[發(fā)明專利]基于模糊推理和有限狀態(tài)機(jī)的換道決策方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210552634.2
• 申請(qǐng)日: 2022-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN114872708A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亮;蘇東旭;馬文峰;王子軍;李成浩;趙一;路文哲;程門立雪;張建剛;孫啟越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 一汽奔騰轎車有限公司
• 主分類號(hào): B60W30/18
• 分類號(hào): B60W30/18;B60W60/00;B60W50/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 陳晶

本發(fā)明公開了一種基于模糊推理和有限狀態(tài)機(jī)的換道決策方法及系統(tǒng)，換道決策方法包括：建立車輛動(dòng)力學(xué)模型；建立道路試驗(yàn)場(chǎng)景；定義有限機(jī)的頂層狀態(tài)；定義有限機(jī)底層狀態(tài)；獲取當(dāng)前本車的運(yùn)行狀態(tài)信息以及獲取本車駕駛環(huán)境中的路況、行人以及交通車輛的交通信息；在給定全局路徑后，將獲取的當(dāng)前本車的運(yùn)行狀態(tài)信息和交通信息交互情況輸送給有限狀態(tài)機(jī)；搭建模糊控制器，基于模糊推理判斷本車的駕駛意圖，并做出相應(yīng)的行為決策，進(jìn)行聯(lián)合仿真；本發(fā)明解決有限狀態(tài)機(jī)對(duì)特定場(chǎng)景缺乏遍歷深度的問題，提升場(chǎng)景遍歷深度，提升換道決策的準(zhǔn)確性與合理性、增強(qiáng)自動(dòng)駕駛的安全性，合理控制車輛速度，提高行駛效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于模糊推理和有限狀態(tài)機(jī)的換道決策方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在新一輪科技革命的背景下，5G、云計(jì)算、人工智能等新興技術(shù)得到快速發(fā)展，并快速滲透到了交通領(lǐng)域中，促進(jìn)了智能駕駛技術(shù)的發(fā)展，汽車的智能化變革已成不可逆之勢(shì)。行為決策作為智能車的大腦，在判別車輛行駛狀態(tài)與發(fā)送駕駛指令等方面發(fā)揮著重要的作用。決策系統(tǒng)的算法主要有基于規(guī)則和基于學(xué)習(xí)算法兩大類，基于規(guī)則的決策代表方法為有限狀態(tài)機(jī)。

有限狀態(tài)機(jī)按照結(jié)構(gòu)可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。基于有限狀態(tài)機(jī)的決策方法具備場(chǎng)景遍歷廣度優(yōu)勢(shì)，但對(duì)某一特定場(chǎng)景缺乏遍歷的深度，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件也較為簡(jiǎn)單。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于模糊推理和有限狀態(tài)機(jī)的換道決策方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于模糊推理和有限狀態(tài)機(jī)的換道決策方法，包括：

搭建行為決策及軌跡規(guī)劃模型以及建立車輛動(dòng)力學(xué)模型；

建立道路試驗(yàn)場(chǎng)景并進(jìn)行聯(lián)合仿真；

定義有限機(jī)的頂層狀態(tài)為：?jiǎn)?dòng)、路上、預(yù)進(jìn)入路口和匝道口；

定義有限機(jī)底層狀態(tài)為：車道保持、左換道、右換道、加速和減速；

通過車載傳感器獲取當(dāng)前本車的運(yùn)行狀態(tài)信息以及獲取本車駕駛環(huán)境中的路況、行人以及交通車輛的交通信息；

在給定全局路徑后，將獲取的當(dāng)前本車的運(yùn)行狀態(tài)信息和交通信息交互情況輸送給有限狀態(tài)機(jī)，搭建模糊控制器，基于模糊推理判斷本車的駕駛意圖，并做出相應(yīng)的行為決策，其中，所述的行為決策包括行駛、跟隨、變道和停車指令。

進(jìn)一步地，還包括：

探測(cè)前方是否有交通車，與其距離大于第一閾值時(shí)，本車處于自由行駛狀態(tài)，且速度逐漸增加；

探測(cè)與前方交通車的距離達(dá)到第一閾值時(shí)，本車進(jìn)行車輛追蹤，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)本車和前方交通車的車速；

當(dāng)檢測(cè)到與前車距離以及與前車的速度差使模糊推理得到的換道意愿系數(shù)達(dá)到換道臨界閾值，車輛開始左換道，換道過程中探測(cè)本車邊界與周圍交通車的距離，根據(jù)距離大小自動(dòng)調(diào)整速度；

探測(cè)前方無障礙物，車輛以設(shè)定的第一速度自由行駛，且不超過最高限速；

在規(guī)劃路線上，距離需駛離的匝道口預(yù)設(shè)距離時(shí)，檢測(cè)到車輛不位于右側(cè)車道，則進(jìn)行右變道，而后通過匝道口駛離公路。

進(jìn)一步地，還包括：

本車與交通車的速度差值和車距確保了在滿足駕駛距離安全性的前提下，接近設(shè)定的期望速度；

在單向雙車道公路環(huán)境中行駛時(shí)，當(dāng)自車的行駛速度高于期望速度且超過前車速度時(shí)，車輛越趨向于變道；其中，速度差值系數(shù)由下式定義：