[发明专利]基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统

权利要求书

1.基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统，其特征在于包括：信息采集子系统、数据提取中心和动态风险势能场子系统；

所述信息采集子系统用于采集动态交通信息，并将动态交通信息传输给与之相连的数据提取中心，

所述数据提取中心用于对信息采集子系统传输的动态交通信息进行分类，分别建立目标位置数据集、静态障碍物数据集、道路条件数据集及动态障碍物数据集，

所述动态风险势能场子系统用于根据目标位置数据集、静态障碍物数据集、道路条件数据集及动态障碍物数据集计算得到动态风险势能场场强，并根据动态风险势能场强对车辆进行风险评估；

所述动态风险势能场表示为：

E＝E₁+E₂+E₃+E₄

其中，E₁表示引力场、E₂表示障碍物斥力场、E₃表示道路斥力场、E₄表示速度斥力场；

所述引力场表示为：

其中，k为引力场增益系数，P,P_g分别表示二维空间中目标车辆与目标位置的坐标，d(P,P_g)表示为一个矢量，矢量的模等于P与P_g的欧式距离|P-P_g|，矢量的方向为P与P_g连线上由目标车辆指向目标位置；

所述障碍物斥力场表示为：

其中，βⁿ为目标车辆距目标位置的距离，n为任意常数，q为斥力场增益系数，P，P_o分别表示二维空间中目标车辆与障碍物的坐标，ρ(P,P_o)为一个矢量，表示目标车辆与障碍物间的距离，方向由障碍物指向目标车辆，ρ_o为常数，表示障碍物的最大影响距离；

所述道路斥力场表示为：

式中，λ₁,λ₂为道路斥力场增益系数，L_r为道路横向宽度，x为目标车辆的横坐标，x_l,x_r分别为道路左右车道中线的横坐标，e为自然对数的底数；

所述速度斥力场表示为：

其中，a为速度斥力场增益系数，Δv₀＝v-v_o为目标车辆与障碍物的速度差，速度斥力场的方向与Δv₀的方向相反，θ是速度差Δv₀的方向和目标车辆与障碍物连线之间构成的夹角。

2.根据权利要求1所述的基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统，其特征在于所述信息采集子系统包括道路交通场景类型识别模块、道路交通场景分割模块和车道线识别模块；

所述道路交通场景类型识别模块用于识别目标车辆行驶的交通环境；

所述道路交通场景分割模块用于获取道路场景中的不同物体信息；

所述车道线识别模块用于获取路面每条车道的空间位置及车道线形走向。

3.根据权利要求2所述的基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统，其特征在于所述目标车辆行驶的交通环境包括城市道路、高速公路和普通公路。

4.根据权利要求2所述的基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统，其特征在于所述道路场景中的不同物体信息包括运行车辆、行人和建筑物信息。

5.根据权利要求1所述的基于动态风险势能场的多车环境下车辆运行风险评估系统，其特征在于所述动态风险势能场子系统包括引力场单元、障碍物斥力场单元、道路斥力场单元和速度斥力场单元，

所述引力场单元用于表征目标位置对目标车辆产生的吸引力；

所述障碍物斥力场单元用于表征静态障碍物对目标车辆产生的排斥力；

所述道路斥力场单元用于明确目标车辆的行驶约束区域；

所述速度斥力场单元用于表征动态障碍物对目标车辆产生的排斥力。