[发明专利]基于动态贝叶斯网络的交叉路口碰撞避免方法

摘要

本发明公开一种基于动态贝叶斯网络的交叉路口碰撞避免方法，主要解决现有算法不能很好适应交叉路口复杂道路布局，需要进行大量的数据处理，导致高的计算复杂度和时间复杂度的问题。其实现步骤是1)确定车辆状态、道路条件和驾驶员行为信息，并采用动态贝叶斯网络对车辆状态演化进行建模；2)根据当前环境情况确定目标车辆安全驾驶行为；3)推导出驾驶员在交叉路口的意图行为，并通过对比安全驾驶行为和意图行为进行风险评估，当检测到有潜在危险存在时，根据实际情况采取不同的措施来进行碰撞避免。本发明避免了复杂的车辆轨迹预测过程，减小了计算量，能灵活地对其他场景的车辆碰撞进行避免，可用于智能交通系统中。

主权项

一种基于动态贝叶斯网络的交叉路口碰撞避免方法，包括如下步骤：(1)记录当前车辆状态Ot和驾驶员行为Dt，建立车辆状态演化模型如下：P(D0:t,O0:t)＝P(Dt|Dt‑1)P(Ot|DtOt‑1)P(D0:t‑1,O0:t‑1)其中，t表示当前记录时刻，t‑1表示前一个记录时刻，0:t表示起始时间0到t时刻的时间段，0:t‑1表示起始时间0到t‑1时刻的时间段，P(Dt|Dt‑1)表示驾驶员行为从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(Ot|DtOt‑1)表示车辆状态从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(D0:t‑1,O0:t‑1)表示起始时间0到t‑1时刻的时间段内车辆状态和驾驶员行为的联合概率；P(Dt|Dt‑1)＝P(Mt|Mt‑1)P(Lt|Mt‑1Lt‑1It‑1Bt‑1At‑1)P(It|It‑1Bt‑1At‑1)P(Bt|Bt‑1)其中，驾驶员行为Dt包括：驾驶员在交叉路口可执行操作Mt，车辆超过交叉路口停止线后的行车距离Lt，驾驶员在交叉路口的意图行为It，驾驶员状态Bt，交叉路口安全驾驶行为Et，P(Mt|Mt‑1)表示驾驶员在交叉路口可执行操作从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(Lt|Mt‑1Lt‑1It‑1Bt‑1At‑1)表示车辆超过交叉路口停止线后的行车距离从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(It|It‑1Bt‑1At‑1)表示驾驶员在交叉路口的意图行为从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(Bt|Bt‑1)表示驾驶员状态从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率；P(Ot|DtOt‑1)＝P(Pt|MtLt)P(Vt|MtLt‑1:tIt‑1Bt‑1Vt‑1)P(At|CtAt‑1)P(Tt|Mt‑1:t)其中，车辆状态Ot包括：车辆位置Pt，行车速度Vt，加速度At，转向灯状态Tt，道路状态Ct，t‑1:t表示t‑1时刻到t时刻的时间段，P(Pt|MtLt)表示车辆位置在t时刻的状态转移概率，P(Vt|MtLt‑1:tIt‑1Bt‑1Vt‑1)表示行车速度从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(At|CtAt‑1)表示加速度从t‑1时刻到t时刻的状态转移概率，P(Tt|Mt‑1:t)表示转向灯状态在t时刻的状态转移概率；(2)根据当前车辆状态Ot、交通灯状态和交通规则确定交叉路口的安全驾驶行为Et，并根据步骤(1)的车辆状态演化模型计算驾驶员在交叉路口可执行操作Mt，车辆超过交叉路口停止线后的行车距离Lt和行车速度Vt的条件下，驾驶员在交叉路口的安全驾驶行为Et需要停车的概率：P(Et|MtLtVt)=p1-p]]>其中p表示需要停车的概率，1‑p表示不需要停车的概率；(3)根据当前车辆状态Ot和驾驶员状态Bt确定驾驶员在交叉路口的意图行为It，对比步骤(2)中安全驾驶行为Et和驾驶员在交叉路口的意图行为It，计算驾驶员在交叉路口的意图行为It存在风险的概率：P([It=i][Et=j])=q1-q]]>其中i表示驾驶员在交叉路口意图执行的第i种驾驶操作，j表示驾驶员在交叉路口可执行的第j种安全行为，q表示驾驶员在交叉路口的意图操作存在风险的概率，1‑q表示不存在风险的概率；(4)根据步骤(3)的风险评估结果，在检测到有潜在危险时，通过对比碰撞时间TTC、碰撞避免时间TTA和平均驾驶员反应时间T采取不同的措施进行碰撞避免：当TTC‑TTA＞T时，对目标车辆S发布警告信息，驾驶员自行调整驾驶状态进行碰撞避免；当T＞TTC‑TTA＞0时，对目标车辆S采取紧急刹车措施进行碰撞避免；当TTC＝TTA时，对碰撞区域内的目标车辆S采取紧急刹车措施并对其他车辆X发布警告信息进行碰撞避免。