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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了一种基于纵向安全间距模型的实时换道决策方法，涉及智能交通技术领域，解决了现有决策方法实时性差、时变交通环境不适用的技术问题，其技术方案要点是建立考虑与周围车辆碰撞风险以及前车突然减速行为的纵向安全间距模型；假设主车和周围车辆加速度保持不变，对主车和周围车辆的运动状态进行预测；计算预测时域内主车与当前车道前车的纵向间距，提出基于纵向安全间距模型的重规划决策方法；根据当前时刻，主车与周围车辆的位置关系、速度关系，设计势场法来选择出最优目标车道；采用样条曲线方法规划出安全轨迹，实现主车从初始车道到目标车道的安全、平稳切换，实现智能驾驶汽车在时变交通环境下的安全行驶。

主权项：1.一种基于纵向安全间距模型的实时换道决策方法，主车对当前车道和相邻车道进行检测，判断当前车道和相邻车道是否有障碍物，在存在障碍物的情况下，其特征在于，该方法包括：S1：获取主车状态信息和周围车辆位置、速度及加速度；S2：基于主车与周围车辆的碰撞风险构建纵向安全间距模型；S3：对主车和周围车辆的运动状态进行预测，得到未来状态的预测序列，在预测时域内根据预测序列对主车与当前车道前车的纵向间距进行计算，判断主车与周围车辆是否有碰撞风险，若有碰撞风险则基于所述纵向安全间距模型对换道轨迹进行重新规划，直至主车与周围车辆没有碰撞风险后转至步骤S4；若无碰撞风险则直接转至步骤S4；其中，所述预测序列的获取包括：若主车和周围车辆的加速度保持不变，则主车及周围车辆的运动表示为： 其中，表示主车周围车辆当前的纵向位置；表示主车周围车辆当前的速度；表示主车周围车辆当前的加速度；HC表示主车；PC表示当前车道前车；TP表示目标车道前车；TF表示目标车道后车；定义预测的时间间隔为Δt，预测步数为Np，则汽车纵向位置的预测序列表示为：XItk+Δt|tk,XItk+2Δt|tk,...,XItk+NpΔt|tk；2其中，tk表示当前时刻；S4：根据当前时刻主车与周围车辆的位置关系和速度关系设计车道势场，根据车道势场选择最优目标车道；S5：基于样条曲线方法实现主车从初始车道到最优目标车道的切换；其中，所述步骤S2中，所述纵向安全间距模型的构建包括：主车可能与当前车道前车、目标车道前车和目标车道后车发生碰撞，定义其碰撞点分别为CPC、CTP和CTF，则有：S21：在0≤t≤tc的时间范围内主车和当前车道前车不发生碰撞的条件表示为： 其中，tc表示主车离开当前车道的时间；XPC表示当前车道前车的纵向位置；LPC表示当前车道前车的长度；XH表示主车的纵向位置；LH表示主车的长度；WH表示主车的宽度；ψ表示主车的航向角；主车在变道过程中与当前车道前车保持的安全距离GPC表示为： 其中，Vx,HC表示主车的纵向速度；Vx,PC表示当前车道前车的纵向速度；bmax表示主车的最大减速度；bPC,max表示当前车道前车的最大减速度；Ts表示最小安全时间间隔；Vx,HC.Ts表示主车和当前车道前车保持的最小安全距离；当sinψ≈0时，式4表示为： S22：在tc≤t≤tf的时间范围内主车和目标车道前车不发生碰撞的条件表示为： 其中，tf表示换道过程的终止时刻；XTP表示纵向位置；Vx,TP表示纵向速度；LTP表示长度；bTP,max表示目标车道前车的最大减速度；GTP表示目标车道前车预期的安全距离；S23：在tc≤t≤tf的时间范围内主车和目标车道后车不发生碰撞的条件表示为： 其中，XTF表示目标车道后车的纵向位置；Vx,TF表示目标车道后车的纵向速度；LTF表示目标车道后车的长度；GTF＝Vx,TF.Ts表示主车与目标车道后车保持的最小安全距离；S24：式3至式7构成所述纵向安全间距模型。

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权利要求：

百度查询： 东南大学 一种基于纵向安全间距模型的实时换道决策方法