[发明专利]一种面向自动驾驶的道路几何线形设计方法

说明书

本发明公开了一种面向自动驾驶的道路几何线形设计方法，包括结合车辆视觉、控制决策系统和驾驶环境监控系统，分析L1～L5车辆有关道路几何线形设计指标的主要差异，并获取关键差异参数；关键差异参数标定；计算L1～L5车辆道路几何线形指标设计值；判定车辆自动化等级对相关道路几何线形指标的影响程度；根据得到的L2～L5车辆道路几何线形指标设计值设计面向不同自动化等级车辆的道路几何线形指标。本发明解决了现有道路几何线形设计欠缺考虑以不同自动化等级车辆作为设计车型的不足。

技术领域

本发明属于道路几何线形设计技术领域，涉及一种面向自动驾驶的道路几何线形设计方法。

背景技术

引入自动驾驶车辆进入道路交通环境，已被验证具有提高交通安全、道路通行能力、行驶速度、行驶效益和降低能源消耗、温室气体排放的可能性。随着自动驾驶技术的逐渐成熟，国内北京、上海、福州等地均开始开放自动驾驶车辆道路(开放路段或指定试验路段)试验，并发放自动驾驶路测牌照。可以预见，随着自动驾驶技术的进一步发展，不同自动化等级车辆在道路交通环境中的渗透率也将逐渐增大。

道路是基础设施建设体系中的重要组分，对国家和地区的经济发展、社会进步和人民生活质量提高等方面起着重要的作用。自动驾驶车辆作为未来道路的主要使用者，由于其主要技术模式(计算机视觉、信息融合、控制决策等)明显区别于现有车辆，因此这些技术区别势必对道路条件提出新的要求。其中，自动驾驶车辆将极大改变原有人类驾驶员与道路几何线形条件的交互行为。因此，有必要深入研究面向自动驾驶的道路几何线形设计。

虽然目前市场中的L2、L3级车辆是在现有L1级车辆的基础上进行改造，主要承担车型仍为现有车型，但自动驾驶车辆在视觉、控制决策系统和驾驶环境监控系统中的性能与传统车辆有着明显区别。现有道路几何线形设计相关规范设计车型为客车、货车等，未考虑不同自动化等级车辆，且缺少对面向自动驾驶的道路几何线形设计方法的研究。

发明内容

发明目的：针对现有道路几何线形设计未考虑以不同自动化等级车辆作为设计车型的现状，提供了一种面向自动驾驶车辆的道路几何线形设计方法，可以全方面考虑与不同自动化等级车辆相适应的道路几何线形设计，优化现有道路几何线形设计方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种面向自动驾驶的道路几何线形设计方法，包括以下步骤：

(1)结合车辆视觉、控制决策系统和驾驶环境监控系统，分析L1～L5车辆有关道路几何线形设计指标的主要差异，并获取关键差异参数；

(2)关键差异参数标定；

(3)计算L1～L5车辆道路几何线形指标设计值；

(4)判定车辆自动化等级对相关道路几何线形指标的影响程度；

(5)根据步骤(3)得到的L2～L5车辆道路几何线形指标设计值设计面向不同自动化等级车辆的道路几何线形指标。

进一步的，步骤(1)中分析L1～L5车辆有关道路几何线形设计指标的主要差异，并获取关键差异参数的方法为：首先，确定道路几何线形设计指标为平面设计指标、纵断面设计指标和横断面设计指标，其中，平面设计指标包括：直线、圆曲线、缓和曲线和停车视距；纵断面设计指标包括：纵坡、坡长和竖曲线；横断面设计指标包括：横断面组成、超高、加宽和横净距；然后，结合车辆视觉、控制决策系统和驾驶环境监控系统性质，得到不同等级车辆有关道路几何线形设计的关键差异参数为感知反应时间、减速度、目高和车灯高；并确定其影响的道路几何线形指标包括停车视距、竖曲线最小长度和横净距。

进一步的，步骤(2)中关键差异参数标定方法为：通过对车辆产品、相关规范与文献进行调研，对不同自动化等级车辆的关键差异参数进行标定，其中：