[发明专利]一种基于预测反馈的辅助驾驶用目标车辆换道识别方法

权利要求书

1.一种基于预测反馈的辅助驾驶用目标车辆换道识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1通过搭载在智能网联汽车上的传感器系统实时采集周围目标车辆运动状态信息和道路结构信息，经过车道线识别和目标检测跟踪算法处理后得到自车坐标系下当前时刻目标车辆的运动状态和道路车道线方程；

S2根据上述自车坐标系下当前时刻目标车辆的运动状态和道路车道线方程，计算地面坐标系下当前时刻目标车辆运动状态和目标车辆矩形包络框，提取地面坐标系下当前时刻目标车辆的换道意图特征量；所述换道意图特征量包括目标车辆质心沿垂直于道路车道线方向的横向速度v_y、目标车辆矩形包络框至道路车道线的横向距离d_y以及跟车情景中目标车辆相对同车道前方运动车辆沿道路车道线切向的纵向速度Δv_x和纵向距离d_x；

S3根据提取的地面坐标系下当前时刻目标车辆换道意图特征量，定义作为换道判据的目标车辆预测换道时间和跟车危险系数；根据HighD数据集统计得到预测换道时间和跟车危险系数的换道阈值；若预测换道时间或跟车危险系数大于相应的目标车辆换道阈值，则初步识别目标车辆正在或将要换道，并根据预测换道时间的符号判定向左或向右换道，否则初步识别目标车辆保持当前车道；

S4根据步骤S3得到的初步识别结果，采用多项式拟合和最优化方法预测目标车辆运动轨迹：首先确定目标车辆运动轨迹约束，使用多项式拟合得到符合运动轨迹约束的运动轨迹，然后通过最优化方法筛选得到最可能的运动轨迹作为目标车辆预测运动轨迹；

S5将符合匀加速运动约束的运动轨迹作为目标车辆参考运动轨迹；计算目标车辆预测运动轨迹与目标车辆参考运动轨迹的累积距离偏差，若该偏差值超过设定的轨迹偏差阈值，则判定目标车辆预测运动轨迹不符合运动轨迹约束，即初步识别结果不符合运动约束，若初步识别结果为不换道则修正为换道、若初步识别结果为换道则修正为不换道，经过反馈修正后得到最终的目标车辆换道识别结果；若该偏差值未超过设定的轨迹偏差阈值，则维持初步识别结果不变，作为最终的目标车辆换道识别结果；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S3.1根据提取的地面坐标系下当前时刻目标车辆换道意图特征量，定义作为目标车辆换道判据的预测换道时间TTLC和跟车危险系数RP：

所述预测换道时间TTLC定义为地面坐标系下当前时刻目标车辆矩形包络框到道路车道线的垂直距离d_y与目标车辆质心沿垂直道路车道线方向的横向速度v_y的比值，表达式如下：

所述跟车危险系数RP定义如下：

a)若当前时刻目标车辆同一车道前方不存在运动车辆，则设置跟车危险系数RP为零；

b)若当前时刻目标车辆同一车道前方存在运动车辆，则将跟车危险系数RP定义为目标车辆的车头时距THW和碰撞时间TTC的加权和，表达式如下：

其中，

目标车辆的车头时距THW＝d_x/v_x，d_x为当前时刻目标车辆相对同车道前方运动车辆沿道路车道线切向的纵向距离，v_x为当前时刻目标车辆沿车道线切向的纵向速度；

目标车辆的碰撞时间TTC＝d_x/Δv_x，Δv_x为当前时刻目标车辆相对同车道前方运动车辆沿道路车道线切向的纵向速度；

a，b分别为当前时刻目标车辆的车头时距和碰撞时间的权重系数，调整车头时距和碰撞时间的权重系数a，b的值，并在HighD数据集上测试，选取最优的权重系数a，b使得换道车辆与不换道车辆的跟车危险系数RP值之差最大；

S3.2统计HighD数据集中换道车辆与不换道车辆的的预测换道时间TTLC和跟车危险系数RP，确定预测换道时间TTLC和跟车危险系数RP的阈值分别作为目标车辆的换道阈值α，β，使HighD数据集上测试换道识别准确率最高；

S3.3根据目标车辆的换道阈值α，β，将目标车辆的换道状态分为向左换道、向右换道和不换道；向左换道和向右换道的判断条件分别为：

LCL＝(0＜TTLC＜α)∪(RP＞β) (3)

LCR＝(-α＜TTLC＜0)∪(RP＜-β) (4)

式中，LCL表示目标车辆的换道状态为向左换道，LCR表示目标车辆的换道状态为向右换道，既不满足向左也不满足向右换道条件的则为不换道。