[发明专利]一种基于状态可达集的车辆跟随策略安全验证方法及系统

权利要求书

1.一种基于状态可达集的车辆跟随策略安全验证方法，其特征在于，所述基于状态可达集的车辆跟随策略安全验证方法包括：

第一步，利用可达集的状态遍历表现特征分析车辆行为，并通过可达集交集提供的车辆危险行为，进行预警与安全控制方案的筛选，最终获取安全跟随策略；

第二步，通过马尔科夫链逼近可达集的方式表达系统不确定行为状态的变化，进一步验证安全跟随策略的有效性。

2.如权利要求1所述的基于状态可达集的车辆跟随策略安全验证方法，其特征在于，第一步中，利用可达集的状态遍历表现特征分析车辆行为中，包括车辆状态可达集表征；

采用可达集近似表征的方法建立车辆不确定状态下的行为动态模型，给定一种车辆运动学模型其中表示车辆的运动状态，u∈U表示车辆的控制输入；当t＝r时，精确的车辆状态可达集R^e(t)计算如下：

其中，X(0)为初始状态空间；采用道路纵向空间与车速构建系统连续状态空间X＝[S,V]，相应的连续控制输入空间为上式中x(0)∈X(0)＝[S(0),V(0)]，此时初始状态下车辆的可达集R^e(r)由纵向位置与速度的二维状态空间近似表示，即

采用超近似计算方法求得R^e(r)的近似值R(r)，使得相应地，某一时间范围内车辆的可达集为R[0,r]＝∪_t∈[0,r]R(t)。

3.如权利要求1所述的基于状态可达集的车辆跟随策略安全验证方法，其特征在于，第一步，通过可达集交集提供的车辆危险行为，进行预警与安全控制方案的筛选中，将跟随策略中的限制条件设定为相应的安全判定事件，具体包括：

事件1，跟随车辆与引导车辆之间的车头间距达到预警值，体现为t时刻，两车位置状态可达集之间的关系为其中F和L分别为跟随车辆与前方引导车辆标识，D为车头间距预警值，为加和运算，表示将跟随车辆的位置可达集向前延伸D距离；

事件2，跟随车辆停止行驶，体现为当前时刻t，跟随车辆速度v^F(t)＝0；

事件3，跟随车速等于引导车速，体现为t时刻，v^F(t)＝v^L(t)，v(t)＝center(R_v(t))，center()为集合中心，R_v(t)表示状态可达集中速度信息；若v^L(t)-v^F(t)的值由负增加为零，触发事件3为正向触发，否则为负向触发；

事件4，跟随车辆与引导车辆发生碰撞，体现为当前时刻t，两车位置可达集相交，即