[发明专利]一种基于博弈论的自动驾驶车辆人车交互决策规划方法

说明书

本发明涉及一种基于博弈论的自动驾驶车辆人车交互决策规划方法，属于自动驾驶汽车技术领域。该方法包括：S1：构建基于博弈论的人车交互模型，具体包括：构建车辆和行人的行为概率预测模型、车辆和行人成本矩阵；基于累积前景理论，根据车辆和行人的行为概率以及成本矩阵，计算车辆和行人行为的收益；引入协作系数，改进人车交互模型；基于改进的人车交互模型进行行人协作值推理；对人车交互模型进行验证；S2：结合实时交通信息的自动驾驶汽车协作控制。本发明能实现自动驾驶汽车针对不同合作程度行人的协作性控制，提高自动驾驶汽车的在无信号灯人行横道的通行效率与安全性。

技术领域

本发明属于自动驾驶汽车技术领域，涉及一种基于博弈论的自动驾驶车辆人车交互决策规划方法。

背景技术

自动驾驶的初衷是给人们带来安全、高效、便捷的出行。在未来，混合交通将是常态，交通参与者包括自动驾驶车辆、人类驾驶车辆、以及行人等等。对于独立的单个交通参与者，其行为对其余交通参与者来说充满着不确定性。此外，各个交通参与者之间也存在强耦合的交互作用，分别影响相互间的行为，这给自动驾驶汽车的安全性带来了巨大的挑战。

一方面，现有的自动驾驶交互决策研究中，常采用保守的方法来保证安全性，而牺牲了交通效率。此外，有的研究将隐性的信息透明化，或者基于决策双方完全理智的决策假设，忽略了不同交通参与者的独立个性，这可能导致潜在的问题。另一方面，现有的人车交互研究聚焦于探索影响两者间交互的因素，为未来自动驾驶汽车的实现提供参考数据，人车交互尚未纳入自动驾驶汽车决策制定中。对人车交互而言，行人往往更易受到伤害，并产生严重后果。人车交互作用是自动驾驶车辆决策中不可或缺的考虑因素。

因此，目前亟需一种能将自动驾驶汽车与行人的交互考虑进去的决策方法，使得自动驾驶车辆能够与不同合作程度的行人进行交互并产生协作性动作，提升在复杂交互环境下的行驶安全性和交通效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于博弈论的自动驾驶车辆人车交互决策规划方法，使得自动驾驶车辆能够与不同合作程度的行人进行交互并产生协作性动作，提升在复杂交互环境下的行驶安全性和交通效率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于博弈论的自动驾驶车辆人车交互决策规划方法，包括以下步骤：

S1：构建基于博弈论的人车交互模型，具体包括：

S11：构建车辆和行人的行为概率预测模型；

S12：构建车辆和行人成本矩阵；

S13：基于累积前景理论，根据车辆和行人的行为概率以及成本矩阵，计算车辆和行人通行和让行行为的收益；

S14：引入协作系数，改进人车交互模型；

S15：基于改进的人车交互模型进行行人协作值推理；

S16：对步骤S15的人车交互模型进行验证：通过与实际交互数据比较，调整风险成本和延误成本的设定，保证模型的交互准确性；

S2：基于步骤S16验证后的人车交互模型，结合实时交通信息来实现自动驾驶汽车协作控制。

进一步，步骤S11具体包括以下步骤：

S111：在信号灯的人行横道采集车辆和行人的交互信息，包括：车辆速度、行人速度、车辆与行人的纵向相对距离；

S112：建立二元逻辑回归预测模型，表达式为：