[发明专利]一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶系统及方法

说明书

本发明请求保护一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶系统及方法，属于智能网联汽车与车联网领域。系统主要包括：车路协同驾驶行为决策子系统，主要是通过车辆BSM消息和路侧CIM消息计算V2X可视范围内车道的通行能力，结合驾驶员的驾驶期望以及交通规则决策驾驶行为换道或者跟驰。本车驾驶行为关联子系统，主要是为了计算与本车驾驶行为关联度高的车辆，将关联度高的车辆筛选出来，避免其它无关车辆参与协同驾驶计算增加计算复杂度。车车重复动态博弈协同驾驶子系统，主要通过多车辆博弈的方法使车辆间的速度、安全收益达到最高。本发明从车路、车车协同的方向以安全为基准来提高车道级道路通行效率。

技术领域

本发明属于智能网联汽车与车联网领域，一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶模型。

背景技术

随着私家车辆的数量日益增加，交通拥堵率以及安全事故发生数也逐年增长，我国的交通安全问题始终是一个亟待解决的问题。目前车辆生厂商使用较多的是单车智能方案来增加车辆行驶安全性，单车智能主要依靠车辆自身的视觉、毫米波雷达和激光雷达等传感器进行环境感知，完成对周围环境的探测以及定位功能。计算决策一方面将传感器数据进行分析处理，实现对目标的识别；另一方面进行行为预测和全局路径规划、局部路径规划和即时动作规划，决定车辆当前及未来的运动轨迹。控制执行主要包括车辆的运动控制以及人机交互，决定每个执行器如电机、油门、刹车等控制信号。但目前单车智能在环境感知、计算决策和控制执行的多个环节均存在不同程度的技术瓶颈，在应用过程中也出现了各种失效的问题，因此一方面需要不断地加强单车智能的感知、决策和控制能力；另一方面也希望引入不同的技术手段来进行弥补。所以目前基于单车智能的驾驶行为受限于感知环境范围，不能从一个宏观的角度做决策分析；受限于环境复杂性，面对复杂环境不能针对性的处理相关车辆；受限于车辆间以及车路间的协作，道路通行能力以及驾驶安全性得不到有效的提高。

因此车联网联化技术发展越来越受到社会各行各业重视，同时5G网络具备高可靠低时延的优势将为V2X提供更强大的性能和更多的可能性。V2X的发展使车路、车车协同的发展趋势越发快速，在车路协同方面，利用V2X通信范围大的优点可以宏观的判定及决策，例如一种车路协同自动驾驶方法、系统及车辆(202110155311.5)利用车路协同计算自车和其它车辆的协同驾驶控制指令，通过范围内的车辆信息和外部环境信息选择负载最小的车辆为所述自车，自车以自车驾驶员意图、其它车辆信息和路侧感知设备计算自车和其它车辆的驾驶控制指令，但其所述负载计算的车道通行能力只是为了选择所述自车，并没有把自车所在车道的通行能力与其它车道进行比较以选择更效率的车道通行，其依据的驾驶员意图并不是范围内各车道通行速度与自身通行期望做比较的结果，所以其方法能均衡整体道路负载能力但并不能提高自车的通行效率。在车车协同方面，考虑车辆的个体或者总体收益的研究也越来越多，所以博弈论也逐渐应用到车车收益的研究中，例如基于博弈论的自动驾驶车辆换道冲突协调模型建立方法(CN 110362910 A)利用博弈论的方法进行车辆决策，通过计算本车换道或者不换道、目标车道车辆避让或者不避让的收益进行车辆驾驶行为决策，这是策略博弈，博弈结果是驾驶行为的一种，但并没有驾驶行为的实现过程体现出来；而且其决策方式并没有考虑车道通行情况，所以其决策结果可能并不是收益最大的结果。

目前，尚未有一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶方法，该方法结合车路协同通过计算车道通行能力和驾驶员驾驶期望以及交通限制做车辆驾驶行为决策，进一步根据决策结果筛选关联度高的车辆，本车与筛选车辆进行重复动态博弈，把跟驰或者换道驾驶行为的博弈结果以速度来体现。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种联合车辆关联度和博弈论的车路协同驾驶系统，其特征在于，包括包括车路协同驾驶行为决策子系统、本车驾驶行为关联子系统以及车车重复动态博弈协同驾驶子系统，其中车路协同驾驶行为决策子系统，用于获取周围V2X设备信息计算车道级道路通行能力，结合驾驶员驾驶期望进行期望分析，进行驾驶行为决策；