[发明专利]一种基于逻辑规则的换道决策系统及方法

说明书

本发明适用于自动驾驶技术领域，提供了一种基于逻辑规则的换道决策系统及方法，系统包括：传感器信息预处理模块；车道条件判断模块，用于判断车道条件；换道需求判断模块，用于判断换道需求；换道安全判断模块，用于判断换道安全；换道决策模块，用于对车道条件、换道需求和换道安全的判断结果进行综合决策。本发明通过Stateflow分层状态机模型建立了换道决策模型，通过此换道决策模型验证了该换道决策算法可实现车辆在城区直线道路的换道决策，大幅减少因换道导致的交通事故，有效保证车辆在复杂环境中换道的安全性、可靠性，减轻驾驶员驾驶压力，提升驾驶舒适性。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于逻辑规则的换道决策系统及方法。

背景技术

随着世界经济与科技的飞速发展，世界各国汽车保有量快速增长。汽车数量的增加为人们的日常出行带来极大便利的同时，也为交通安全及道路通行带来严峻挑战，为了保障驾驶人行车安全，改善民众出行环境，同时伴随着互联网技术、人工智能技术的飞速发展，自动驾驶技术成为世界汽车产业重要的发展和研究方向。近年以来，各大车企纷纷开展了自动驾驶技术的研究，国外汽车厂商开发了众多L2级自动驾驶系统，例如ACC系统、CCS系统和AEB系统等，以辅助驾驶员驾驶，减轻驾驶员驾驶压力，保障行车安全。国内汽车厂商同样推出了L2级别的自动驾驶汽车，例如已经投入量产的吉利汽车-缤越、长城汽车-哈弗F7等。由此可见，目前国内外L2级自动驾驶技术已经趋于成熟，L3级自动驾驶将成为下一个技术竞争的焦点。

自动驾驶技术主要由环境感知、行为决策、轨迹规划和控制执行四大模块组成，车辆在行驶的过程中通过车载摄像头、雷达等传感器收集车辆周围道路环境信息进行数据处理，经过处理的数据信息将被传输至车载终端进行行为决策，车载终端根据车辆所处的道路环境，对车辆的行驶路径进行规划，最后由执行机构控制车辆按照预期路径行驶。

行为决策模块在自动驾驶系统中起到了决定性作用。其中，车辆换道动作是自动驾驶车辆在多车道道路行驶时所必须的一类基本动作，同样也是车辆实现高度自动驾驶所必需的一类动作，但是由于受到复杂环境，微观数据获取存在误差等问题的影响，换道决策算法仍需要进一步的完善。基于当前的研究结果，可以认为自动驾驶车辆的换道决策技术主要分为两个研究方向：基于逻辑规则的决策和基于机器学习的决策。本申请基于逻辑规则的决策来进行优化，以解决自动驾驶车辆在自主换道决策算法方面存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于逻辑规则的换道决策系统及方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于逻辑规则的换道决策系统，包括：车道条件判断模块、换道需求判断模块、换道安全判断模块、换道决策模块和传感器信息预处理模块；

所述车道条件判断模块，用于判断车道条件；

所述换道需求判断模块，用于判断换道需求；

所述换道安全判断模块，用于判断换道安全；

所述换道决策模块，用于对车道条件、换道需求和换道安全的判断结果进行综合决策。

进一步的，所述车道条件判断模块基于分析车道线标志传感器数据判断车道条件，包括：Matlab Function模块根据分析车辆左右车道的车道线有效性和车道线的车道ID输出相应的左/右换道标志位。

进一步的，所述换道需求判断模块接收由传感器信息预处理模块筛选的当前车道车辆信息：相对距离与相对速度，驾驶员的换道需求受以下因素的影响：

驾驶员的期望速度，通过车速不满度与车速不满累积度量化驾驶员驾驶车辆行驶时的换道意图；

与前方车辆存在碰撞的可能，通过TTC碰撞时间衡量换道意图的产生；