[发明专利]一种考虑前车换道驶离时后车的跟驰加速度确定方法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驶离过程的跟驰行为建模方法，包括S1获取车辆换道驶离当前车道过程中该换道车辆、换道车辆后车、换道车辆前车的换道轨迹数据；S2判断换道车辆换道过程中的加速度状态变化；S3判断换道车辆是否已驶主当前车道，则以当前车道次前车为跟踪目标，若否则以当前车道前车、换道驶离车辆为跟驰目标；S4基于遗传算法的建模基本参数标定；S5驾驶员竞争系数识别；S6输出当前车辆下一时刻的跟驰加速度。本发明在经典跟驰行为模型FVDM模型基础上，引入间距增益因子来反映当前车道前车发生横向偏移时，其后车对前方行驶空间的放大程度，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驶离时后车的跟驰加速度确定方法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，当前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，换道驶离当前车道的行为时有发生，且该换道过程持续一定的时间。在当前车道前车换道驶离目标车道的过程中，当前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驶离时后车的跟驰加速度确定方法及跟驰行为建模方法，合理反映前车换道驶离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，一种考虑前车换道驶离时后车的跟驰加速度确定方法，包括：

步骤S1、获取当前车道l上编号为n的车辆与当前车道前车的横向偏移距离ΔW_n,n+1，其中n为车辆编号，l为车道编号；

步骤S2、在经典跟驰行为模型FVD模型基础上，引入前车换道时产生的间距增益因子G(ΔW_n,n+1)，得到前车换道驶离时后车的跟驰加速度为：

ΔW_n,n+1为换道车辆在当前车道最大的横向偏移距离；ρ越大为驾驶员的竞争系数；

当ΔW_n,n+1＝0时，即车辆还未开始实施换道，此时，的前方行驶空间无放大作用，G(ΔW_n,n+1)＝0；

当ΔW_n,n+1＝ΔW_max时，即车辆即将离开当前车道，此时，的前方行驶空间最大，G(ΔW_n,n+1)＝1；

Δx_n,n+1、Δv_n,n+1分别为后车与换道前车的纵向间距和速度差；Δx_n,n+2、Δv_n,n+2分别为后车与次前车的纵向间距和速度差；

展开式(2)，得到考虑间距增益的跟驰动力学表达式：

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_n为后车速度；V_LP(Δx_n,n+1,ΔW_n,n+1)和V_LP(Δx_n,n+2)均为优化速度函数，其计算方式为：