[發明專利]一種自動駕駛背景下的非機動車過街路權協商系統

有效

• 申請號: 202110233675.0
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113183981B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陸麗麗;陳旭;陳巨峰;陳大柱
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;G08G1/0967;G08G1/01
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

1.一種自動駕駛背景下的非機動車過街路權協商系統，其特征在于包括環境感知模塊、決策模塊、輸出模塊和反饋模塊，所述的環境感知模塊包括自動駕駛車載監控模塊、非機動車載監控模塊、路側監控模塊，所述的輸出模塊包括自動駕駛車輛輸出模塊和非機動車輸出模塊，所述的自動駕駛車載監控模塊和所述的自動駕駛車輛輸出模塊搭載在自動駕駛車輛上，所述的非機動車車載監控模塊、所述的非機動車輸出模塊和所述的反饋模塊搭載在非機動車上，所述的路側監控模塊安裝在非機動車過街路側；所述的自動駕駛車載監控模塊用于獲取自動駕駛車輛速度、加速度和行車方向信息并輸出給所述的決策模塊，所述的非機動車車載監控模塊用于獲取非機動車速度、加速度和行車方向信息并輸出給所述的決策模塊，所述的路側監控模塊用于獲取自動駕駛車輛位置信息和非機動車位置信息并輸出給所述的決策模塊，所述的決策模塊能夠對輸入其內的信息進行處理生成對應的決策信號輸出，所述的決策模塊還能夠通過所述的自動駕駛車輛輸出模塊輸出對非機動車駕駛人的提示信息，所述的自動駕駛車輛輸出模塊用于執行來自決策模塊的決策信號，所述的反饋模塊用于將非機動車駕駛人輸入其內的反饋信息輸出給所述的決策模塊；當自動駕駛車輛與非機動車在街口相遇時，所述的自動駕駛車載監控模塊獲取自動駕駛車輛速度、加速度和行車方向信息并輸出給所述的決策模塊，所述的非機動車車載監控模塊獲取非機動車速度、加速度和行車方向信息并輸出給所述的決策模塊，所述的決策模塊對其接收的信息進行處理并生成相應決策信號輸出，在生成相應決策信號過程中，如有需要，所述的決策模塊能通過所述的自動駕駛車輛輸出模塊輸出對非機動車駕駛人的提示信息，也能通過所述的反饋模塊接收非機動車駕駛人輸出的反饋信息，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號；

所述的決策模塊生成相應決策信號的具體過程為：

S1、所述的決策模塊通過所述的自動駕駛車載監控模塊、所述的非機動車載監控模塊和所述的路側監控模塊輸出的檢測信號中的自動駕駛車輛和非機動車的速度、加速度、行車方向和位置信息預測出自動駕駛車輛與非機動車的行駛軌跡；

S2、將以自動駕駛車輛與非機動車預測的行駛軌跡的交匯點為圓心，自動駕駛車輛長度的1.5倍為半徑所形成的圓形區域定義為危險區域；

S3、將自動駕車輛到達危險區域起點邊緣的時間記為t_vs，終點邊緣的時間記為t_ve，非機動車到達危險區域起點邊緣的時間記為t_ns，終點邊緣的時間記為t_ne，非機動車到達危險區域起始邊緣前自動駕駛車輛穿越危險區域的速度記為v_max，采用公式(1)～(4)分別計算得到t_ns、t_ne、t_vs和v_max：

其中，min為取最小值符號；d_v為自動駕駛車輛當前位置離預測的該自動駕駛車輛將到達的危險區域起始邊緣的距離，d_v等于所述的決策模塊獲取的自動駕駛車輛當前位置和預測的該自動駕駛車輛將到達的危險區域起始邊緣位置的直線距離；d_n為非機動車當前位置離預測的該非機動車將到達的危險區域起始邊緣的距離，d_n等于所述的決策模塊獲取的非機動車當前位置和預測的該非機動車將到達的危險區域起始邊緣位置的直線距離；v_v為自動駕駛車輛當前的速度；v_n為非機動車當前的速度；w為危險區域的直徑；l為自動駕駛車輛的長度；v_lm為自動駕駛車輛允許的最高速度；

S4、比較d_v+w+l和的大小，其中a_l為自動駕駛車輛性能內的最大加速度，根據比較結果確定t_ve的值，具體為：

如果則令

如果則令

S5、所述的決策模塊分別比較t_ne和t_vs的大小以及t_ns和t_ve的大小，基于比較結果生成對應的決策信號輸出，具體為：

當t_ne＜t_vs或者t_ve＜t_ns時，所述的決策模塊判斷自動駕駛車輛和非機動車不存在同時到達危險區域的可能，此時所述的決策模塊輸出正常通行的決策信號至所述的自動駕駛車輛輸出模塊，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號，控制自動駕駛車輛正常通過街口；

當t_ne≥t_vs且t_ve≥t_ns時，所述的決策模塊判斷自動駕駛車輛和非機動車存在同時到達危險區域的可能，此時所述的決策模塊先通過所述的非機動車輸出模塊以交流信息的方式詢問非機動車行駛人是否同意讓行，之后，如果所述的決策模塊在預設時間內從所述的反饋模塊處獲取到非機動車行駛人反饋的“是”的有效輸入，此時所述的決策模塊輸出正常通行的決策信號至自動駕駛車輛輸出模塊，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號，控制自動駕駛車輛正常通過街口；

如果所述的決策模塊在預設時間內從所述的反饋模塊處獲取到非機動車行駛人反饋的“否”的有效輸入，此時所述的決策模塊比較自動駕駛車輛在非機動車到達危險區域前停車所需的最小加速度a_s和自動駕駛車輛性能內的最大加速度a_l，根據比較結果確定自動駕駛車輛能否在非機動車到達危險區域前停車,a_s按如下公式進行計算：

當a_sa_l時，所述的決策模塊判斷自動駕駛車輛能在非機動車到達危險區域前停車，此時所述的決策模塊輸出禁止通行的決策信號至自動駕駛車輛輸出模塊，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號，控制自動駕駛車輛開始減速并在危險區域前停車，同時所述的決策模塊輸出能夠通行的提醒信號至所述的非機動車輸出模塊，提醒非機動車駕駛人正常過街；

當a_s≥a_l時，所述的決策模塊判斷自動駕駛車輛不能在非機動車到達危險區域前停車,此時所述的決策模塊輸出正常通行的決策信號至所述的自動駕駛車輛輸出模塊，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號，控制自動駕駛車輛正常通過街口，同時所述的決策模塊輸出“前方危險”的提醒信號至所述的非機動車輸出模塊，提醒非機動車駕駛人讓行；

如果所述的決策模塊在預設時間內從所述的反饋模塊處未獲取到非機動車行駛人輸入的有效輸入信息，此時所述的決策模塊利用非機動車監控模塊檢測到的非機動車加速度和速度信息判斷非機動車的“走-停”狀態，檢測非機動車是否繼續前進，當判斷非機動車處于繼續前進狀態時，所述的決策模塊按照之前的方法利用當前信息重新判斷自動駕駛車輛能否在非機動車到達危險區域前停車，并進行相應操作；當判斷非機動車處于停止前進狀態時，所述的決策模塊輸出正常通行的決策信號至所述的自動駕駛車輛輸出模塊，所述的自動駕駛車輛輸出模塊執行來自所述的決策模塊的決策信號，控制自動駕駛車輛正常通過街口。