[发明专利]一种自动驾驶汽车的行车风险计算方法及在线评估系统

权利要求书

1.一种自动驾驶汽车的行车风险计算方法，其特征在于，计算自车以未来时刻的运动状态与周边的交通参与者或者静态道路设施发生的假设性碰撞将导致的碰撞损伤；将碰撞损伤在空间和时间维度上进行折减，取最大值作为当前时刻的行车风险值；

将所述碰撞损伤定义为潜在碰撞损伤，所述潜在碰撞损伤的表达式为：

式中，为定义的潜在碰撞损伤，表示自车与交通参与者或静态道路设施j以计算时域中第i个时刻的运行状态发生假设性碰撞将导致的碰撞双方总体损伤，j表示计算时域起始时刻交通参与者或静态道路设施的编号，其总数量为J；表示在计算时域中第i个时刻自车的速度；表示在计算时域中第i个时刻交通参与者或静态道路设施j的速度；表示在计算时域中第i个时刻交通参与者或静态道路设施j的速度方向与自车的速度方向夹角；表示自车的安全特征参数，包括自车的实体特性、乘客特征和防护措施；表示交通参与者或静态道路设施j的安全特征参数，其中，交通参与者的安全特征参数包括交通参与者的实体特征、乘客特征和防护措施特征，静态道路设施的安全特征参数包括静态道路设置的实体特性；自车、交通参与者和静态道路设施的实体特征包括各自质量、类型和结构强度；自车和交通参与者的乘客特征包括各自搭载的人数、乘客年龄和乘客性别；自车和交通参与者的防护措施各自设置的安全带、安全气囊和儿童座椅；f_g(·)为碰撞损伤计算函数。

2.根据权利要求1所述的行车风险计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)建立行车风险计算模型

对于包含多个交通参与者和静态道路设施的复杂交通环境，取未来计算时域内场景中所有交通参与者和静态道路设施所引发潜在碰撞损伤值折减的最大值作为最终的行车风险值，以此构建行车风险计算模型，表达式如下：

式中，R_t表示t时刻自车的行车风险；i表示以t时刻为起始的计算时域中的时刻编号；Δt表示时步步长；n表示计算时步数；若计算时域[t,t+Δt·n]超出了车辆运行轨迹数据所包含的时域范围，则需要对自车和交通参与者的轨迹进行预测；j表示计算时域起始时刻交通参与者或静态道路设施的编号，其总数量为J；ω_D表示距离衰减系数；ω_i表示时间衰减系数；

2)定义所述潜在碰撞损伤

3)分别建立用于确定距离衰减系数的距离衰减系数函数ω_D(·)和用于确定时间衰减系数的时间衰减系数函数ω_i(·)；其中，距离衰减系数函数ω_D(·)是关于在计算时域中各时刻交通参与者或静态道路设施j与自车轮廓之间最短距离的递减函数；时间衰减系数函数ω_i(·)是关于计算时域中第i个时刻的递减函数；

4)将步骤2)定义的潜在碰撞损伤以及步骤3)建立的距离衰减系数函数ω_D(·)和时间衰减系数函数ω_i(·)代入步骤1)建立的行车风险计算模型中，求解后得到t时刻的自车行车风险。

3.根据权利要求2所述的行车风险计算方法，其特征在于，步骤2)中，定义的潜在碰撞损伤为：

式中，为描述在计算时域中第i个时刻交通参与者或静态道路设施j与自车之间相对速度的参数，k_Δv为对应的调整系数；为描述在计算时域中第i个时刻交通参与者或静态道路设施j的速度与自车的速度中最大值的参数，k_vmax为对应的调整系数；和分别表示用于描述自车实体特性、乘客特征和防护措施的参数；和分别表示用于描述交通参与者j实体特性、乘客特征和防护措施的参数，或者分别用于描述静态道路设施j实体特性的参数；表示实体q的实际质量；表示实体q的类型，对于碰撞后损伤越严重的，的取值越大；表示实体q结构强度，对于碰撞后损伤越严重的，的取值越大；分别表示载具上的实际载客人数、年龄和性别，对于静态道路设施，均取0；分别表示载具上人员是否使用安全带、安全气囊、儿童座椅，使用的防护措施的安全等级越高，则的取值越低，对于静态道路设施，均取0。