一种行车交互区域的确定方法以及系统技术方案

本发明专利技术提供一种行车交互区域的确定方法以及系统；实时监测进入广义交互区域中车辆信息，当没有车辆进入广义交互区域时，所述广义交互区域为行车交互区域；当监测有车辆进入广义交互区域时，基于自车道的目标车辆特征性能数据

【技术实现步骤摘要】
一种行车交互区域的确定方法以及系统


[0001]本专利技术涉及一种车辆行驶过程中确定交互区域的
，更具体的说，尤其涉及一种行车交互区域的确定方法以及系统
。

技术介绍

[0002]车辆在城市道路场景行驶时，会经常与其他个体
(
包括机动车
、
非机动车和行人
)
组成一个相互依赖的整体，从而形成一个包含此相互依赖整体的交互区域，在交互区域内目标车辆与其他个体之间的运动状态
、
参数进行影响，各自的行为影响彼此的决策；因此对目标车辆的预测轨迹预测
、
行为决策
、
风险态势评估以及路径规划需要对周围车辆的轨迹进行预测，从而需要确认目标车辆的交互区域
。
[0003]因此如何实时确定行驶中车辆的交互区域，成为本领域亟需解决的难题
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种行车交互区域的确定方法以及系统，所述行车交互区域的确定方法，实时监测进入广义交互区域中车辆信息，当没有车辆进入广义交互区域时，所述广义交互区域为行车交互区域；当监测有车辆进入广义交互区域时，基于自车道的目标车辆特征性能数据
、
目标车道的前车纵向车速
、
目标车道的后车纵向车速
、
车辆安全数据库，通过安全交互区域判断模块确定安全交互区域，所述安全交互区域为行车交互区域，实现实时确定行驶中的目标车辆的交互区域，且交互区域内目标车辆进行转向或变更轨道时不会出现撞车现象；所述交互区域的确定有利于研究交互行为，提取交互特征，对后续研究车辆的意图辨识
、
轨迹预测
、
行为决策
、
风险态势评估以及路径规划等方面十分重要
。
[0005]本专利技术一个方面提供了一种行车交互区域的确定方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]预设包括车辆与车道参数信息的车辆安全数据库；
[0007]实时获取自车道的目标车辆的特征性能数据，自车道中线与目标车道边界的距离
h
；所述自车道的目标车辆的特征性能数据包括自车道的目标车辆实时车速
v
v
、
自车道的目标车辆的转向角
α
；
[0008]基于目标车辆实时车速
v
v
、
目标车辆的转向角
α
、
自车道中线与目标车道边界的距离
h
以及车辆与车道参数信息，确定广义交互区域；
[0009]实时监测进入广义交互区域中车辆信息，当没有车辆进入广义交互区域时，所述广义交互区域为行车交互区域；当监测有车辆进入广义交互区域时，获取自车道的目标车辆的特征性能数据
、
目标车道的前车纵向车速
v
tp
、
目标车道的后车纵向车速
v
tf
，基于自车道的目标车辆特征性能数据
、
目标车道的前车纵向车速
、
目标车道的后车纵向车速以及车辆安全数据库，确定安全交互区域，所述安全交互区域为行车交互区域；所述目标车辆为研究对象车辆；所述自车道为目标车辆变道前行驶的车道；所述自车道前车为在自车道行驶位于目标车辆前方的车辆；所述目标车道为目标车辆变道时要到达的车道；所述目标车道
前车为在目标车道行驶的位置在目标车辆相对前方的车辆；所述目标车道后车为在目标车道行驶的位置在目标车辆相对后方的车辆；
[0010]所述交互区域为车辆在道路场景行驶时，与其他个体组成一个相互依赖的整体进行交互，车辆与其他个体各自的行为影响彼此决策的区域；
[0011]广义交互区域是车辆与周围车辆能够发生交互行为的区域；
[0012]安全交互区域是车辆与周围车辆能够发生交互行为，且有碰撞风险必须马上做出回应行为的区域；自车道中线与目标车道边界的距离
h
为自车道中线与目标车道远离自车道中线与目标车道的边界之间的距离
。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：通过自车道的目标车辆实时车速
、
目标车辆的转向角
、
自车道中线与目标车道边界的距离
h
，实现广义交互区域从纵向与横向两个角度对广义交互区域范围的确定；
[0014]通过确定广义交互区域后检测广义交互区域内是否有车辆进入，确认交互区域；当广义交互区域中没有车辆进入，广义交互区域为交互区域，从而驾驶人员处于一个相对自由状态，驾驶员可以按自己的意愿采取其驾驶行为，有利于避免交互区域过大导致的驾驶效率降低；
[0015]当周围车辆进入目标车辆的安全交互区域，车辆之间发生碰撞的概率大大增加，必须做出交互行为的决策来避免发生碰撞，具有客观必要性；因此通过根据安全交互区域作行车交互区域，将交互区域缩小，有利于指导目标车辆的驾驶行为，从而避免了车辆发生碰撞事故；
[0016]交互区域的确定，有利于研究交互行为，提取交互特征，对后续研究车辆的意图辨识
、
轨迹预测
、
行为决策
、
风险态势评估以及路径规划等方面十分重要
。
[0017]进一步的，所述车辆与车道参数信息包括自车道的目标车辆与自车道的前车的临界时距
d
t
、
目标车辆纵向长度
L3；
[0018]确定所述广义交互区域的具体方法如下：
[0019]基于第一公式得到自车道的目标车辆与自车道的前车的相对车距
d
，所述第一公式为：
d
＝
cos
α
v
v
d
t
；
[0020]基于
d、h
建立广义交互区域，所述广义交互区域为矩形，所述矩形长为
2d+L3，所述矩形宽为
2h
；优选的，所述自车道的目标车辆与自车道的前车的临界时距为6秒
。
[0021]采用上一步的有益效果在于，采用自车道的目标车辆与自车道的前车的临界时距作为这种敏感性的指标；当两车车头时距小于临界值时，后车的运行受到前车的制约，也就是后车与前车能够产生交互作用
。
当两车车头时距大于临界值时，后车的运行不再受前车的影响，处于一个自由状态，驾驶员可以按自己的意愿采取其驾驶行为
。
[0022]进一步的，所述安全交互区域包括横向安全交互区域
、
纵向安全交互区域
。
[0023]进一步的，所述纵向安全交互区域为自车道的目标车辆与自车道的前车之间的扇形区域；所述扇形区域的半径等于目标车辆与当前车道前车的安全交互距离
X1；
[0024]所述扇形区域通过以自车道的目标车辆前端中点为圆心，以
X1为半径，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：预设包括车辆与车道参数信息的车辆安全数据库；实时获取自车道的目标车辆的特征性能数据，自车道中线与目标车道边界的距离
h
；所述自车道的目标车辆的特征性能数据包括自车道的目标车辆实时车速
v
v
、
自车道的目标车辆的转向角
α
；基于目标车辆实时车速
v
v
、
目标车辆的转向角
α
、
自车道中线与目标车道边界的距离
h
以及车辆与车道参数信息，确定广义交互区域；实时监测进入广义交互区域中车辆信息，当没有车辆进入广义交互区域时，所述广义交互区域为行车交互区域；当监测有车辆进入广义交互区域时，获取自车道的目标车辆的特征性能数据
、
目标车道的前车纵向车速
v
tp
、
目标车道的后车纵向车速
v
tf
，基于自车道的目标车辆特征性能数据
、
目标车道的前车纵向车速
、
目标车道的后车纵向车速以及车辆安全数据库，确定安全交互区域，所述安全交互区域为行车交互区域
。2.
根据权利要求1所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述车辆与车道参数信息包括自车道的目标车辆与自车道的前车的临界时距
d
t
、
目标车辆纵向长度
L3；获取所述广义交互区域的具体方法如下：基于第一公式得到自车道的目标车辆与自车道的前车的相对车距
d
，所述第一公式为：
d
＝
cos
α
v
v d
t
；基于
d、h
建立广义交互区域，所述广义交互区域为矩形，所述矩形长为
2d+L3，所述矩形宽为
2h。3.
根据权利要求1所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述安全交互区域包括横向安全交互区域
、
纵向安全交互区域
。4.
根据权利要求3所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述纵向安全交互区域为自车道的目标车辆与自车道的前车之间的扇形区域；所述扇形区域的半径等于目标车辆与当前车道前车的安全交互距离
X1。5.
根据权利要求3所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述车辆与车道参数信息还包括：
α
(t
a
)、T
d1
、T
d2
、T
rea
、a
bmax
、L0、L1、w
；所述
α
(t
a
)
为目标车辆换道时目标车辆发生碰撞时的临界转向角；所述
w
为目标车辆宽度；所述
T
d1
为制动器调整时间；所述
T
d2
为制动器制动力增长时间；所述
T
rea
为驾驶员反应时间；所述
a
bmax
为车辆纵向最大减速度；所述
L0为车间纵向最小安全距离；所述
L1为车间横向最小安全距离
。6.
根据权利要求5所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述横向安全交互区域为自车道的目标车辆与目标车道的前车
、
目标车道的后车之间形成的五边形区域；所述五边形区域为由五条边线
l1、l2、l3、l4、l5围成的区域；所述
l1位于以目标车辆中点为起点，以目标车辆的转向角
α
为水平方向夹角的第一射线上，所述第一射线与过目标车道前车后端中心的切线相交；
所述
l2位于以目标车辆中点为起点，以目标车辆的转向角
α
为水平方向夹角的第二射线上，所述第二射线与过目标车道后车前端中心的切线相交；所述
l3位于过目标车道前车后端中心的切线上；所述
l4位于过目标车道后车前端中心的切线上；所述
l5位于过目标车道目标点且与目标车道边界线平行的直线上，所述目标点与目标车辆中点的距离为
Y
，所述
Y
记为目标车辆的横向安全交互距离
。7.
根据权利要求6所述的一种行车交互区域的确定方法，其特征在于，所述目标车辆的横向安全交互距离
Y
通过以下公式五计算：所述
T
为目标车辆换道持续时间；所述边线
l1的长度
Z1通过以下公式六计算：
Z1＝
(X2+L3/2)/cos
α
边线
l2的长度
Z2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪莲，张植峰，任园园，李显生，赵兰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：