[发明专利]一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法

说明书

本发明提出了一种无人驾驶汽车自主变道的决策系统。首先通过信息采集模块获取车道线、障碍物和周围交互车辆的车速、与本车的距离等环境信息，将信息传输到主控制模块；再由主控制模块进行分析，判断是否满足变道条件，并进行模拟计算，得出变道方案传输到控制执行模块；然后由车辆控制器根据决策信号控制车辆的转向和速度等，进行变道。在变道过程中，信息采集模块须对环境和周围车辆进行实时监测，同时本车的运行状况也要实时反馈给车辆主控制模块，以便车辆面临突发情况，能够及时调整决策信息，达到安全有效地实现无人驾驶车辆自主变道的目的。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，具体是一种涉及无人驾驶汽车实现自主变道的决策方法。

背景技术

由于汽车的大量使用，虽然给人们的出行带来极大的便利，但随之而来的问题也日益严重，如造成城市交通拥堵、交通事故频发等。其中，因变道引发的事故占总交通事故的4％-10％，且人为原因占了75％。如何提高车辆变道操作的安全性与可靠度，一直以来都是交通安全研究领域的重要课题。通过准确的环境信息感知，加上科学、合理的决策分析与稳定可靠的控制算法，使车辆自主变道的安全性比充满不确定因素的驾驶员更具优越性，有效地控制人为因素造成的交通事故。

在无人驾驶汽车研究中，由于道路环境、车辆的运行状况、周围车辆的行驶状态等许多多变的因素，实现自主变道一直是较为困难的部分。如何判断是否能够进行变道、如何制定变道的决策方案、如何根据实况调整方案、如何控制车辆进行变道，都是实现自主变道需要解决的问题。本发明提出的无人驾驶汽车自主变道决策系统就是针对以上的问题展开研究的。

发明内容

本发明提出了一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法，该系统实现了无人驾驶汽车进行自主变道的功能，提高了车辆的智能化程度，同时能有效地实时监测车辆与周围车辆的运行状态，提高车辆的安全性能，降低事故的发生率。

为实现上述目的，本发明提出的无人驾驶汽车的自主变道决策方法，包括四大模块和决策模拟计算。

其中决策系统的四大模块为：

(1)车辆主控制模块，是由一台工控机构成的。该模块将信息采集模块采集到的车道信息、障碍物信息、周围车辆的信息以及本车信息反馈模块传输的本车的行驶状态信息进行分析处理，得出车辆的变道决策方案，然后将决策信息输出到控制执行模块。

(2)信息采集模块，包括摄像机、毫米波雷达、激光雷达。该模块利用摄像机采集车道线信息，观察车道线是否为虚线；用雷达探测周围交互车辆的行驶速度和与本车的相对距离以及障碍物情况。

(3)控制执行模块，由制动控制器、转向控制器、转向灯控制器和油门控制器组成。该模块根据主控制模块传输的决策信息，通过控制器以改变本车的速度和转向角，完成变道动作；

(4)本车信息反馈模块，包括陀螺仪和速度传感器。该模块将陀螺仪测得的转向角角度和速度传感器测得的车辆速度反馈给车辆主控制模块，以便车辆主控制模块实时监测本车的运行状态。

该决策系统的模拟计算包括以下步骤：

(1)根据信息采集模块测得的车辆相对距离、车道线、障碍物等信息，判断是否满足变道的初始条件，若满足则进行模拟计算；

(2)根据变道时间和目标车道前后车辆的行驶状态，得出变道完成后前后车辆各自的行驶距离和两车的相对距离；

(3)假定变道完成后本车的位置，根据三辆车的位置关系，判断是否满足变道终止条件，若满足则根据变道前后本车的位置，计算得出本车在变道过程中所需的转向角角度和加速度。

由上述说明可知，本发明针对性强、决策方法简单；各模块功能明确、相互协作，算法容易实现，具有较好的可行性。

附图说明

图1是自主变道系统硬件结构图；