[发明专利]自动驾驶车辆最优下匝道意图生成点计算方法

说明书

本发明公开了一种自动驾驶车辆下匝道最优意图生成点计算方法，包括如下步骤：步骤一、确定多车道最晚换道执行点；步骤二、计算多车道换道成功率；步骤三、对下匝道意图生成点进行优化。本发明使得自动驾驶换道车辆能够根据当前环境下的车头时距分布及自身的车速，判断并确定最优下匝道意图生成点的位置，并寻找合适的换道时机进行换道，一方面能够实现较高的换道成功概率以保障驾驶安全性，另一方面，能够适当地调整下匝道意图生成点位置，使得出匝道车辆能够及时地换至低速车道，从而减少出匝道车流对主道车流的影响，提高高速公路路段通行能力。

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶车辆下匝道最优意图生成点计算方法。

背景技术

自动驾驶技术是未来缓解交通拥堵问题、提高交通安全性的重要手段，该技术的发展对社会、车辆驾驶员和行人均有益处。车辆换道行为作为自动驾驶领域的核心问题，也是道路基本驾驶行为中的关键环节，对交通安全，交通流特性有着显著的影响。

自动驾驶车辆在高速公路下匝道时，如果车辆下匝道意图生成点距匝道出口太近，则进行案例下匝道的成功率越小；如果车辆下匝道意图生成点距匝道出口太远，则会过早进入到慢车道，导致总的行驶效率降低。所以，存在一个最优的自动驾驶车辆下匝道意图生成点，可以进行安全性和效率的平衡。然而，目前并没有类似的算法寻找自动驾驶车辆最优的下匝道意图生成点。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种自动驾驶车辆下匝道最优意图生成点计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动驾驶车辆下匝道最优意图生成点计算方法，包括如下步骤：

步骤一、确定多车道最晚换道执行点(换道执行点即为车辆开始出现侧向运动的位置点)：

(1)构造从相邻两车道的换道成本函数；

(2)利用换道成本函数计算相邻两车道换道轨迹的最优纵向位移；

(3)从第一车道开始逆向逐步确定相邻车道的最晚换道执行起点，最终确定n车道的最晚换道执行起点；

步骤二、计算多车道换道成功率：

设车辆从n车道距最晚换道执行起点S_n距离处进行下匝道意图生成，寻找合适车头时距的时间为T_n，在n-1车道的第i_n-1个车头时距处成功换道后，在n-2车道的第i_n-2个车头时距处成功换道，以此类推，直至在2车道的第i₂个车头时距处成功换道，

(1)首先计算车辆能够成功插入m车道的第i_m个车头时距的概率

(2)计算车辆换至m车道后其剩余的时间T_m；

(3)计算在m车道可以遇见m-1车道上的车头时距数N_m-1；

(4)经过多次换道最终换道至三车道，此时距三车道的最晚换道执行起点为S₃，剩余的寻找合适车头时距的时间为T₃，并由T₃计算在2车道上能遇见的车头时距数为N₂；

(5)使用N₂计算成功换至1车道的概率p′；

(6)最终计算从n车道S_n距离处开始换道对应的换道成功率pⁿ。

步骤三、计算最优下匝道意图生成点(下匝道意图生成点即为换道车辆开始观察目标车道车辆，寻找适合的车头时距进行换道的位置点)：

(1)将步骤二计算得到的对应换道成功概率作为安全性考量。