【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于自動駕駛安全，尤其涉及考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法。
技術介紹
1、自動駕駛車輛的核心體系可分為環境感知、風險分析、決策、控制和執行等模塊，其中風險分析模塊扮演著橋梁角色，它根據環境感知結果和動態物體的運動預測來評估風險，并將評估結果作為決策模塊的輸入。自動駕駛車輛在行駛過程中主要有跟馳和換道兩種駕駛行為，相較于跟馳行為，換道行為更加復雜且危險，其風險的評估與預測對確保自動駕駛車輛的行車安全至關重要。
2、現有的風險評估方法主要分為基于時間和運動學指標、基于統計學、基于勢場和基于異常行為檢測的方法等。基于時間指標的方法從時間角度評估行車風險，包括車頭時距（thw）、碰撞時間（ttc）和反應時間（ttr）等，基于運動學指標的方法利用運動學參數評估行車風險，如最小距離和避碰所需的加速度等，這類方法在縱向碰撞場景中表現較好但在處理橫向碰撞風險時存在局限性。基于統計學的方法基于數據利用機器學習來實現風險的量化與評估，雖然能夠對不確定性進行建模，但計算復雜且實時性低，同時模型訓練過程需要大量高質量數據。基于勢場的方法利用場論整合交通環境中不同因素對自車產生的風險，但通常忽略車輛自身特性及運動不確定性的影響，在車輛換道等復雜場景中的適應性仍有待提升；基于異常行為檢測的方法能夠評估與非碰撞相關的駕駛風險，如駕駛員疲勞、闖紅燈等意外行為，并基于偏離正常行為的程度進行風險量化，但其檢測和風險量化的難度較大。
3、基于上述分析，現有的風險評估方法雖然在一定程度上能夠對風險進行量化，但在處理復
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，旨在解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，包括以下步驟：
4、步驟s1、考慮車輛異質性評估周圍車輛威脅度：自動駕駛車輛通過感知系統實時采集自身及周圍環境的信息，通過考慮反應時間和最大制動減速度引入車輛的異質性來計算每輛周圍車輛的威脅度；
5、步驟s2、基于周圍車輛的威脅度構建道路區域綜合風險能量場：劃分道路空間為網格，分別針對周圍車輛和車道線構建風險能量場，疊加后得到道路區域綜合風險能量場；
6、步驟s3、利用道路區域綜合風險能量場評估自動駕駛車輛換道風險：自動駕駛車輛結合自身運動狀態計算在道路區域綜合風險能量場中所受風險力，并將所受風險力與設定風險等級閾值進行對比，以評估換道過程中的風險。
7、進一步的，所述考慮車輛異質性評估周圍車輛威脅度步驟的具體流程如下：
8、步驟s11、意圖換道或正處于換道過程中的自動駕駛車輛利用感知系統獲取環境及周圍車輛的信息，并基于預測算法獲取周圍車輛軌跡及運動狀態；具體包括：獲取周圍車輛的長度 l box、寬度 w box；獲取周圍車輛的第一類型以確定反應時間，獲取周圍車輛的第二類型以確定最大制動減速度；獲取周圍車輛 t+ t時刻預測的意圖概率，以及意圖概率 p k對應的運動狀態信息，包括 t+ t時刻的軌跡點坐標( x k, y k)、速度 v k和轉向角；獲取路面材質以確定路面附著系數；獲取車道線位置及類型；獲取自動駕駛車輛自身的位置坐標( x t, y t)、速度 v t以及前輪轉向角；
9、第一類型包括cav（智能網聯自動駕駛車輛）、av（自動駕駛車輛）和hdv（人工駕駛車輛）；第二類型包括輕型車輛和重型車輛；
10、步驟s12、計算每一輛周圍車輛的威脅度：
11、式1：；
12、式2：；
13、式中：表示周圍車輛 i的威脅度；表示周圍車輛 i的反應時間，cav、av和hd車輛的反應時間為預設值，；表示周圍車輛 i的最大制動減速度，輕型和重型車輛的最大制動減速度為預設值，； k t表示周圍車輛反應時間調節系數； c表示路面附著系數； x s表示0-1變量，用于判斷車輛是否超速，超速時 x s=1； k t0, k ts均表示待定系數。
14、進一步的，基于所述周圍車輛的威脅度構建周圍車輛風險能量場的具體流程如下：
15、步驟21、在道路區域d內將道路空間劃分為的網格，公式如下：
16、式3：；
17、式4：；
18、式5：；
19、式6：；
20、式中： l d表示道路區域d沿車道線方向長度； s var表示車輛縱向可視范圍； w d表示道路區域垂直于車道線方向寬度；n表示道路區域d包含車道數； l lane表示車道寬度； a0表示道路網格單元長度； b0表示道路網格單元寬度； f表示沿車道線方向道路區域被劃分為長度為 a0的網格單元的數目；表示沿垂直于車道線方向道路區域被劃分為寬度為 b0的網格單元的數目；
21、步驟22、計算周圍車輛對其它網格的風險輻射能量，構建周圍車輛風險能量場，公式如下：
22、；
23、式中：表示縱向風險修正因子；表示橫向風險修正因子本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，所述考慮車輛異質性評估周圍車輛威脅度步驟的具體流程如下：
3.根據權利要求2所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，基于所述周圍車輛的威脅度構建周圍車輛風險能量場的具體流程如下：
4.根據權利要求3所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，基于所述周圍車輛的威脅度構建車道線風險能量場，具體如下：
5.根據權利要求4所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，建立t時刻的所述道路區域綜合風險能量場，具體如下：
6.根據權利要求4所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，計算所述自動駕駛車輛時刻所受的來自周圍車輛的風險力，具體如下：
7.根據權利要求6所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，計算所述自動駕駛車輛時刻所受
8.根據權利要求7所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，基于風險力判斷所述自動駕駛車輛換道過程中的風險等級Risk?Level，具體如下：
...【技術特征摘要】
1.考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，所述考慮車輛異質性評估周圍車輛威脅度步驟的具體流程如下：
3.根據權利要求2所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，基于所述周圍車輛的威脅度構建周圍車輛風險能量場的具體流程如下：
4.根據權利要求3所述的考慮周圍車輛異質性的自動駕駛車輛換道風險評估方法，其特征在于，基于所述周圍車輛的威脅度構建車道線風險能量場，具體如下：
5.根據權利要求4所述的考慮周圍車輛...
【專利技術屬性】
技術研發人員：羅清玉，孫心悅，王楠，賈洪飛，吳文靜，楊麗麗，黃秋陽，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：
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