[发明专利]一种基于驾驶员行为的运动车辆状态预测方法有效

专利信息
申请号: 201811203402.6 申请日: 2018-10-16
公开(公告)号: CN109376642B 公开(公告)日: 2022-03-04
发明(设计)人: 朱旭;张倩楠;徐伟;闫茂德;杨盼盼;左磊 申请(专利权)人: 长安大学
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00;G06T7/277
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 徐文权
地址: 710064 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 驾驶员 行为 运动 车辆 状态 预测 方法
【权利要求书】:

1.一种基于驾驶员行为的运动车辆状态预测方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1)、获取运动车辆的视频图像,从而得到驾驶员行为参数,驾驶员行为参数包括避免超速行驶和防追尾;

步骤2)、对驾驶员行为进行人工势场法分析,获取驾驶员行为的斥力场求梯度和虚拟力场,根据驾驶员行为参数建模为虚拟力场;

由速度上限产生的斥力场为:

其中,为速度上限产生的斥力场,k表示第k帧视频;为车辆θ的速度,为车辆θ在x坐标轴的分速度,为车辆θ在y坐标轴的分速度;上标s代表避免超速;为车辆θ的速度上限;a0和b0均为正系数,代表斥力场的幅值和响应速度;

对由速度上限产生的斥力场求梯度,得斥力场产生的斥力为:

其中,为斥力场产生的斥力;为微分算子;

步骤3)、将驾驶员行为的斥力场求梯度和虚拟力场结合自适应无迹卡尔曼滤波法建立融合驾驶员行为的运动方程,实现车辆运动状态预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于驾驶员行为的运动车辆状态预测方法,其特征在于,建立防追尾斥力场:

其中,Jθτ(dθτ(k),vθτ(k))表示防追尾斥力场;dθτ(k)为车辆θ与前车τ的距离;dθτ为最小安全距离,为斥力场起作用的最大距离,g0和n0为正系数,vθτ(k)为车辆θ与前车τ的相对速度,表示为vθτ(k)=vθ(k)-vτ(k);

h(vθτ(k))为非负函数,且满足0≤h(vθτ(k))≤1,定义为:

h(vθτ(k))为递增函数,当vθτ(k)→0时,h(vθτ(k))→0;当vθτ(k)→∞时,h(vθτ(k))→1;h(vθτ(k))<1,其含义是相对速度产生的斥力场

大于等于由距离产生的斥力场:

对防追尾斥力场求梯度,可得防追尾斥力场产生的虚拟力为:

fθτ(dθτ(k),vθτ(k))为防追尾斥力场Jθτ(dθτ(k),vθτ(k))产生的虚拟力。

3.根据权利要求2所述的一种基于驾驶员行为的运动车辆状态预测方法,其特征在于,建立车辆CV运动模型为:

其中,为状态变量;xθ(k)和yθ(k)表示是车辆θ在x轴和y轴的位置;和表示是车辆θ在x轴和y轴的速度;fk(·)和hk(·)分别为动力学系统的状态函数和观测函数;为观测变量;ωθ(k)和ρθ(k)为互不相关的高斯噪声;k+1表示第k+1帧视频。

4.根据权利要求3所述的一种基于驾驶员行为的运动车辆状态预测方法,其特征在于,ωθ(k)为非零均值、协方差矩阵为非常数的高斯噪声。

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