[发明专利]一种基于线下车辆减速度曲线的线上行车危险估计方法

说明书

本发明公开了一种基于线下车辆减速度曲线的线上行车危险估计方法，步骤1)获取自然驾驶研究中临近事故车辆减速度曲线样本作为线下风险车辆减速度数据库，通过对数据库中减速度曲线聚类分析得到车辆制动避撞开始时刻行车风险状态的不同等级类别；步骤2)在线下风险车辆减速度数据库基础上，根据线下行车风险状态类别结果对样本制动避撞开始时刻的危险估计指标值进行风险状态划分模糊规则提取，得到基于危险估计指标模糊规则的线上行车风险状态划分方法。本发明避免了单个危险估计指标可能存在的局限性问题，且反映了“驾驶员认为的碰撞无法避免”时刻，有利于增强防碰撞系统的效用和用户接受度。

技术领域

本发明涉及交通安全评价和智能交通系统主动安全技术领域，特别是一种基于线下车辆减速度曲线的线上行车危险估计方法。

背景技术

一般来说，行车过程中某个情景的危急程度(或冲突严重程度)可以通过基于初始冲突状态的划分指标来确定，即通过获取情景初始时刻的车辆运动参数计算危险估计指标(如基于距离和时间参数的紧急制动下最终车间距离PICUD、碰撞时间TTC和车间时间THW等，亦常被称为行车安全性指标)，并通过比较危险估计指标的计算值和指标的不同预设阈值(代表不同风险等级)的大小对情景的危险程度进行划分。这种描述初始冲突状态的危险估计指标主要用于线上实时风险等级划分，在防碰撞系统中起着核心作用，然而其难点在于不同风险等级指标阈值的确定，目前文献中尚未有公认完善的线上危险程度划分方法。考虑到车辆减速度水平往往可应用于线下行车序列样本的危险程度评估，且随着车辆信息采集设备的普遍应用有大量车辆减速度曲线数据可以用于研究，因此可以通过线下基于减速度水平的危险程度评估结果为线上危险估计提供指导。

具体从行车过程驾驶员的行为特征来看，基于线下车辆减速度水平的行车风险状态划分体系的机理可解释如下：在跟车过程中，驾驶员会根据车间距离过近或过远通过减速或加速操作调整车间距离，直至形成稳定的跟车状态(即稳态跟车)，在该状态下驾驶员无需采取紧急制动措施；若在跟车过程中前车出现制动，车辆间距离逐渐缩短，车辆间追尾碰撞风险逐渐增大(即形成险态跟车)，当碰撞风险程度超过了驾驶员的风险感知阈值，驾驶员就会立即采取紧急制动操作进行避撞。也就是说，驾驶员制动避撞行为下车辆的减速度曲线实际表征了驾驶员制动行为的紧急性，进而表征了行车风险的状态等级；其中避撞过程的车辆减速度水平愈高，驾驶员制动避撞行为亦愈紧急，避撞开始时刻的行车风险状态亦愈危险。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了线下车辆减速度曲线的线上行车危险估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

一种基于线下车辆减速度曲线的线上行车危险估计方法，包括以下步骤：

S1：线下车辆减速度曲线风险聚类：由自然驾驶过程中临近事故的车辆减速度曲线样本，构成线下风险车辆减速度数据库，对数据库中减速度曲线聚类分析得到制动避撞样本的风险状态聚类类别，即行车风险状态的不同等级类别；

S1.1：获取自然驾驶中追尾冲突类型临近事故的风险车辆减速度有效样本共N组{X₁，X₂，...，X_N}作为线下风险车辆减速度数据库；

S1.2：从所述数据库中，提取每个样本从驾驶员采取避撞制动行为开始至车辆到达最大减速度时刻的车辆减速度时间序列{Y₁，Y₂，...，Y_N}；

S1.3：以{Y₁，Y₂，...，Y_N}作为聚类对象，将线下车辆减速度时间序列样本通过谱聚类方法划分为K类，各聚类类别分别代表了在驾驶员制动避撞行为开始时刻行车风险状态的K个等级；

S1.3.1：计算所有减速度时间序列样本之间的距离{dtw_ij}，dtw_ij是动态时间规整DTW距离i、j＝1，┄，N；