[发明专利]一种自动驾驶车辆专用车道直线段宽度确定方法

权利要求书

1.一种自动驾驶车辆专用车道直线段宽度确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将车载测距设备安装在车辆前部正中央，并对设备测量精度进行标定；

S2、在不同的环境亮度、路面摩擦系数、横向风速、行驶速度、自动驾驶等级下，让自动驾驶车辆在车道内行驶，测量车辆的横向摆动幅度；

S3、利用统计学中的线性回归方法，拟合得到自动驾驶车辆在车道内横向摆动幅度与影响因素的函数关系，所述影响因素包括：车辆宽度车道宽度w_i、环境亮度l_i、路面摩擦系数f_i、横向风速s_i、行驶速度v_i、自动驾驶等级d_i；

S4、将车辆边缘线被车道线包络的概率，定义为车辆的横向运动可靠度，从而反推得到不同横向运动可靠度下的车道宽度，具体为：

S401、将车辆边缘线被车道线包络的概率P，定义为车辆的横向运动可靠度ρ，自动驾驶车辆中心线与车道线的横向距离x，车辆的横向摆动幅度Δx，δ_Δx为Δx的标准差，ρ由如下公式计算：

式中，Φ为标准正态分布的分布函数：

S402、规定不同的车辆的横向运动可靠度ρ，反推得到不同横向运动可靠度下的车道宽度W，W由如下公式计算：

式中，Φ^-1为标准正态分布的分布函数的反函数，查标准正态分布表可得；

S5、校核不同宽度下的自动驾驶车辆自由流速度及通行能力情况，具体为：

S501、根据车道宽度与车道自由流速度之间的关系公式进行校核，确保自动驾驶车辆的自由流速度不低于设计速度，校核公式为：

式中，V为高速公路路段的设计速度；

S502、根据车道宽度与车道通行能力之间的关系公式进行校核，确保自动驾驶车辆的通行能力不得低于设计交通量，校核公式为：

式中，Q为高速公路车道的设计交通量，C为高速公路车道的通行能力；

S6、确定高速公路自动驾驶车辆专用车道直线段宽度，具体为：

S601、高速公路自动驾驶车辆专用车道直线段宽度应综合考虑车辆的横向运动可靠度、自由流速度及通行能力确定；

S602、高速公路自动驾驶车辆专用车道直线段宽度的确定公式为：

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆专用车道直线段宽度确定方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、将设备安装在小汽车前部正中央，使设备的安装误差小于0.5cm；

S102、对设备测量精度进行标定，自动计算出设备到车道线的距离x的误差小于2cm；

S103、当设备的安装精度及测量精度无法达到要求时，进一步调试，直到达到精度要求。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆专用车道直线段宽度确定方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S201、打开自动驾驶车辆的车道保持辅助系统，

即：Lane-Keeping Assistant System,LKA system；

S202、在不同的车辆宽度车道宽度w_i、环境亮度l_i、路面摩擦系数f_i、横向风速s_i、行驶速度v_i、自动驾驶等级d_i下，让自动驾驶车辆在车道内行驶；

S203、利用车载测距设备，输出自动驾驶车辆中心线与车道线的横向距离x；

S204、依据车载测距设备与右侧车道线的横向距离x，换算得到车辆的横向摆动幅度Δx，换算公式为：

4.根据权利要求3所述的自动驾驶车辆专用车道直线段宽度确定方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S301、利用线性拟合方程，得到自动驾驶车辆在车道内横向摆动幅度与各影响因素的函数关系，公式为：

式中，a₀,a₁…a₇均为线性 回归的拟合参数；

S302、根据线性拟合因变量的性质，Δx的取值服从正态分布，根据环境亮度l_i、路面摩擦系数f_i、横向风速w_i、行驶速度v_i、自动驾驶等级d_i的典型取值，得到Δx的分布函数如下：

式中，μ_Δx为Δx的均值，δ_Δx为Δx的标准差；

S303、根据交通工程学常识，车辆总是倾向于沿着车道中心线行驶，故Δx的期望值为0，可进一步得到Δx的分布函数如下：