[發明專利]一種用于無人駕駛車輛的最優對等碰撞避免方法

有效

• 申請號: 202011185044.8
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112330959B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 高天寒;張溫玉
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/16;B60W30/08;B60W40/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.一種用于無人駕駛車輛的最優對等碰撞避免方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：將車輛抽象處理成長為a，寬為b的矩形，以p為矩形中心，車輛表示為R(p，a，b)；

步驟2：計算車輛間的最優對等避免碰撞速度集，過程如下：

步驟2.1：計算車輛A的速度障礙集合為：

其中，v為車輛A的當前速度，t為時間變量，τ為A選擇集合V_A內的速度時將與B發生碰撞的時間，a_A和a_B分別為車輛A的長和寬，b_A和b_B分別為車輛B的長和寬；車輛A若選擇該集合內的速度，將在時間τ內與B發生碰撞；

同樣的原則計算車輛B的速度障礙集合

已知車輛A和B的當前速度分別為v_A和v_B，根據速度障礙的定義我們可以得到，如果或者A和B保持當前速度前進，將至少在時間τ內碰撞；相反，如果則車輛A和B至少可以避免在時間τ內碰撞；

步驟2.2：計算車輛的避碰速度集合：

使用表示集合X和Y的閔可夫斯基和，那么對于任何集合V_B，如果v_B∈V_B且A和B保持當前速度前進，將至少在時間τ內碰撞；此時對于任意車輛B的可選擇速度集合V_B，車輛A為保證與B至少在時間τ內無碰撞，車輛A的避碰速度集的定義為：

用同樣的原理得到車輛B的避碰速度集為

步驟2.3：計算車輛的最優對等避碰速度集合：

合理選擇車輛A和B的速度集合V_A、V_B，使得車輛A和B對等最大避碰，即且分別從V_A、V_B中選擇最接近優化速度和的速度對，集合和分別表示車輛A和B的最優對等避免碰撞速度集，這個集合包含更多接近優化速度和的允許速度，同時對于所有其他對等碰撞避免速度對V_A和V_B有：

步驟3：為車輛設置有限視野：設置碰撞時間范圍，車輛僅考慮從當前時刻起在所述時間范圍內的碰撞，忽略從當前時刻起超過時間范圍后發生的任何碰撞；

步驟4：設置不同情景下不同車輛避免碰撞的原則；

步驟5：車輛實時感應碰撞并根據步驟4的避免碰撞原則躲避碰撞。

2.根據權利要求1所述的一種用于無人駕駛車輛的最優對等碰撞避免方法，其特征在于：所述步驟4的不同情景包括直線道路和彎道兩種情景。

3.根據權利要求2所述的一種用于無人駕駛車輛的最優對等碰撞避免方法，其特征在于：所述直線道路情景的避免碰撞原則為：

汽車檢測到前方即將與相對行駛的車輛發生碰撞時，汽車自動化系統操控汽車互相遠離對方，實現了車輛間平等承擔躲避碰撞的責任；

車輛如果檢測到即將與前方并行行駛的汽車車尾發生碰撞，汽車自動化系統將會操控汽車努力避開，無論前方車輛是否也在躲避碰撞；

因此在直線道路上，位于前方的車輛只會躲避兩側護欄以及道路上的故障車輛，并間隔一定時間關注后方是否有與其他車輛之間潛在的碰撞需要躲避，不會為了躲避后方車輛的碰撞而放棄自己的優勢減速或變向。