[发明专利]一种自动驾驶背景下的非机动车过街路权协商系统

权利要求书

1.一种自动驾驶背景下的非机动车过街路权协商系统，其特征在于包括环境感知模块、决策模块、输出模块和反馈模块，所述的环境感知模块包括自动驾驶车载监控模块、非机动车载监控模块、路侧监控模块，所述的输出模块包括自动驾驶车辆输出模块和非机动车输出模块，所述的自动驾驶车载监控模块和所述的自动驾驶车辆输出模块搭载在自动驾驶车辆上，所述的非机动车车载监控模块、所述的非机动车输出模块和所述的反馈模块搭载在非机动车上，所述的路侧监控模块安装在非机动车过街路侧；所述的自动驾驶车载监控模块用于获取自动驾驶车辆速度、加速度和行车方向信息并输出给所述的决策模块，所述的非机动车车载监控模块用于获取非机动车速度、加速度和行车方向信息并输出给所述的决策模块，所述的路侧监控模块用于获取自动驾驶车辆位置信息和非机动车位置信息并输出给所述的决策模块，所述的决策模块能够对输入其内的信息进行处理生成对应的决策信号输出，所述的决策模块还能够通过所述的自动驾驶车辆输出模块输出对非机动车驾驶人的提示信息，所述的自动驾驶车辆输出模块用于执行来自决策模块的决策信号，所述的反馈模块用于将非机动车驾驶人输入其内的反馈信息输出给所述的决策模块；当自动驾驶车辆与非机动车在街口相遇时，所述的自动驾驶车载监控模块获取自动驾驶车辆速度、加速度和行车方向信息并输出给所述的决策模块，所述的非机动车车载监控模块获取非机动车速度、加速度和行车方向信息并输出给所述的决策模块，所述的决策模块对其接收的信息进行处理并生成相应决策信号输出，在生成相应决策信号过程中，如有需要，所述的决策模块能通过所述的自动驾驶车辆输出模块输出对非机动车驾驶人的提示信息，也能通过所述的反馈模块接收非机动车驾驶人输出的反馈信息，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号；

所述的决策模块生成相应决策信号的具体过程为：

S1、所述的决策模块通过所述的自动驾驶车载监控模块、所述的非机动车载监控模块和所述的路侧监控模块输出的检测信号中的自动驾驶车辆和非机动车的速度、加速度、行车方向和位置信息预测出自动驾驶车辆与非机动车的行驶轨迹；

S2、将以自动驾驶车辆与非机动车预测的行驶轨迹的交汇点为圆心，自动驾驶车辆长度的1.5倍为半径所形成的圆形区域定义为危险区域；

S3、将自动驾车辆到达危险区域起点边缘的时间记为t_vs，终点边缘的时间记为t_ve，非机动车到达危险区域起点边缘的时间记为t_ns，终点边缘的时间记为t_ne，非机动车到达危险区域起始边缘前自动驾驶车辆穿越危险区域的速度记为v_max，采用公式(1)～(4)分别计算得到t_ns、t_ne、t_vs和v_max：

其中，min为取最小值符号；d_v为自动驾驶车辆当前位置离预测的该自动驾驶车辆将到达的危险区域起始边缘的距离，d_v等于所述的决策模块获取的自动驾驶车辆当前位置和预测的该自动驾驶车辆将到达的危险区域起始边缘位置的直线距离；d_n为非机动车当前位置离预测的该非机动车将到达的危险区域起始边缘的距离，d_n等于所述的决策模块获取的非机动车当前位置和预测的该非机动车将到达的危险区域起始边缘位置的直线距离；v_v为自动驾驶车辆当前的速度；v_n为非机动车当前的速度；w为危险区域的直径；l为自动驾驶车辆的长度；v_lm为自动驾驶车辆允许的最高速度；

S4、比较d_v+w+l和的大小，其中a_l为自动驾驶车辆性能内的最大加速度，根据比较结果确定t_ve的值，具体为：

如果则令

如果则令

S5、所述的决策模块分别比较t_ne和t_vs的大小以及t_ns和t_ve的大小，基于比较结果生成对应的决策信号输出，具体为：

当t_ne＜t_vs或者t_ve＜t_ns时，所述的决策模块判断自动驾驶车辆和非机动车不存在同时到达危险区域的可能，此时所述的决策模块输出正常通行的决策信号至所述的自动驾驶车辆输出模块，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号，控制自动驾驶车辆正常通过街口；

当t_ne≥t_vs且t_ve≥t_ns时，所述的决策模块判断自动驾驶车辆和非机动车存在同时到达危险区域的可能，此时所述的决策模块先通过所述的非机动车输出模块以交流信息的方式询问非机动车行驶人是否同意让行，之后，如果所述的决策模块在预设时间内从所述的反馈模块处获取到非机动车行驶人反馈的“是”的有效输入，此时所述的决策模块输出正常通行的决策信号至自动驾驶车辆输出模块，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号，控制自动驾驶车辆正常通过街口；

如果所述的决策模块在预设时间内从所述的反馈模块处获取到非机动车行驶人反馈的“否”的有效输入，此时所述的决策模块比较自动驾驶车辆在非机动车到达危险区域前停车所需的最小加速度a_s和自动驾驶车辆性能内的最大加速度a_l，根据比较结果确定自动驾驶车辆能否在非机动车到达危险区域前停车,a_s按如下公式进行计算：

当a_sa_l时，所述的决策模块判断自动驾驶车辆能在非机动车到达危险区域前停车，此时所述的决策模块输出禁止通行的决策信号至自动驾驶车辆输出模块，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号，控制自动驾驶车辆开始减速并在危险区域前停车，同时所述的决策模块输出能够通行的提醒信号至所述的非机动车输出模块，提醒非机动车驾驶人正常过街；

当a_s≥a_l时，所述的决策模块判断自动驾驶车辆不能在非机动车到达危险区域前停车,此时所述的决策模块输出正常通行的决策信号至所述的自动驾驶车辆输出模块，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号，控制自动驾驶车辆正常通过街口，同时所述的决策模块输出“前方危险”的提醒信号至所述的非机动车输出模块，提醒非机动车驾驶人让行；

如果所述的决策模块在预设时间内从所述的反馈模块处未获取到非机动车行驶人输入的有效输入信息，此时所述的决策模块利用非机动车监控模块检测到的非机动车加速度和速度信息判断非机动车的“走-停”状态，检测非机动车是否继续前进，当判断非机动车处于继续前进状态时，所述的决策模块按照之前的方法利用当前信息重新判断自动驾驶车辆能否在非机动车到达危险区域前停车，并进行相应操作；当判断非机动车处于停止前进状态时，所述的决策模块输出正常通行的决策信号至所述的自动驾驶车辆输出模块，所述的自动驾驶车辆输出模块执行来自所述的决策模块的决策信号，控制自动驾驶车辆正常通过街口。