一種基于引力場的車輛自動駕駛引導方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及交通管理技術領域，尤其涉及一種基于引力場的車輛自動駕駛引導方 法。
【背景技術】
[0002] 自動駕駛是智能交通的關鍵技術，也是未來汽車發(fā)展的必然趨勢。自2012年，美 國內達華州機動車輛管理部門為谷歌自動駕駛汽車頒發(fā)了首例駕駛許可證以來，自動駕駛 汽車的發(fā)展如火如荼。減少駕駛壓力、提高安全性、避免擁堵并降低污染是自動駕駛汽車發(fā) 展的關鍵技術，如何通過一種簡單、安全可靠的方法實現(xiàn)車輛自動駕駛是自動駕駛技術得 以普及的關鍵

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明針對車輛自動駕駛問題，提供一種基于引力場的車輛自動駕駛引導方法， 利用引力場的原理模擬周圍的路況、車輛和行駛路徑對該車作用力，以確定當前車輛的行 駛方向和行駛速度，從而實現(xiàn)車輛的自動駕駛。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種基于引力場的車輛自動駕駛引導方 法，包括以下步驟：
[0005] 1)行駛路徑選擇：用戶選擇目的地，由路徑規(guī)劃系統(tǒng)選擇行駛路徑或者用戶自行 設定行駛路徑；
[0006] 2)目標路口確定：車輛根據已確定的行駛路徑，依據電子地圖確定車輛當前位置 到下一路口的距離和相對位置；
[0007] 3)周圍路況確定：車輛采用主動和被動兩種方式獲取周圍路況信息；
[0008] 4)自動駕駛導向力計算：車輛綜合分析車輛的當前所行駛道路的周圍路況信息， 通過將車輛周圍的路況對該車的作用模擬為物體之間存在斥力的作用，將當前所選擇的目 標路口對該車的作用模擬為物體之間存在引力的作用，依據當前該車輛所受到的合力確定 車輛當前的行駛方向與速度，其中合力的方向為車輛的行車方向，車輛的行駛速度隨著合 力大小的變化而變化，從而實現(xiàn)車輛的自動駕駛。
[0009] 所述的目標路口是指在已確定的行駛路徑上，車輛在當前所行駛道路上所要到達 的下一個路口；當車輛位于兩路口交界處時，即車輛已離開上一行駛道路但尚未到達下一 行駛道路時，所述的目標路口為下一行駛道路的出口。
[0010] 所述的主動方式是指車輛通過攝像頭、雷達、紅外線和超聲波方式檢測周圍路況 信息；所述的被動方式是指車輛通過藍牙、WiFi或GPS與周圍車輛相連接，以獲得周圍車輛 或者攜帶有智能設備的行人的信息。
[0011] 所述的行駛道路是指以相鄰的交通標線或道路邊緣和該道路的出入口為界所確 定的道路；所述的車輛的當前所行駛道路是指以當前車輛相鄰的交通標線或道路邊緣和目 標路口為界所確定的道路。
[0012] 所述的周圍路況信息包括車輛所行駛的當前道路的道路信息、交通標線信息、信 號燈信息、車輛信息、行人信息和障礙物信息；所述的道路信息包括道路邊緣與車輛相對位 置和距離，道路的最高限速和最低限速；所述的交通標線信息包括交通標線與車輛的相對 位置和距離；所述的信號燈信息包括信號燈與車輛的相對位置和距離，以及是否禁止車輛 通行；所述的車輛信息包括周圍車輛與車輛的相對位置和距離；所述的行人信息包括行人 與車輛的相對位置和距離；所述的障礙物信息包括障礙物與車輛的相對位置和距離；所述 的交通標線包括準許跨越超車的交通標線、不準許跨越的交通標線、與信號燈相配合的交 通標線、停車位標線、收費島和障礙線。
[0013] 所述的智能設備包括配置有藍牙、WiFi或GPS的任何智能終端設備。
[0014] 所述的車輛的周圍對該車的斥力的作用的大小應與該車與周圍路況之間的距離 的平方成反比，方向指向該車；所述的當前所選擇的目標路口對該車引力的作用的大小可 為一固定值，也可為一隨著該車與目標路口距離減小而減小的值，方向始終指向目標路口。
[0015] 進一步地，基于引力場的車輛自動駕駛方法遵循以下規(guī)則：
[0016] 1)當車輛的當前所行駛道路沒有交通標線時，車輛所受到的力為道路的兩個邊緣 對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛的斥力以及 目標路口的吸引力的合力；
[0017] 2)當車輛一側有不準許跨越的交通標線時，車輛所受到的力為道路一側邊緣對車 輛的斥力、不準跨越的交通標線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥 力、障礙物對于車輛的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0018] 3)當車輛兩側有不準許跨越的交通標線時，車輛所受到的力為車輛兩側不準跨越 的交通標線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛 的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0019] 4)當車輛所行駛的當前路段有收費島時，車輛所受到的力為道路的兩個邊緣或與 車輛相鄰的不準跨越的交通標線對車輛的斥力、收費島對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的 斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0020] 5)當車輛所行駛的當前路段有障礙線時，車輛所受到的力為道路的兩個邊緣或與 車輛相鄰的不準跨越的交通標線對車輛的斥力、障礙線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的 斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0021] 6)當車輛左側有準許跨越超車的交通標線時，若車輛不超車，則車輛所受到的力 為車輛右側道路邊緣或與車輛相鄰的不準跨越的交通標線對車輛的斥力、準許跨越超車的 交通標線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛的 斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0022] 若車輛超車，則車輛不受該準許跨越超車的交通標線對車輛的斥力，車輛所受到 的力為車輛右側的道路邊緣或與車輛相鄰的不準跨越的交通標線對車輛的斥力、對應于準 許跨越超車的交通標線的超車道的左側道路邊緣或不準跨越的交通標線對車輛的斥力、周 圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物對于車輛的斥力以及目標路口的吸引 力的合力；
[0023] 7)當車輛超車完成后，車輛左側的道路邊緣或與車輛相鄰的不準跨越的交通標線 對車輛不在具有斥力作用，車輛右側的準許跨越超車的交通標線和與該準許跨越超車的交 通標線對應的非超車道的右側道路邊緣或不準跨越的交通標線對車輛的斥力為負數(shù)；當車 輛完全進入非超車道時，該非超車道的左側的準許跨越的交通標線和右側的道路邊緣或不 準跨越的交通標線對車輛的斥力為正數(shù)；
[0024] 8)當車輛所行駛的當前路段有與信號燈相配合的交通標線時，若信號燈顯示禁止 通行，則車輛所受到的力為與信號燈相配合的交通標線對車輛的斥力、道路的兩個邊緣或 車輛相鄰的交通標線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車輛的斥力、障礙物 對于車輛的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0025] 若信號燈顯示允許通行，則車輛不受該與信號燈相配合的交通標線對車輛的斥 力，并將當前車輛的目標路口切換為下一個目標路口，車輛所受到的力為道路的兩個邊緣 或與車輛相鄰的不準跨越的交通標線對車輛的斥力、周圍車輛對車輛的斥力、行人對于車 輛的斥力、障礙物對于車輛的斥力以及目標路口的吸引力的合力；
[0026] 9)車輛的行駛速度應位于當前車輛所行駛道路的最高限速和最低限速之間；當 車