[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

自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，屬于車輛自動駕駛技術領域。解決了自動駕駛車輛在無信號燈交叉口時安全性差的問題。本發明包括：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，向對應的無燈交叉路口區域的交叉口智能體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；本發明適用于無人駕駛車輛通過無信號交叉路口。

技術領域

本發明屬于車輛自動駕駛技術領域。

背景技術

無信號控制的交叉口涉及到不同進口方向的車輛，可能在同一時間內，請求通過交叉 口，勢必在交叉口范圍內的某些區域造成潛在的沖突，增加了碰撞事故發生的風險。對于 人類駕駛而言，面對這種類型的交叉口，人類駕駛員之間會自動的做出“協商”，從而調整 各自的駕駛行為，進而有序的依次通過交叉口，通常不會造成交通事故的發生。但是，對 于自動駕駛車輛而言，無信號交叉口這種存在“潛在沖突”的通行構成了十分復雜的交通情 景，需要較高的智能水平，才能確保安全通行。此外，無信號交叉口處的多個自動駕駛車 輛需要有效的協調和溝通才能完成集體層面高效、安全的通行，因此，僅僅依賴自動駕駛 車輛單體智能決策，并不能很好的完成集體層面的協商和溝通。

發明內容

本發明目的是為了解決自動駕駛車輛在無信號燈交叉口時安全性差的問題，提供了一 種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統。

本發明所述一種自動駕駛車輛無信號交叉口協調通行控制系統，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。

進一步地，本發明中，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。

進一步地，本發明中，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。

進一步地，本發明中，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。

進一步地，本發明中，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。

進一步地，本發明中，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。

進一步地，本發明中，深度Q學習的方式訓練的全連接深度神經網絡過程為：