[发明专利]一种基于时间自动机的跟车行为生成方法

权利要求书

1.一种基于时间自动机的跟车行为生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，从交通数据集中提取原始跟车数据，包括后车速度、后车加速度、后车与前车的相对距离和相对速度，将后车速度、后车与前车的相对距离和相对速度作为跟车模型的输入参数，使用k-means聚类算法将输入参数符号化；

S2，利用时间自动机学习算法对跟车模型进行训练，得到跟车模型自动机，跟车模型的输出值为后车加速度；

S3，将跟车模型自动机的隐藏状态作为跟车的子状态，对子状态聚类，用于表示跟车子行为；

S4，分别对各跟车子行为建立Helly跟车模型，并利用跟车子行为的原始跟车数据，采用差分进化算法对各模型进行参数标定，根据实际的输入参数得到对应子行为下的后车加速度，从而获得跟车轨迹；

所述的步骤S2中，所述的时间自动机含有四个元素A,ε,T,H，其中ε为事件集，T为时间约束集，H为状态到时间约束的映射集，A为四维元组，A＝Q,Σ,Δ,q₀，其中Q为有限个状态的合集，∑为有限个符号的合集，Δ为有限个状态转移的合集，q₀为初始状态；

所述的步骤S3中，使用层次聚类法对子状态聚类，使用的距离计算公式为Jaro-distance，具体如下：

其中，JS为字符串相似度，字符串越相似，JS越接近1，L表示字符串长度，脚标i和j表示要计算距离的两个字符串的序号，N_match表示两个字符串匹配的字符个数，N_T表示错位的字符个数的一半，取1-JS作为字符距离相似度进行层次聚类，字符串越相似，1-JS越接近0。

2.根据权利要求1所述的一种基于时间自动机的跟车行为生成方法，其特征在于，所述的跟车子行为包括自由行驶、接近前车、稳定跟车和紧急制动。

3.根据权利要求1所述的一种基于时间自动机的跟车行为生成方法，其特征在于，所述的Helly跟车模型具体如下：

a(t)＝C₁·Δv(t-τ)+C₂·(Δx(t-τ)-D(t))

D(t)＝α+β·v(t-τ)+γ·a(t-τ)

其中，a(t)为加速度，Δx为后车与前车的距离，t为时间，v为后车速度，Δv为后车与前车的相对速度，D(t)为期望跟车时距，C₁、C₂、α、β、γ和τ是需要标定的参数，C₁和C₂用于调节相对车速和相对距离，α、β和γ用于计算期望跟车时距，τ表示驾驶员反应延迟。