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专利号: 2021100507196
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1:基于可接受间隙理论,对道路中行人受到来自环境和自动驾驶交通流的风险值进行评估;

步骤S2:估计行人通行意图;

步骤S3:综合行人受到的风险值、等待时间和行人通行意图确定自动驾驶汽车通行方案。

2.如权利要求1所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述步骤S1建立不同交通条件下行人风险的评估方法,具体包括:步骤S11:对行人和自动驾驶汽车分别计算以当前速度和方向到达冲突点所用的时间;

步骤S12:计算行人和自动驾驶汽车以当前速度和方向到达冲突点所用的时间差;

步骤S13:计算行人受到来自自动驾驶车辆和自身位置的风险值。

3.如权利要求2所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述步骤S11中的计算公式如下:

上式中,在时刻t,TTCPα(t)为行人α到冲突点的时间, 为车道lk中的自动驾驶汽车vi到冲突点的时间, 为行人α的位置坐标, 为车道lk中的自动驾驶汽车vi的位置坐标, 为行人和自动驾驶汽车轨迹交点的位置坐标; 为行人α的速度; 为车道lk中的自动驾驶汽车vi的速度;

若TTCPα(t)和 为负值则表明行人或车辆此时已通过冲突点。

4.如权利要求2所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述步骤S12中的计算公式如下:

上式中, 为TTCPα(t)与 的绝对差。

5.如权利要求2所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述步骤S13包括:

1)判断每条车道中的第一辆自动驾驶汽车与行人是否存在冲突,当满足下述公式时,行人和自动驾驶汽车间存在冲突,

上式中: 为行人α与车道lk上的自动驾驶汽车vi之间TTCPα(t)与 的绝对差;w为单个车道宽度;

2)当行人和自动驾驶汽车间存在冲突时,判断行人在车道上所处的位置;

3)判断道路上所有车道中对行人穿越行为产生影响的自动驾驶汽车数量K(t),其计算公式如下:

上式中:在t时刻,K(t)为道路上对行人穿越行为产生影响的自动驾驶汽车数量;

为车道lk,(l1,l2,l3,l4)中的自动驾驶汽车vi距冲突人行横道的距离; 为车道lk,(l1,l2,l3,l4)中自动驾驶汽车vi的坐标;

4)评估行人受到来自自动驾驶汽车和自身位置的总风险PRv(t)。

6.如权利要求5所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述总风险PRv(t)的评估计算如下:当行人与车道上的第一辆自动驾驶汽车发生冲突时,判断该自动驾驶汽车是否在队列中;如果相同车道上有多辆自动驾驶汽车,相邻两辆汽车之间的相对速度为0且车头时距为定值,即判定与行人产生相互作用的第一辆自动驾驶汽车位于自动驾驶队列中,此时,自动驾驶汽车利用公式计算行人受到自动驾驶队列和自身位置的风险值PRvp(t),公式如下:

上式中,在时刻t,αPRv1为归一化参数; 为反映行人处于不同车道时的风险差异系数; 为车道lk上自动驾驶汽车队列中车辆的数量;

当与行人发生相互作用的第一辆自动驾驶汽车不在驾驶队列中时,该自动驾驶汽车作为一个单独个体对行人产生影响,此时行人受到来自动驾驶汽车和自身位置的风险值PRvs(t)利用下述公式进行计算:

上式中,在时刻t,αPRv2为归一化参数; 为车道lk上相邻自动驾驶车辆vi和vj之间的车头间距,即两车通过道路同一地点的时间差;

最后,计算行人受到来自自动驾驶汽车和自身位置的总风险PRv(t),在所有车道与行人发生相互作用的所有车辆K(t)中,计算行人在面对这些车辆中自动驾驶队列和单个自动驾驶汽车时所受到的总风险值,公式如下:

7.如权利要求1所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,所述步骤S2中行人让自动驾驶汽车优先通行的概率PY(t)与行人受到来自自动驾驶汽车和自身位置的总风险PRv(t)成正比,当0≤PRv(t)≤0.1,自动驾驶汽车与行人不存在通行权冲突,双方保持当前运动状态;当0.8

8.如权利要求1所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,还包括:利用步骤S1计算每一时刻场景中所有行人的总风险值,并根据步骤S2估计行人此刻意图,综合当前时刻行人风险、等待时间和行人通行意图确定自动驾驶汽车通行方案,所述步骤S3在通行权决策过程结束后,自动驾驶汽车根据行人风险值更新下一时刻的速度值。

9.如权利要求1所述的面对行人时自动驾驶汽车的通行权决策方法,其特征在于,还包括:

1)检测:利用自动驾驶汽车车载传感器搜集到的行人运动状态、位置、手势和眼神数据判断车辆与行人是否存在轨迹冲突;同时,检测自动驾驶汽车运动状态、位置、与前后车辆间的车头间距,判断车辆是否处于车队中,以及记录自动驾驶汽车队列中的车辆数目;

2)风险评估:当轨迹冲突存在时,自动驾驶车辆根据步骤S1估计检测范围内所有行人的风险值;

3)意图估计:针对存在通行冲突风险的行人,自动驾驶汽车利用意图估计表估计行通行意图,所述通行意图为让行或者优先通行;

4)意图匹配:根据估计出的行人意图,判断自身通行意图与行人通行意图是否匹配,如双方通行意图不匹配,自动驾驶汽车开始进行通行权决策;

5)通行权决策:根据自动驾驶汽车对行人意图的估计,改变并决定自身通行意图,通过优先通行或减速停车,使得双方意图相匹配;

6)状态更新:如果自动驾驶汽车在当前时刻通行权决策未达成,将根据以下公式更新自身下一时刻的速度和位置,行人保持当前运动状态更新下一时刻的速度和位置,并重复进行上述循环流程,直到双方意图匹配达成通行权决策;当通行权决策完成时,自动驾驶汽车将决策结果传递给行人,双方按照决策结果有序通行,一方等待,另一方优先通行;

Vad(t)=(1‑PRv(t))*Vmax上式中,在时刻t,Vad(t)为决策未完成时自动驾驶汽车的建议速度;Vmax为自动驾驶汽车能达到的最大速度。