一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，包括以步骤S1：将车辆的行驶状态分为自由驾驶状态、跟车状态和换道状态，假设车辆收到吸引力和排斥力两种力的作用，并且当车辆决定是否换道时，比较目标位置处车辆所受的合力是否超过当前位置所受到合力的预设阈值，并且维持预设时间，如果是则进行换道，否则不换道。本发明专利技术公开的一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，使用简单的数学表达式进行车辆行为建模，涉及的行驶状态包括自由驾驶状态，跟车状态和换道状态，所得模型可通过灵活设置重要参数得到不同风格的车辆行为模型。车辆行为模型。车辆行为模型。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法


[0001]本专利技术属于车辆行为建模
，具体涉及一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法。

技术介绍

[0002]随着计算机技术，尤其是人工智能技术的不断发展，越来越多的新技术被引入汽车领域，并用于辅助驾驶或自动驾驶技术的开发。然而，由于现实条件的约束，进行实车试验以证明车辆安全可控是一个经济和时间上消耗较大的方案。因此，越来越多的算法验证工作都需要经过大量仿真实验后才可以进行实车试验。
[0003]一种常用的自动驾驶车辆仿真测试方法是让相关被测车辆在逼真的交通环境中运行，记录其发生交通事故的频次，从而判断其在正常交通环境下是否可以保证安全。交通环境中被测车辆周围的参考车辆的行为逼真程度直接影响整个交通环境的逼真程度。为此，有必要对每个参考车辆的行为进行逼真建模。目前，常用的车辆行为建模方法是使用复杂的数学方程进行建模，涉及复杂建模过程，无法快速进行建模与测试。
[0004]因此，针对上述问题，予以进一步改进。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，使用简单的数学表达式进行车辆行为建模，涉及的行驶状态包括自由驾驶状态，跟车状态和换道状态，所得模型可通过灵活设置重要参数得到不同风格的车辆行为模型，嵌入模拟驾驶软件中后可快速实现车流建模和测试，具有使用方便、成本低和效率高等优点。
[0006]为达到以上目的，本专利技术提供一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，用于模拟驾驶行为，包括以下步骤：
[0007]步骤S1：将车辆的行驶状态分为自由驾驶状态(模式)、跟车状态(模式)和换道状态(模式)，假设车辆收到吸引力和排斥力两种力的作用，并且当车辆决定是否换道时，比较目标位置处车辆所受的合力是否超过当前位置所受到合力的预设阈值，并且维持预设时间，如果是则进行换道，否则不换道。
[0008]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1中的车辆所受的吸引力的表达式为：
[0009][0010]其中，F
att，i
表示第i辆车所受吸引力，d
safe
为距离安全阈值，d
notice
为距离感知阈值，d为主车车头与前车车尾之间的距离，F
att，max
为最大吸引力，k2为增益系数，m
i
表示第i辆车的质量。
[0011]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，步骤S1中的车辆所受的排斥力的表
达式为：
[0012][0013]其中，F
rep，i
表示第i辆车所受排斥力，t
safe
为安全碰撞时间，t
notice
为碰撞时间感知阈值，t为碰撞时间，F
rep，max
为排斥力最大值，k1为增益系数，m
i
表示第i辆车的质量。
[0014]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于车辆不同的行驶状态进行限定，其中：
[0015]在自由行驶状态下，自由行驶状态表示车辆i前方距离d
notice
范围内不存在前车时所处行驶状态：
[0016]车辆i只受到吸引力，(可)进行持续加速，直至加速到最大速度v
i，max
后匀速行驶；
[0017]在跟车状态下，跟车状态表示车辆i前方距离d
notice
范围内存在前车时所处行驶状态：
[0018]车辆i受到排斥力和吸引力的合力的共同作用行驶，且速度必须小于或等于v
i，max
；
[0019]车辆的换道要求为：
[0020]车辆i目标车道位置所受合力减去当前车道所受合力的差值大于预设阈值F
i，thre
，且持续预设时间T
i，thre
；
[0021]目标车道的后车相对于车辆i车尾的纵向距离超过阈值D
i，thre
；
[0022]目标车道的后车相对于车辆i车尾的纵向碰撞时间超过阈值T
i，thre
；
[0023]当前车道的后车未进行与车辆i预备进行的换道方向相似的换道操作。
[0024]作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，在仿真过程中，车辆的行驶状态切换过程如下：
[0025]步骤S1.1：判断当前车辆是否在换道，若是，则继续换道，若否，则进行下一步；
[0026]步骤S1.2：判断车辆是否处于自由驾驶状态，若是，则切换到自由驾驶状态，否则，进行下一步；
[0027]步骤S1.3：计算来自目标车道前车的作用力，并且判断是否符合换道条件，如是，则进行换道，否则，进入跟车状态。
[0028]为达到以上目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法的步骤。
[0029]为达到以上目的，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现所述一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法的步骤。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法的切换示意图。
具体实施方式
[0031]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优
选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0032]在本专利技术的优选实施例中，本领域技术人员应注意，本专利技术所涉及的车辆等可被视为现有技术。
[0033]优选实施例。
[0034]本专利技术公开了一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，用于模拟驾驶行为，包括以下步骤：
[0035]步骤S1：将车辆的行驶状态分为自由驾驶状态(模式)、跟车状态(模式)和换道状态(模式)，假设车辆收到吸引力和排斥力两种力的作用，并且当车辆决定是否换道时，比较目标位置处车辆所受的合力是否超过当前位置所受到合力的预设阈值，并且维持预设时间，如果是则进行换道，否则不换道。
[0036]具体的是，步骤S1中的车辆所受的吸引力的表达式为：
[0037][0038]其中，F
att,i
表示第i辆车所受吸引力(下标为attraction的缩写)，d
safe
为距离安全阈值，d
notice
为距离感知阈值，d为主车车头与前车车尾之间的距离(若没有前车，则将设置为默认值，1.2d
notice
)，F
att,max
为最大吸引力，k2为增益系数，m
i
表示第i辆车的质量。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，用于模拟驾驶行为，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将车辆的行驶状态分为自由驾驶状态、跟车状态和换道状态，假设车辆收到吸引力和排斥力两种力的作用，并且当车辆决定是否换道时，比较目标位置处车辆所受的合力是否超过当前位置所受到合力的预设阈值，并且维持预设时间，如果是则进行换道，否则不换道。2.根据权利要求1所述的一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，其特征在于，步骤S1中的车辆所受的吸引力的表达式为：其中，F
att,i
表示第i辆车所受吸引力，d
safe
为距离安全阈值，d
notice
为距离感知阈值，d为主车车头与前车车尾之间的距离，F
att,max
为最大吸引力，k2为增益系数，m
i
表示第i辆车的质量。3.根据权利要求2所述的一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，其特征在于，步骤S1中的车辆所受的排斥力的表达式为：其中，F
rep,i
表示第i辆车所受排斥力，t
safe
为安全碰撞时间，t
notice
为碰撞时间感知阈值，t为碰撞时间，F
rep,max
为排斥力最大值，k1为增益系数，m
i
表示第i辆车的质量。4.根据权利要求3所述的一种基于碰撞时间和车距的车辆行为建模方法，其特征在于，对于车辆不同的行驶状态进行限定，其中：在自由行驶状态下，自由行驶状态表示车辆i前方距离d
notice
范围内不存在前车时所处行驶状态：车辆i只受到吸引力，进行持续加速，直...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡锦康，邓伟文，
申请(专利权)人：浙江天行健智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：