[发明专利]用于自动驾驶虚拟测试的交通车换道决策规划方法

权利要求书

1.用于自动驾驶虚拟测试的交通车换道决策规划方法，其特征在于：

所述交通车换道决策规划方法具体过程如下：

步骤S1：确定强制换道目标车道；

所述步骤S1中，确定强制换道目标车道的公式具体如下：

上述确定强制换道目标车道的公式中：

MRP^j为车道l^j是否符合宏观的路径规划的判断结果，如果MRP^j为1，车道l^j能驶向下一个路段；如果MRP^j为0，车道l^j不能驶向下一路段；

一个路段内包含多个符合路径规划的目标车道L_m是当前交通车Veh^o所在路段内所有强制换道目标车道l_m的集合；

步骤S2：判断自由换道动机，若需要自由换道，则进入步骤S3，若不需要自由换道，则进入步骤S5；

所述步骤S2中，判断自由换道动机的公式具体如下：

上述判断自由换道动机的公式中：

为当前时刻交通车Veh^o的期望速度；

为出发前做出路径规划时的推荐车速；

为了按时到达目的地，当前需要达到的期望速度；

为当前所在车道的平均车速；

p^o(t)为焦虑指数；

DLCI为自由换道动机判定结果；

当p^o(t)超过预设的焦虑指数阈值p_th时，DLCI为1，判断需要自由换道；

当p^o(t)小于预设的焦虑指数阈值p_th时，DLCI为0，判断不需要自由换道；

步骤S3：确定自由换道潜在目标车道，若自由换道潜在目标车道不存在，则返回步骤S2，若自由换道潜在目标车道存在，则进入步骤S4；

所述步骤S3中，当自由换道的动机产生后，查看当前路段是否存在车道l_d，使交通车Veh^o的焦虑指数降低，并根据交通车Veh^o对车道k的预估焦虑指数筛选潜在目标车道；

所述交通车对车道的预估焦虑指数的计算公式如下：

上述确定交通车对车道的预估焦虑指数的公式中：

为交通车Veh^o对车道k的预估焦虑指数；

为车道k的平均车速；

为当前时刻交通车Veh^o的期望速度；

筛选潜在目标车道的公式如下：

上述筛选潜在目标车道的公式中：

DLCL^k为交通车Veh^o对车道k是否符合自由换道潜在目标车道的判断结果；

当交通车Veh^o对车道k的预估焦虑指数大于焦虑指数阈值p_th，DLCL^k值为0，该车道不符合自由换道潜在目标车道的判定条件，判断不存在自由换道潜在目标车道；

当交通车Veh^o对车道k的预估焦虑指数小于焦虑指数阈值p_th，DLCL^k值为1，该车道符合自由换道潜在目标车道的判定条件，判断存在自由换道潜在目标车道；

步骤S4：预判换道动机协调性，若换道动机协调，则进入步骤S7，若换道动机不协调，则进入步骤S5；

所述步骤S4中：

首先，计算交通车从当前车道l^o向自由换道潜在目标车道执行换道的紧迫指数urg^k，具体公式如下：

上述紧迫指数urg^k的计算公式中：

s₀是交通车Veh^o所在路段的剩余长度；

是从当前车道换到自由换道潜在目标车道的预估纵向行驶距离；

是从自由换道潜在目标车道换到最临近的强制换道目标车道的预估纵向行驶距离；

所述从当前车道换到自由换道潜在目标车道的预估纵向行驶距离与从自由换道潜在目标车道换到最临近的强制换道目标车道的预估纵向行驶距离的计算公式具体如下：

上述与的计算公式中：

为车道i的平均车速；

是在车道i等待向车道i+1换道时的预估等待时间；

是预估换道执行时间；

预估等待时间是通过以目标车道的密度作为横坐标，预估等待时间作为纵坐标，并结合驾驶员的换道驾驶风格的意图表征时窗确定的，所述意图表征时窗是驾驶员首次关注后视镜至方向盘转动的时间；

然后，根据交通车从当前车道向自由换道潜在目标车道执行换道的紧迫指数，判断是否可以执行自由换道，具体判断公式如下：

上述判断是否可以执行自由换道的公式中：

urg^k为交通车从当前车道l^o向自由换道潜在目标车道执行换道的紧迫指数；

urg_min为交通车从当前车道l^o向自由换道潜在目标车道执行换道的紧迫指数中的最小紧迫指数；

DLCF为自由换道可行性判断结果；

如果最小紧迫指数urg_min小于预设紧迫性阈值urg_th，DLCF为1，强制换道与自由换道之间具有协调性，判断换道动机协调；

如果最小紧迫指数urg_min大于预设紧迫性阈值urg_th，DLCF为0，强制换道与自由换道之间不具有协调性，判断换道动机不协调；

步骤S5：判定当前是否处于强制换道目标车道，若当前不处于强制换道目标车道，则进入步骤S6，若当前处于强制换道目标车道，则返回步骤S2；

所述步骤S5中：

当步骤S3中判定不需要自由换道或步骤S4中判定当前车道条件不允许自由换道时，交通车Veh^o需要对当前所处车道作出判定，当前所处车道的判定公式如下：

上述前所处车道的判定公式中：

MLJ为当前所处车道的判定结果；

如果当前车道l^o是强制换道目标车道l_m，MLJ＝1；

如果当前车道l^o不是强制换道目标车道l_m，MLJ＝0；

步骤S6：判定强制换道紧迫性，若需要紧急强制换道，则进入步骤S7，若不需要紧急强制换道，则返回步骤S2；

所述步骤S6中：

当交通车当前车道不属于强制换道目标车道时，计算从交通车所在车道l^o到最近的强制换道目标车道的换道紧迫指数urg^J，计算公式具体如下：

上述计算换道紧迫指数urg^J的公式中：

是从当前车道l^o换到最临近的强制换道目标车道的预估纵向行驶距离；

s₀是交通车Veh^o所在路段的剩余长度；

为车道i的平均车速；

是在车道i等待向车道i+1换道时的预估等待时间；

是预估换道执行时间；

本步骤S6中，根据换道紧迫指数urg^J判定强制换道紧迫性；

判定强制换道紧迫性的公式具体如下：

上述判定强制换道紧迫性的公式中：

MLCF为强制换道紧迫性的判定结果；

如果强制换道紧迫指数urg^J大于预设紧迫性阈值urg_th，MLCF＝1，判定需要紧急强制换道；

如果强制换道紧迫指数urg^J小于紧迫性阈值urg_th，MLCF＝0，判定不需要紧急强制换道；

步骤S7：判定换道时机，若当前能执行换道，则进入步骤S8，若当前不能执行换道，则等待换道时机，直至能执行换道；

所述步骤S7中，判定换道时机的过程包括：

步骤S71：确定所述交通车Veh^o的紧迫指数urg^o的公式如下：

确定所述交通车Veh^o的目标车道l^t的公式如下：

步骤S72中：确定时机评估指数的公式为：

上述时机评估指数LCIC的计算公式中：

LCIC是时机评估指数；

是交通车Veh^o换到新车道的预期纵向加速度；

a^o是当前交通车Veh^o的纵向加速度；

交通车Vehⁿ为交通车Veh^o将要汇入车道的后车；

是在交通车Veh^o换到新车道时交通车Vehⁿ的预期纵向加速度；

aⁿ是当前交通车Vehⁿ的纵向加速度；

δ^o是交通车Veh^o的礼貌系数；

是交通车Veh^o初始礼貌系数；

urg是当前换道行为的紧迫指数；

交通车Veh^o的礼貌系数与其初始设定的驾驶风格，以及换道紧迫性相关；其中：

谨慎型驾驶员初始礼貌系数、普通型驾驶员初始礼貌系数和冲动型驾驶员初始礼貌系数一次与降低；

换道紧迫指数urg^o越低，交通车Veh^o驾驶员越表现出让车的行为，亦越顾及目标车道的后方交通车Vehⁿ的速度变化；

换道紧迫指数urg^o越高，交通车Veh^o驾驶员越表现出换道的行为，亦越无法顾及目标车道的后方交通车Vehⁿ的速度变化；

步骤S73：换道时机判定公式具体如下：

上述换道时机判定公式中：

LCMP为换道时机判定结果；

LCIC为时机评估指数；

当时机评估指数LCIC大于预设时机阈值LCIC_th时，LCMP为1，判定交通车Veh^o当前能执行换道；

当时机评估指数LCIC小于预设时机阈值LCIC_th时，LCMP为0，判定交通车Veh^o当前不能换道；

步骤S8：规划换道轨迹。