[发明专利]有人驾驶与无人驾驶车辆避障行为的对照模型

说明书

技术领域

本发明属于交通运输与智能车辆研究技术领域，涉及认知科学的信息加工理论，通过实验对比车辆在有人驾驶与无人驾驶两种情况中的避障行为，为无人驾驶车辆控制系统奠定坚实基础，为建立无人驾驶车辆比赛评分标准和环境设计体系提供有力依据，充分体现科技创新对交通运输效率提升的重要支撑作用。

背景技术

计算机处理图像、语音和文本(语言)信息的能力远逊于人类，且处理效率远不能满足当今社会的发展需求，因此构建新型的计算方法、提高计算机对非结构化视听觉感知信息的理解能力，和海量异构信息的处理效率可有力推动信息科学的快速发展。无人驾驶车辆验证平台的创新与发展具有重要的推动和促进作用，合理全面地研究无人驾驶车辆的驾驶行为特点具有重要意义。本发明主要针对车辆避障行为，进行有人驾驶和无人驾驶车辆对比分析，首先，阐述有人驾驶与无人驾驶的关系，从信息加工的角度分析其行为产生过程，最后，建立有人驾驶与无人驾驶车辆避障行为对照模型。

在视听觉信息处理的基础理论和视听觉信息协同计算、自然语言(汉语)理解以及与视听觉认知相关的脑一机接口等三项关键技术的基础之上，研制具有自然环境感知与智能行为决策能力的无人驾驶车辆验证平台，可提升我国在视听觉信息处理领域的整体研究实力。首届中国“智能车未来挑战”比赛已经将无人驾驶车辆从实验室带进现实，对推动和促进无人驾驶车辆验证平台的创新与发展具有重要意义。然而，与欧美国家相比，我国无人驾驶车辆的整体研究水平还有待提高。为了推动我国无人驾驶车辆相关技术的发展，“智能车未来挑战”比赛将会定期举行，从基本驾驶行为测试到复杂交通环境中的综合驾驶行为进行考核，成功选拔安全和技能兼优的无人驾驶车辆。

目前国内外对无人驾驶车辆的研究很多，但是只要针对无人驾驶车辆内部的控制技术，对于无人驾驶车辆智能行为的研究还不够多，并且将有人驾驶行为和无人驾驶行为结合起来研究也很少。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有研究的不足，提供一种有人驾驶与无人驾驶车辆避障行为的对照模型。该对照模型将有人驾驶与无人驾驶有机的结合起来，以有人驾驶为依据，为无人驾驶的研究提供坚实基础，针对车辆避障行为，对车速和偏距两个参数分析，反映出无人驾驶车辆目前所具备的智能行为，可应用本发明采集和分析两种情况下驾驶行为的异同，可建立各种复杂交通环境中无人驾驶车辆比赛评分体系及环境设计。

本发明采用了如下的技术方案：

有人驾驶与无人驾驶车辆避障行为的对照模型，针对平行同向急停的机动车为障碍物，分别通过试验获得车辆在有人驾驶与无人驾驶两种情况下的车速与偏距样本，采用数理统计分析避障时车速和偏距的变化规律，可判断有人驾驶与无人驾驶车辆的避障行为及无人驾驶车辆的智能水平。

所述的有人驾驶与无人驾驶车辆避障行为的信息加工过程，所谓有人驾驶，就是在这个控制系统中，驾驶员与车辆之间的交互行为，即驾驶员通过视觉、听觉等感官感知周围的交通情况，及时调整方向、速度、制动，并有意图地规划超车、避障等短期行为。无人驾驶，是依靠车内以计算机系统为主的智能驾驶设备，发挥人的视听觉器官效能，使用车载传感器，例如激光雷达、超声传感器、微波雷达、GPS、里程计、磁罗盘等，实时与交通环境进行交互，感知车辆周围环境，并根据所获得的道路、车辆、障碍物信息，控制车辆的转向和速度，智能地规划自身行为，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。依据信息加工论，可将驾驶员视为一个单通道的有限输送容量的信息处理系统来研究。驾驶员依靠眼、耳、手和其他感受器接受信息，这些感官构成了一个感觉子系统(感受器)。感受器将获得的这些信息通过神经传送到大脑。在大脑的信息处理子系统(中枢加工器)中，将传入的信息加以识别，做出相应的决策。这些功能都需要有贮存子系统(记忆)中的长时记忆和短时记忆的参加。被处理加工后的信息也可以存入长时或短时记忆中。最后，信息处理系统可以发放输出信息，通过反应子系统(效应器)中的手脚、控制装置、语言器官等，产生各种运动和语言反应。在此过程中，感受器与效应器发生关系并相互作用，本质联系就是信息交换。无人驾驶车辆也有着类似的信息加工过程，其靠视觉、听觉、触觉和其他传感器接受信息，这些传感器将获得的信息通过总线与协议传输到ECU处理器。在ECU处理器中，将传入的信息加以识别，做出相应的决策，这些功能都需要存储设备参加。最后，信息加工系统可以发放输出信息，通过控制器执行相应的动作反应。有人驾驶车辆和无人驾驶车辆都要完成感知、决策和执行这三个阶段，不同点就是在无人驾驶车辆避障行为过程中用各种仪器、电脑替代了人脑，达到人脑所起的认知和决策的作用。