[发明专利]一种人机混驾交通流车辆换道模型构建方法

权利要求书

1.一种人机混驾交通流车辆换道模型构建方法，其特征在于，该方法建立的人机混驾交通流车辆换道模型包括被动换道意图场景下的手动驾驶车辆换道模型、网联自动驾驶车辆换道模型以及主动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型；

一、被动换道意图场景下的手动驾驶车辆换道模型为：

1)根据变道车辆所在车道前车速度和位置信息，判断车辆是否因速度受限产生被动换道意图，当道路条件无法满足车辆在下一时刻期望行驶速度时，车辆产生换道意图，换道车辆速度约束条件为：

v_followv_expect (1)

式(1)中，v_follow为换道车辆受前方车辆约束的行驶速度，v_expect为换道车辆在下一时刻的期望速度；

2)车辆产生被动换道意图后，根据式(2)判断换道车辆与目标车道车辆的间距是否满足安全间距；

Gap_nGap_safe,n (2)

式(2)中，Gap_n为换道车辆与目标车道车辆n之间的间距，Gap_safe,n为换道车辆换道所需安全间距；

3)换道车辆产生被动换道意图且安全间距满足时，换道车辆还应考虑速度收益条件，换道车辆速度收益条件为：

v_changev_n(t) (6)

其中，v_change为车辆换道成功后的虚拟速度，v_n(t)为目标车道车辆n的行驶速度；

因此，手动驾驶车辆产生被动换道意图后，在同时满足安全间距和速度收益条件的情形下即可进行自由换道；若不满足则继续跟驰行驶；

二、被动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型为：

1)网联自动驾驶车辆产生被动换道意图后，在同时满足安全间距、换道车辆速度收益条件以及车辆整体速度收益条件的情形下即可进行自由换道；网联自动驾驶车辆产生被动换道意图的速度约束条件、安全间距和换道车辆速度收益条件分别满足式(1)、(2)和(6)，车辆整体速度收益条件如式(13)：

v_change,rdγv_rd(t) (13)

其中，v_change,rd为车辆换道成功后目标车道后车的虚拟行驶速度，v_rd(t)为目标车道后车的行驶速度；γ为网联自动驾驶车辆换道决策参数，表示网联自动驾驶车辆换道行为使目标车道后车速度降低的阈值，取值范围为0～1；

2)当网联自动驾驶车辆产生被动换道意图后，道路条件不满足安全间距时，换道车辆与目标车道的其他网联自动驾驶车辆进行信息交互，判断是否具备协同换道条件，若具备则通过协同驾驶方式协调目标车道的道路条件，以满足安全间距；若不具备则换道车辆继续在本车道跟驰行驶；

目标车道中车辆的协同驾驶存在三种场景，分别为：①目标车道前车为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，后车为手动驾驶车辆，由目标车道前车协同驾驶以协助换道车辆完成换道行为；②目标车道前车为手动驾驶车辆，后车为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，由目标车道后车协同驾驶以协助换道车辆完成换道行为；③目标车道方车与后车皆为网联自动驾驶车辆或网联自动驾驶车辆队列，将前、后车辆分别视为网联自动驾驶车辆队列，当安全间距同时满足场景①与场景②时，网联自动驾驶车辆队列解队协同，将换道车辆纵向位置之前的车辆同时作为协同车辆加速行驶，协同过程同场景①；将换道车辆纵向位置之后的车辆作为协同车辆减速行驶，协同过程同场景②；当安全间距满足场景①、不满足场景②时，将网联自动驾驶车辆队列整体作为协同车辆加速行驶，协同过程同场景①；当安全间距不满足场景①、满足场景②时，将网联自动驾驶车辆队列整体作为协同车辆进行减速行驶，协同过程同场景②；

三、主动换道意图场景下的网联自动驾驶车辆换道模型为：

主动换道意图是指网联自动驾驶车辆受到目标车道上的网联自动驾驶车辆队列的影响产生的换道意图；换道车辆识别当前车道车辆行驶状态，若前方为网联自动驾驶车辆队列且队列未达最大队列长度，则换道车辆在当前车道保持跟驰行驶；若前方为手动驾驶车辆或满编网联自动驾驶车辆队列，则识别目标车道车辆行驶状态；若目标车道前方为手动驾驶车辆或满编网联自动驾驶车辆队列，则换道车辆在当前车道保持跟驰行驶；目标车道前方为网联自动驾驶车辆队列且队列未达最大队列长度，换道车辆位置分为换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列尾部和中部两种情况；

当换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列尾部时，即目标车道前车为网联自动驾驶车辆，后车为手动驾驶车辆，车辆换道过程同场景①；当换道车辆位于网联自动驾驶车辆队列中部，需判断换道车辆与网联自动驾驶车辆队列中后方车辆的间距，当换道车辆与网联自动驾驶车辆队列中后方车辆的间距满足安全间距时，换道车辆减速行驶至网联自动驾驶车辆队列尾端进行换道。