[发明专利]一种基于人机混驾的换道控制模型的实现方法

说明书

本发明提供了一种基于人机混驾的换道控制模型的实现方法，该方法包括如下步骤：根据追尾碰撞原理建立安全距离模型，根据前后车间距以及相邻车道前后车间距和速度等分别制定有人和无人驾驶的换道规则，使用Sigmoid函数拟合车辆换道轨迹，使用时间序列回归方法中的指数平滑模型规划车辆换道速度，使用Logistic曲线拟合有人驾驶下的换道概率。本发明通过区分有人和无人驾驶的不同特征建立相关模型，提供了基于人机混驾的换道控制模型的实现方法。

技术领域

本发明涉及一种基于人机混驾的换道控制模型的实现方法，属于无人驾驶下的控制模型技术领域。

背景技术

无人驾驶系统中，车辆的驾驶行为包括两种：跟驰行为和换道行为。换道行为取决于车辆的换道规则、换道路径、换道速度和换道概率。在人机混合驾驶的情况下，需要根据有人和无人驾驶的不同特点来建立换道控制模型。

驾驶员驾驶过程中主要受本车道前车驾驶条件、自车运行状态与目标车道后随车三方面的影响。无人驾驶和有人驾驶在换道上的区别存在明显区别。换道控制第一阶段是通过换道规则，即安全条件判断车辆是否可以实施换道；第二阶段是确定驾驶员的换道意愿，也就是确定换道概率。

对于有人驾驶车辆，其换道规则主要依赖驾驶员自身经验控制，驾驶员目测前后方车辆间距以及另一条车道上的换道条件即视情况采取换道措施。而无人驾驶车辆的换道规则可以更加高效，由于车联网的存在，车辆可以获取前后方车辆的信息。此时无人驾驶车辆的换道可以说是“预测”换道，即通过预测换道条件和换道是否能够提高通行效率来决定是否换道。

在满足换道规则条件下，无人和有人驾驶车辆的换道决策还是存在区别。对于无人驾驶车辆，由于其换道规则已经对换道条件和有效性进行预测，因此一旦达到换道条件就可以进行换道。但对于有人驾驶车辆，其换道条件是依据主观判断，在满足换道条件时，驾驶员可以选择换道，也可以选择跟驰行驶，这就存在一个换道概率。

综上所述，在人机混驾情况下，车辆的换道规律更为复杂，进行人机混驾换道控制模型的构建，需先综合上述方面制定切实可行的方法。研究人机混驾下的换道控制模型构建方法，对无人驾驶下的交通流分析具有重要的意义。

发明内容

技术问题：本发明面临的技术问题包括：

(1)安全距离没有绝对标准，只有动态标准，在根据车辆碰撞原理，建立车辆的安全距离模型时，应如何根据无人驾驶特性确定其安全距离模型；

(2)根据建立的安全距离模型，应如何综合考虑前后车以及相邻车道前后车的间距、速度，分别建立无人和有人驾驶情况下车辆的换道条件；

(3)一般的时间序列回归方法是按照历史数据推算未来数据，对于换道速度预测，应如何根据已有的两组真实数据来预测另一组不完整的换道数据。

技术方案：为实现上述目的：本发明采用以下技术方案：

一种基于人机混驾的换道控制模型的实现方法，包括以下步骤：

1)根据车辆碰撞原理，建立车辆的安全距离模型；

2)基于步骤1)中建立的安全距离模型，区分有人和无人驾驶的换道特性，分别制定有人和无人驾驶情况的换道规则；

3)根据车辆在换道过程中的安全性、侧向位移约束和曲率顺畅性，采用Sigmoid函数拟合进行换道路径确定；

4)根据时间序列回归方法，进行车辆换道速度规划；

5)根据有人驾驶车辆跟车过程中的换道概率变化规律，使用Logistic曲线拟合换道概率。

进一步地，步骤1)中所述建立车辆的安全距离模型的具体方法是：

模型的具体表达式为：