[发明专利]一种基于动态时间规整算法的人车差异性数据触发记录控制方法

权利要求书

1.一种基于动态时间规整算法的人车差异性数据触发记录控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进行驾驶员的操控输入和环境感知系统的信息输入；

S2、自动驾驶算法接收环境感知系统的感知结果，并计算输出期望加/减速度和期望方向盘转角；

S3、驾驶员的操控输入为油门/制动踏板开度和方向盘转角，通过一个标定好的模型，将驾驶员的踏板开度转化为加/减速度；

S4、将自动驾驶系统输出的期望控制量和驾驶员输出的实际控制量，输入到控制指令偏差分析模型中；

S5、控制指令偏差分析模型基于动态时间规整算法计算自动驾驶系统和驾驶员的控制指令的差异程度，并将其与提前设置好的偏差阈值进行比较，若大于偏差阈值，则触发记录，否则不触发记录；

S6、经过该模型的触发筛选和记录，最终记录的数据即为人车控制指令差异性数据；

所述偏差分析模型包括加(减)速度偏差计算和方向盘转角偏差计算两条进程；

所述加(减)速度偏差计算：本模型会实时比对实际加(减)速度和期望加(减)速度两条控制指令序列的长度m和n，其分为下述两种情况：

(1)若m＝n，则其偏差即为对应时刻的欧式平方距离之和，如下：

之后，比较偏差E与加(减)速度偏差阈值之间的关系；

(2)若m≠n，则计算两条加(减)速度指令序列间的距离矩阵D，D(i,j)的计算公式如下：

D(i,j)＝(A_i-B_j)²

距离矩阵某一点的数值D(i,j)即代表，自动驾驶系统输出的第i个加(减)速度指令与驾驶员的第j个加(减)速度指令间的平方欧式距离，其中i,j的物理意义为时刻；

求解长度L最小的规整路径W，定义规整路径W为从距离矩阵D左下角起始，至矩阵D右上角结束的一条路径；定义其长度L为路径W所经过的矩阵D上各点的数值之和，如下：

规整路径W的选取并非唯一，因此其长度L的数值并不唯一；

两条加(减)速度序列间的偏差即为规整路径的长度L的最小值，因此，求解两条序列的偏差即可描述为对下述最优化问题的求解：

E＝min(L)

最后，将求解得到的偏差E与设定的加(减)速度偏差阈值进行对比，若E大于加(减)速度偏差阈值，则触发记录前30s至当前的数据；若E小于或等于加(减)速度偏差阈值，则不触发记录；

所述方向盘转角偏差计算：与加(减)速度偏差计算类似，本模型会实时比对实际方向盘转角和期望方向盘转角两条控指令序列的长度p和q，其分为下述两种情况；

(1)若p＝q，则其偏差即为对应时刻的欧式平方距离之和，如下：

之后，比较偏差E与方向盘转角偏差阈值之间的关系；

(2)若m≠n，则计算两条方向盘转角指令序列间的距离矩阵D，距离矩阵D以数学的方式描述两条序列上各个时刻的方向盘转角的差异1距离矩阵某一点的数值D(i,j)即代表，自动驾驶系统输出的第i个方向盘转角指令与驾驶员的第j个方向盘转角指令间的平方欧式距离，其中i,j的物理意义为时刻，D(i,j)的计算公式如下：

D(i,j)＝(A_i-B_j)²

之后，求解长度L最小的规整路径W，定义规整路径W为从距离矩阵D左下角起始，至矩阵D右上角结束的一条路径；定义其长度L为路径W所经过的矩阵D上各点的数值之和，如下：

规整路径W的选取并非唯一，因此其长度L的数值并不唯一；

两条方向盘转角序列间的偏差即为规整路径的长度L的最小值，因此，求解两条序列的偏差即可描述为对下述最优化问题的求解：

E＝min(L)

最后，将求解得到的偏差E与设定的方向盘转角偏差阈值进行对比，若E大于方向盘转角偏差阈值，则触发记录前30s至当前的数据；若E小于或等于方向盘转角偏差阈值，则不触发记录。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态时间规整算法的人车差异性数据触发记录控制方法，其特征在于，所述偏差阈值选取：偏差阈值的选取包括加(减)速度偏差阈值选取和方向盘转角偏差阈值选取两部分。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态时间规整算法的人车差异性数据触发记录控制方法，其特征在于，设计跟车直线加减速、跟车转弯、会车和封闭园区驾驶4种工况，共采集了6组加(减)速度数据和6组方向盘转角数据，通过对所采集数据的分析和处理，将加(减)速度偏差阈值和方向盘转角偏差阈值设定如下：

1)：加(减)速度偏差阈值：6组数据中，人车加(减)速度偏差值的均值的1.5倍；

2)：方向盘转角偏差阈值：6组数据中，人车方向盘转角偏差值的均值的1.2倍；

3)：偏差阈值可根据实际对数据量的需要进行动态调节。