[发明专利]一种自主驾驶方法及其系统

说明书

本发明涉及一种自主驾驶方法及其系统，通过分析自动驾驶交通工具的跟驰特性，对跟驰模型进行构建，通过分析自动驾驶交通工具的换道特性，以及换道模型仿真和人工驾驶驾驶交通工具换道效果，结合自动驾驶交通工具换道的影响因素、换道特性以及自主驾驶仿真平台的特点，引入速度承受度和空间允许度对换道行为进行约束进而构建匹配模型，并对换道空间进行确认，构建换道预备模型；在换道行为产生后，依据当前换道的实际空间大小，同时考虑信息处理时延的实际情况，构建了基于双车道前驾驶交通工具的换道速度控制模型和基于换道空间的轨迹优化模型，确保通过本发明自主驾驶模型生成的运行参数与自动驾驶交通工具实际所处的交通场景精确贴合。

技术领域

本发明属于自主驾驶领域，尤其涉及一种自主驾驶方法及其系统。

背景技术

近些年来，汽车数量的快速增长导致交通问题日益严峻，而驾驶人的原因是导致交通事故的主要原因。自主驾驶技术不仅能够有效避免驾驶人的部分事故风险，其发展还可带来巨大的社会经济效益，因而自主驾驶技术将会成为解决当前道路交通问题的有效途径。

自主驾驶车辆通过“感知-决策-执行”三大系统实现对车辆信息获取、行为决策及自身控制。而对于自主驾驶技术研究的途径有以下三种：一是基于实车测试的研究，对人工驾驶车辆的改装使之具备自主驾驶功能，在实际交通环境中测试和验证自主驾驶车辆控制模型及相关的信息感知技术等，该方法能够真实反映自主驾驶技术的问题和难点，但测试成本高、安全性难以保障、实验可重复性差；二是基于传统微观仿真工具的研究，该方法从宏观和微观上对车辆模型的运行效果进行研究，但多数仿真工具的车辆模型以模拟人工驾驶行为为主，这与自主驾驶的实际需求和实际应用存在一定差异，且无法提供仿真环境下的驾驶体验；三是基于驾驶模拟器的研究，该方法通过UC-winRoad实现对真实的道路场景和车辆参数的模拟，可以让研究人员和乘客在虚拟现实仿真环境下进行自主驾驶技术的测试和体验，较大程度模拟实际自主驾驶的信息感知及车辆控制等，该方法虽无法替代实际车辆测试，但对于新模型新方法的测试与验证具备一定的可靠性和实用性。

因此，本发明提出了一种适应驾驶模拟器的自主驾驶行为模型，该模型主要包括自主驾驶跟驰模型和自主驾驶换道模型两个子模型。

现有的各类跟驰模型是从不同的角度对道路车辆的运行特性进行研究，各模型均具备自身的优势和特点。如刺激-反应类模型能够清楚地反应出跟驰车辆的特性且模型形式简单，但无论前后车距离多远都认为二者有影响关系；最优速度模型能够对宏观交通流特性进行较为真实的描述，但速度差过大时却无法保证安全车距；安全距离模型的应用最为广泛，但多数时候驾驶员并没有保持安全距离行驶，使得模型与实际车距不是很相符等。受交通环境多变性的影响，自主驾驶车辆要实现在实际的道路交通场景中安全稳定的行驶，其模型需要具备良好的性能。为此，传统的车辆行为模型应用于自主驾驶车辆需结合实际情况作进一步的完善。

换道行为一直以来都是驾驶行为研究的重点，而对车辆换道模型的研究已取得丰富的成果。因研究者研究角度和侧重点的不同，使得换道模型的种类也是多种多样。但是已有的车辆换道模型更多是追求车辆行驶效益或者是对实车换道轨迹的拟合再现，有时会忽略车辆自身性能和乘客的需求。而受研究者研究角度和使用工具的差异，各模型所针对和优化的目标也不同，使模型的适用性也存在一定的差异。此外，部分模型的复杂度较高，使其存在参数难以标定，信息运算耗时长等问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种自主驾驶方法及其系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种自主驾驶方法，包括以下步骤：

采集自动驾驶交通工具的行驶数据，将所述行驶数据输入自主驾驶模型生成所述自动驾驶交通工具的运行参数，以供所述自动驾驶交通工具基于所述运行参数自动运行，

所述自主驾驶模型包括自主驾驶跟驰模型、自主驾驶换道模型，

其中，