[發明專利]自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統

在審

• 申請號: 202110956264.4
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113724518A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 崔建勛;曲明成
• 申請（專利權）人: 崔建勛;曲明成
• 主分類號: G08G1/0967
• 分類號: G08G1/0967;G08G1/16;H04W4/44;G06N3/04;G06N3/08;G05D1/02
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 張利明

1.一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，包括：車輛智能體VA和交叉口智能體IA；

車輛智能體VA設置在無人駕駛車輛上，用于檢測自身所在的無人駕駛車輛是否進入無燈交叉路口區域，若是進入無燈交叉路口區域，與對應的無燈交叉路口區域的交叉口智能體IA建立無線通信連接，并向交叉口智能體IA發送通過請求信號和車輛的實時狀態信息；

所述交叉口智能體IA設置在無燈交叉路口區域內，與發送通過請求信號的車輛智能體VA建立無線通信連接，并接收車輛智能體VA的實時狀態信息；

交叉口智能體IA還用于根據交叉口幾何信息、交通法規信息和每輛請求通過無人駕駛車輛的實時狀態信息，利用經過深度Q學習的方式訓練的全連接深度神經網絡，確定每輛請求通過的無人駕駛車輛下一時刻的速度、加速和方向盤轉角控制信號，并將獲取的控制信號發送至對應車輛智能體VA；

所述車輛智能體VA，還用于將接收的速度、加速和方向盤轉角控制信號轉發至車輛的自動控制系統，實現對無人駕駛車輛的控制，將更新后的實時狀態信息發送至交叉口智能體IA，直至無人駕駛車輛駛出所述無燈交叉路口區域。

2.根據權利要求1所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，車輛的實時狀態信息包括：當前無人駕駛車輛的位置、速度、行駛方向、車輛寬度和車輛的優先通行等級。

3.根據權利要求2所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，車輛的優先通行等級：普通車輛的優先級設置為常數1，公交車輛優先級設置為常數3，應急救援車輛設置為常數10。

4.根據權利要求1所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，全連接深度神經網絡的輸入為每輛請求通過自動駕駛車輛的狀態向量按照時間和優先通行等級排列構成狀態矩陣。

5.根據權利要求4所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，所述每輛自動駕駛車輛的狀態向量包括當前位置的x坐標和y坐標、速度、寬度、長度、通過方向和優先通行等級。

6.根據權利要求5所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，深度Q學習方式的獎勵函數為：

其中，r(s,a)為待通過的無人駕駛車輛在狀態S時采用決策動作a的實時獎勵收益，a為決策動作，S無人駕駛汽車的實時狀態。

7.根據權利要求6所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，深度Q學習的方式訓練的全連接深度神經網絡過程為：

步驟一、基于∈-greedy策略，給定狀態轉換樣本s,a,r,s′；

步驟二、利用所述狀態轉換樣本s,a,r,s′計算當前狀態s下，策略動作a對應的預期總收益Q值；

步驟三、執行Q值最大的策略動作a，自動駕駛車輛的環境狀態轉換至狀態s′，計算狀態s′下的策略動作a′對應的預期總收益Q值；

步驟四、將s′,a′,r,s″作為狀態轉換樣本s,a,r,s′，返回執行步驟二，直至預期總收益Q值收斂。

8.根據權利要求7所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，策略動作a對應的預期總收益Q值的計算公式為：

Q(s，a)＝r(s，a)+max_a′Q(s′，a′)

其中，Q(s,a)為狀態s下，選擇策略動作a的預期總收益，max_a′Q(s′，a′)為輸入狀態為s′時，選擇策略動作a′的最大預期總收益。

9.根據權利要求1所述的一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，其特征在于，交叉口智能體IA與車輛智能體VA通過無線電信號、GSM、WI-FI、4G或5G建立無線通信。