车辆避险的应急风险场构建方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种车辆避险的应急风险场构建方法、装置、设备及存储介质，其中，方法包括：检测车辆的周围障碍物信息；根据车辆的实际车速和周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场；分别计算车辆受到应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场的场力，得到车辆的总场力，并基于总场力生成车辆的安全急停路径。由此，解决了相关技术无法准确量化紧急状况下行车风险，难以在紧急状况下实现高效地车辆避险等问题。等问题。等问题。

【技术实现步骤摘要】
车辆避险的应急风险场构建方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及智能网联汽车决策
，特别涉及一种车辆避险的应急风险场构建方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，自动驾驶与人工智能领域逐渐受国家与社会重视，两者结合的智能网联汽车领域更是在国家战略与政策扶持下形成了一个完善的体系，具有很好的发展前景。与此同时，因驾驶人失去驾驶能力的车辆失控导致的事故也频频发生，不容乐观。究其原因，主要是司机的突发疾病。调查显示，司机高强度的工作与不规律的作息使得他们成为突发疾病的高危人群，这导致车辆失控的交通事故频发。为实现安全高效急停的目标，自车需要规避道路环境下的风险因素，即对道路的潜在风险进行量化评估，而正确高效的风险评估方式能在紧急场景下预防二次伤害，因此，该失控车辆应急系统应基于风险评估的方式进行。
[0003]目前，相关技术主要依赖历史数据来量化风险，或通过基于空间和时间的安全距离进行安全评估。此外，部分相关技术中还可以通过行车风险场理论，能适用于复杂的行车场景，是一种能较准确预测行车风险动态变化趋势的理论。
[0004]然而，相关技术在无法准确量化紧急状况下行车风险，难以在紧急状况下实现高效地车辆避险，亟待解决。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种车辆避险的应急风险场构建方法、装置、设备及存储介质，以解决相关技术无法准确量化紧急状况下行车风险，难以在紧急状况下实现高效地车辆避险等问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种车辆避险的应急风险场构建方法，包括以下步骤：检测车辆的周围障碍物信息；根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场；分别计算所述车辆受到所述应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场的场力，得到所述车辆的总场力，并基于所述总场力生成所述车辆的安全急停路径。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述周围障碍物信息包括其他车辆的实际位置、实际航向角和实际速度中的至少一项。
[0008]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，包括：基于预设行车风险场理论，结合多普勒效应构建所述障碍风险场，其中，所述障碍风险场的表达式为：
[0009][0010]k
y0
＝1，
[0011]k
xp
＝k
x0
，k
yp
＝k
y0
，
[0012]其中，E
vij
为障碍物j在自车i处产生的风险场强；E
j0
为障碍物j的动能大小；E
jp
为自车i相对障碍物j的相对动能；k
xp
、k
yp
为相对参考系下的风险梯度参数，用于描述相对视角下运动障碍物在不同方向对自车产生风险的不均匀性；r
ij
、x
ij
、y
ij
分别为障碍物j与自车i的距离、水平距离和垂直距离，r0为待定参数；k
x0
，k
y0
为风险梯度参数，描述运动障碍物在不同方向对自车产生风险的不均匀性；v
max
为汽车允许行驶最大速度；sgn与sgn0为符号函数。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，还包括：在正幂次形式下，通过对比规划路径的平滑度及到达目标点的时间满足时变特性，以考虑运动目标点的多普勒效应，结合目标点的多普勒效应构建所述目标风险场，其中，所述目标风险场的表达式为：
[0014][0015]k
y0
＝1，
[0016]k
xp
＝k
x0
，k
yp
＝k
y0
，
[0017][0018]其中，E
tar
为目标风险场场强；E
j0
、E
jp
分别为自车i的绝对动能、自车i相对目标点j的相对动能；k
xp
、k
x0
、k
yp
、k
y0
分别为绝对视角和相对视角下的风险梯度参数，表示目标点j在不同方向对自车产生吸引趋势的不均匀性；r
ij
、x
ij
、y
ij
分别为自车i与目标点j的距离、水平距离和垂直距离；v
i
、v
j
分别为自车i与目标点j的速度；t
i
为系统启动时间，t
j
为系统最大安全停靠时间。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，还包括：根据道路边界风险场分布与分子势能曲线的相似性，采用广义分子势能模型描述所述道路边界风险场，其中，所述道路边界风险场的表达式为：
[0020][0021][0022][0023]其中，U为自车处道路边界风险场势能；A、B、m、n为待定参数，与道路自身属性相关；r、r0分别为自车、应急车道中心处与道路边界的垂直距离。
[0024]本申请第二方面实施例提供一种车辆避险的应急风险场构建装置，包括：检测模块，用于检测车辆的周围障碍物信息；构建模块，用于根据所述车辆的实际车速和所述周围
障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场；生成模块，用于分别计算所述车辆受到所述应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场的场力，得到所述车辆的总场力，并基于所述总场力生成所述车辆的安全急停路径。
[0025]可选地，在本申请的一个实施例中，所述周围障碍物信息包括其他车辆的实际位置、实际航向角和实际速度中的至少一项。
[0026]可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块包括：障碍风险场构建单元，用于基于预设行车风险场理论，结合多普勒效应构建所述障碍风险场，其中，所述障碍风险场的表达式为：
[0027][0028]k
y0
＝1，
[0029]k
xp
＝k
x0
，k
yp
＝k
y0
，
[0030]其中，E
vij
为障碍物j在自车i处产生的风险场强；E
j0
为障碍物j的动能大小；E
jp
为自车i相对障碍物j的相对动能；k
xp
、k
yp
为相对参考系下的风险梯度参数，用于描述相对视角下运动障碍物在不同方向对自车产生风险的不均匀性；r
ij
、x
ij...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆避险的应急风险场构建方法，其特征在于，包括以下步骤：检测车辆的周围障碍物信息；根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场；分别计算所述车辆受到所述应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场的场力，得到所述车辆的总场力，并基于所述总场力生成所述车辆的安全急停路径。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周围障碍物信息包括其他车辆的实际位置、实际航向角和实际速度中的至少一项。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，包括：基于预设行车风险场理论，结合多普勒效应构建所述障碍风险场，其中，所述障碍风险场的表达式为：场的表达式为：k
xp
＝k
x0
，k
yp
＝k
y0
，其中，E
vij
为障碍物j在自车i处产生的风险场强；E
j0
为障碍物j的动能大小；E
jp
为自车i相对障碍物j的相对动能；k
xp
、k
yp
为相对参考系下的风险梯度参数，用于描述相对视角下运动障碍物在不同方向对自车产生风险的不均匀性；r
ij
、x
ij
、y
ij
分别为障碍物j与自车i的距离、水平距离和垂直距离，r0为待定参数；k
x0
，k
y0
为风险梯度参数，描述运动障碍物在不同方向对自车产生风险的不均匀性；v
max
为汽车允许行驶最大速度；sgn与sgn0为符号函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，还包括：在正幂次形式下，通过对比规划路径的平滑度及到达目标点的时间满足时变特性，以考虑运动目标点的多普勒效应，结合目标点的多普勒效应构建所述目标风险场，其中，所述目标风险场的表达式为：目标风险场的表达式为：k
xp
＝k
x0
，k
yp
＝k
y0
，其中，E
tar
为目标风险场场强；E
j0
、E
jp
分别为自车i的绝对动能、自车i相对目标点j的相对动能；k
xp
、k
x0
、k
yp
、k
y0
分别为绝对视角和相对视角下的风险梯度参数，表示目标点j在不同方向对自车产生吸引趋势的不均匀性；r
ij
、x
ij
、y
ij
分别为自车i与目标点j的距离、水平距离和垂直距离；v
i
、v
j
分别为自车i与目标点j的速度；t
i
为系统启动时间，t
j
为系统最大安全停靠时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场，还包括：根据道路边界风险场分布与分子势能曲线的相似性，采用广义分子势能模型描述所述道路边界风险场，其中，所述道路边界风险场的表达式为：道路边界风险场，其中，所述道路边界风险场的表达式为：道路边界风险场，其中，所述道路边界风险场的表达式为：其中，U为自车处道路边界风险场势能；A、B、m、n为待定参数，与道路自身属性相关；r、r0分别为自车、应急车道中心处与道路边界的垂直距离。6.一种车辆避险的应急风险场构建装置，其特征在于，包括：检测模块，用于检测车辆的周围障碍物信息；构建模块，用于根据所述车辆的实际车速和所述周围障碍物信息构建应急风险场的障碍风险场、目标风险场和道路边界风险场；生成模块，用于分别计算所述车辆受到所述应急...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建强，李晋豪，杨朔丞，王裕宁，王春霖，韩孝雍，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：