)，建立模糊控制規(guī)則庫。然后根據(jù)傳感器或攝像設(shè)備所采集到無人駕駛速度、與障礙物之間縱向或橫向之間距離，進行模糊化處理，根據(jù)模糊規(guī)則庫，進行規(guī)則推理，輸出一個模糊處理結(jié)果，再根據(jù)反模糊化處理，確定一個具體操作行為結(jié)果：速度不變、減速以及減速+換道等行為操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無人駕駛汽車避撞控制領(lǐng)域，尤其涉及一種無人駕駛汽車避撞模糊控制的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當前無人駕駛汽車避障控制策略，主要通過無人駕駛汽車上雷達傳感器或者拍攝圖像設(shè)備，來判斷周圍是否存在障礙物。若存在障礙物，通過立即剎車或繞道等方式避撞障礙物。這樣會帶來兩個方面問題：1采取立即減速方式，可能會帶來無人駕駛汽車上乘客不舒服，特別速度變化加速度大于6m/s2，則可能會導(dǎo)致車上乘客的受傷或不平穩(wěn)；2采取繞道方式，可以避免碰撞靜態(tài)障礙物，而對于移動障礙物來說，還存在一些碰撞的危險。所以針對這兩個方面問題，提出一種動態(tài)障礙物避撞的方法和系統(tǒng)，通過無人駕駛汽車對人類避撞實例或仿真平臺測試數(shù)據(jù)的深度強化學(xué)習(xí)，建立模糊控制規(guī)則庫，根據(jù)模糊控制策略，能夠平穩(wěn)的實行動態(tài)障礙物避撞功能。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供了一種無人駕駛汽車動態(tài)避障物避撞控制方法，主要采用深度強化學(xué)習(xí)方式，確定最佳避撞控制參數(shù)，建立起模糊控制規(guī)則庫。后根據(jù)采集到無人駕駛汽車自身的運動速度、與障礙物之間縱向和橫向距離等參量，進行模糊規(guī)則推理，確定一個特定行為：速度不變、減速、減速+變道等操作行為，實現(xiàn)動態(tài)避障物避撞。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了無人駕駛汽車根據(jù)人類避撞控制策略或仿真平臺測試數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出各種運行狀態(tài)下發(fā)生碰撞的可能性，選擇發(fā)生碰撞可能性最小的運行參數(shù)作為最佳避撞策略，確定模糊控制規(guī)則庫。

對無人駕駛汽車與障礙物之間縱向和橫向距離參量進行模糊化處理，將距離分成：小距離、中距離和大距離三個模糊區(qū)域。再對無人駕駛汽車的當前運行速度作為模糊輸入變量，進行模糊處理，將運動速度分為低速、中速、快速和高速四個模糊區(qū)域。而將無人駕駛汽車所采取減速或/和變道操作作為模糊輸出變量，也可模糊設(shè)定為：速度不變、慢減速、快減速、快減速+變道四個模糊行為。

當無人駕駛汽車在行駛中，檢測到前方存在可移動障礙物時，傳感器或圖像設(shè)備等采集相關(guān)信息后，將無人駕駛汽車與障礙物之間縱向和橫向距離，根據(jù)模糊控制規(guī)則庫，進行邏輯推理，確定一個距離模糊域。再根據(jù)該距離模糊域，對無人駕駛汽車運動速度數(shù)據(jù)，根據(jù)模糊控制規(guī)則庫，進行邏輯推理，確定一種模糊輸出的行為或結(jié)果。

根據(jù)上面輸出行為或結(jié)果，進行反模糊化，選定一個特定減速加速度或/和左右變道的具體行為，實現(xiàn)與動態(tài)障礙物的避撞。。

在上述方案中，無人駕駛汽車根據(jù)人類避撞控制策略或仿真平臺測試數(shù)據(jù)，統(tǒng)計出各種運行狀態(tài)下發(fā)生碰撞的可能性，確定模糊控制的規(guī)則庫，其特征還包括：無人駕駛汽車根據(jù)確定距離和運行速度情況下，障礙物采取不同移動速度，統(tǒng)計在各種加速度情況下發(fā)生碰撞的機率，選擇機率最小作為確定最佳控制策略，建立對應(yīng)的模糊避撞規(guī)則庫。

在上述方案中，所述無人駕駛汽車與障礙物之間縱向和橫向距離，根據(jù)模糊控制規(guī)則庫，進行邏輯推理，確定一個距離模糊域。其特征還包括：分別為無人駕駛汽車與障礙物之間縱向和橫向距離建立一個三角形的模糊隸屬函數(shù)。。

在上述方案中，所述無人駕駛汽車和障礙物的運動速度作為模糊變量，其特征還包括：分別為無人駕駛汽車的運動速度建立一個對應(yīng)三角形的模糊隸屬函數(shù)。

在上述方案中，模糊輸出行為或結(jié)果，進行反模糊化操作，其進一步特征：在選擇特定減速加速度或/和左右變道操作時，考慮一種有利于無人駕駛汽車與前方障礙物之間最近距離最大化方向操作。