一种适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110136439A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910409940.9(22)申请日2019.05.15(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人于斌王书易丹斯顾兴宇董侨(74)专利代理机构南京众联专利代理有限公司32206代理人许小莉(51)Int.Cl.G08G1/01(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法(57)摘要本发明公开了一种适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法。本发明包括以下步骤：(1)结合车道宽度设计评估理论、最优车轮路径理论，分析设计车辆宽度对车道宽度的影响，并确定其影响因子；(2)分析天气情况与道路平面几何元素对车辆目标行驶速度的影响，并分别确定其影响因子；(3)分析特殊考虑因素对车道宽度的影响，并确定其影响因子与加权系数；(4)综合考虑以上步骤(1)～(3)中各影响因子对车道宽度的影响，建立车道宽度综合设计模型。本发明解决了现有公路行车道宽度欠缺考虑自动驾驶车辆的不足。CN110136439ACN110136439A权利要求书1/2页1.一种适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)结合车道宽度设计评估理论、最优车轮路径理论，分析车辆设计宽度对车道宽度的影响，并确定其影响因子；(2)分析天气情况与道路平面几何元素对车辆目标行驶速度的影响，并分别确定其影响因子；(3)分析特殊考虑因素对车道宽度的影响，并确定其影响因子与加权系数；(4)综合考虑以上步骤(1)～(3)中各影响因子对车道宽度的影响，建立车道宽度综合设计模型。2.根据权利要求1所述的适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法，其特征在于：步骤(1)中结合车道宽度设计评估理论、最优车轮路径理论，分析车辆设计宽度对车道宽度的影响，并确定其影响因子的方法为：取k0为自动驾驶车辆设计宽度调整因子，取值为0.2；取k1为自动驾驶车辆设计宽度影响因子，其计算公式为：k1＝1+k0＝1.2。3.根据权利要求1所述的适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法，其特征在于：步骤(2)中分析天气情况与道路平面几何元素对车辆目标行驶速度的影响，并分别确定其影响因子的方法为：(a)引入天气情况(包括晴朗、降雨与降雪)影响因子k2以表征天气情况对车辆目标行驶速度的影响，其最小值根据天气情况取不同值，计算公式为：其中，k2,min为k2的最小值，取0.85；dv,st是单车道标准设计宽度，取2.44米；mr,max，ms,max分别为降雨、降雪天气发生的最大月份数(1～12)；其中，降雨量小于10毫米或降雪深度小于10毫米天气情况视为晴朗天气；(b)引入道路平面几何元素影响因子β以表征由于不同道路平面几何元素(包括直线、曲线与交叉口)引起的车辆减速行为对车道宽度的影响，其计算公式为：其中，fcw为轮胎与路面间摩擦系数，取0.7；nlane为车道数；dl为设计车辆轴距(单位：m)；R为曲线半径(单位：m)；l为车辆与交叉口进口处间距(单位：m)，取值范围为[10,150]；另外，当时，β取0.1；时，β取0.1。4.根据权利要求1所述的适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法，其特征在于：步骤(3)中分析特殊考虑因素对车道宽度的影响，并确定其影响因子与加权系数的具体方法为：引入事故影响因子sdv，其值根据车道宽度与道路事故率的相关性，在保证安全性的基础上取0.075。在此基础上，建立一个双层分级系统表征不同特殊考虑因素重要程度。其中，第一层级按数字：1，2，3分级，重要程度按1至3递减；第二层级以大写字母：A，B，C分级，重要程度按A至C递减，例如：1A重要于1C，而1C重要于2B。结合事故影响因子sdv，特殊考虑因素用公式2CN110136439A权利要求书2/2页表征为：sdv(∑anbfn)＝0.075(3.64Afactors+0.9Bfactors-0.5Cfactors)其中，an(n＝1～3)为层级加权系数，a1＝3.64，a2＝0.9，a3＝-0.5；bfn为对应层级加权系数层级的特殊考虑因素bf1＝Afactors、bf2＝Bfactors、bf3＝Cfactors，值为条件二进制值(0，1)。5.根据权利要求1所述的适用于自动驾驶车辆的车道宽度设计方法，其特征在于：步骤(4)中所述综合考虑步骤(1)～(3)所述参数的影响，建立车道宽度综合设计模型的具体方法为：(a)车道宽度直接取决于车辆设计宽度与设计速度，其计算公式为：xr+xl＝wl-dvwl＝dv+xr+xl其中xr(单位：m)为车辆右侧安