[发明专利]一种考虑前车换道汇入过程的跟驰加速度及跟驰行为建模方法

说明书

本发明公开了一种考虑前车换道汇入过程的跟驰行为建模方法，包括S1提取车辆换道汇入目标车道过程中该换道车辆、目标车道后车、目标车道后车前方车辆的交通数据；S2判断换道汇入车辆换道刺激类型；S3基于遗传算法的建模基本参数标定；S4驾驶员激进系数识别；S5输出下一时刻目标车道后车的跟驰速度。本发明在经典跟驰行为模型FVDM模型基础上，考虑相邻车道前车换道汇入时对目标车道后车形成的三种不同程度的换道刺激，引入考虑驾驶员竞争系数与换道车辆横向位移结合的竞争水平函数，以合理反映前车换道行为对后车跟驰行为的影响，有效提高跟驰行为建模方法的适应性。

技术领域

本发明属于智能交通领域，尤其涉及适用于双车道自动驾驶系统中的车辆纵向跟驰行为决策模型，进一步涉及一种考虑前车换道汇入过程的跟驰加速度及跟驰行为建模方法。

背景技术

车辆的跟驰行为主要描述单车道上超车受限条件下，因前车运动状态的变化而引起的后车反应，是驾驶员最为基本的驾驶行为之一。跟驰行为模型是揭示宏观交通流形成机理的理论基础，其在交通仿真、交通管控、交通安全评价、交通设计与规划等领域有着广泛的应用，对交通组织与拥堵治理具有重要的现实意义。

跟驰行为建模方法的不断完善，为把握真实交通流的运行机理提供了坚实的理论基础。从跟驰行为建模方法的切入点来看，多是以前车或多个前车的纵向运动状态信息为依据，建立融合多种信息的跟驰行为模型。然而，真实交通流中，相邻车道前车为了获取目标车道更大的行驶空间，或者出于路径规划需要，换道汇入目标车道的行为时有发生，且该换道过程持续一定的时间。在相邻车道前车换道汇入目标车道的过程中，目标车道后车应该如何调整其跟驰状态，现有的跟驰行为建模方法尚不能合理描述。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种考虑前车换道汇入过程的跟驰加速度及跟驰行为建模方法，合理反映前车换道汇入行为对后车跟驰行为的影响。

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的，一种考虑前车换道汇入过程来确定后车的跟驰加速度方法，包括：

步骤S1、当前车道l上编号为n的车辆获取相邻车道前车的转向信息，确定相邻车道前车的换道开始时间t_s，其中n为车辆编号，l为车道编号；

步骤S2、获取t_s时刻后车与换道前车的纵向间距差的速度的速度依据公式(1)判别的换道类型：

其中：g_s为后车驾驶员与前车保持的期望间距；t_lc为换道预计持续时间；

为换道开始时预计换道结束时刻的间距，分别为换道期间车辆纵向移动的距离，有a_max为车辆允许的最大加速度，Typesti 为换道车辆对后车形成的刺激类型，其中Type_sti＝1为自由换道刺激、Type_sti＝2为竞争换道刺激、 Type_sti＝3为强制换道刺激。

根据权利要求1所述的一种考虑前车换道汇入过程的跟驰行为建模方法，其特征在于：

若Type_sti＝1，则在经典跟驰行为模型FVD模型基础上，得到后车的跟驰加速度为：

其中：α、κ为常数，分别为后车驾驶员的反应系数和对速度差的敏感系数；V(Δx)为优化速度函数；

若Type_sti＝2，则可得到后车的跟驰加速度为：

其中：为后车的竞争水平函数，r为车辆驾驶员激进系数(r∈[0,1])，H(·)为Heaviside函数，Δh_l+1,l为换道车辆偏离车道边线的距离，Δh_max为离车道线最大距离；