一种基于社会力的车辆行为建模方法与流程

技术特征：
1.一种基于社会力的车辆行为建模方法，用于车辆行为建模，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1：将车辆行为分为横向模块和纵向模块，横向模块包括换道模式和非换道模式并且纵向模块包括自由行驶模式和跟车行驶模式；步骤s1.1：在自由行驶模式下，车辆纵向受到为达到最佳速度而产生的自驱动力，并且横向受到来自两侧车道线的车道线保持力和来自车道中线的中线阻尼力；步骤s1.2：在跟车行驶模式下，车辆纵向受到为达到最佳速度而产生的自驱动力以及为避免与前车发生撞击而产生的避撞阻力，并且横向受到来自两侧车道线的车道线保持力和来自车道中线的中线阻尼力；步骤s1.3：在换道模式下，将车辆的横向运动分为两个阶段，一个是接近中间车道线的前换道阶段，另一个是穿越中间车道线后的后换道阶段，前换道阶段中，车辆纵向以自由行驶模式或跟车模式行驶，并且车辆横向上受到来自中间车道线的阻力、来自目标车道中线的吸引力和来自目标车道上前车与后车的吸引力。2.根据权利要求1所述的一种基于社会力的车辆行为建模方法，其特征在于，步骤s1.1中，在自由行驶模式下，车辆受到为达到最佳行驶速度而产生的自驱动力公式为：式中，表示车辆i受到的自驱动力，为最佳行驶速度，m
i
为车辆i的质量，为车辆i的当前纵向速度，为车辆i的纵向行驶反应时间，x表示纵向，t表示时刻，为指向车辆纵向前方的单位向量。3.根据权利要求2所述的一种基于社会力的车辆行为建模方法，其特征在于，步骤s1.2中，在跟车行驶模式下，车辆前方存在另一个车辆j，行驶在同一车道线前方的车辆j会对车辆i产生纵向避撞阻力，公式为：式中，为车辆j会对车辆i产生纵向避撞力，m
i
为车辆i的质量，为增益系数，为车辆i和车辆j之间的车头间距，即车辆j车头与车辆i的车位之间的距离，为敏感度系数，e表示指数函数，为车辆j和车辆i在车道线方向上的单位向量；车辆在纵向上所受合力为：4.根据权利要求3所述的一种基于社会力的车辆行为建模方法，其特征在于，步骤s1.3中，在换道行驶模式下，车辆在横向上受到的力包括来自当前车道l1和目标车道中间的车道线l2的变道阻力来自目标车道的中心线cl2的吸引力来自位于纵向前方且
在目标车道中行驶的前车k的目标车道前车吸引力和来自位于纵向后方且在目标车道中行驶的后车h的目标车道后车吸引力表达式分别为：式中，为增益系数，为车道线l2和车辆i的几何中心之间的距离，为敏感度系数，为从车道线l2指向车辆i的几何中心的单位向量，lc表示换道模式；式中，为增益系数，为目标车道中心线cl2和车辆i的几何中心之间的距离，为敏感度系数，为从车辆i的几何中心指向目标车道中心线cl2的单位向量；式中，为增益系数，为车辆i和目标车道前车k在车道线方向上的车头时距，为敏感度系数，为从车辆i的几何中心指向车辆k所在的目标车道中心线lc2的单位向量；式中，为增益系数，为目标车道后车h和车辆i在车道线方向上的车头时距，为敏感度系数，为从车辆i的几何中心指向目标车道中心线cl2的单位向量；因此，换道行驶模式下车辆所受到的横向合力为：自由行驶模式和跟车行驶模式之间的切换条件为车辆i前方是否存在车辆j。5.根据权利要求4所述的一种基于社会力的车辆行为建模方法，其特征在于，换道模式和非换道模式的切换条件包括：a、换道后所受纵向合力与换道前所受纵向合力超过一定阈值a、换道后所受纵向合力与换道前所受纵向合力超过一定阈值b、目标车道不存在毗邻车辆，毗邻车辆指的是与车辆i并排行驶的车辆；c、目标车道前车k和后车h与车辆i之间的碰撞时间ttc小于一定阈值ttc
thre
，ttc的计算公式为：
式中，r
x
表示前后两车的车头间距，和分别为后车和前车的纵向速度。6.根据权利要求5所述的一种基于社会力的车辆行为建模方法，其特征在于，在自由行使模式、跟车行使模式或换道模式的后期中，车辆i受到来自当前车道两侧车道线的车道线保持力和以及来自车辆i所行驶的车道的中心线lc的阻尼力表达式为：表达式为：式中，表示来自车辆i所行驶的车道的左侧车道线的车道线保持力，表示来自车辆i所行驶的车道的右车道线的车道线保持力，和均为增益系数且和分别为车辆i所行驶的车道的左右侧车道线与车辆i的几何中心之间的横向距离，和分别为由车辆i所行驶的车道的左右侧车道线指向车辆i的几何中心的单位向量；式中，c为阻尼系数，为车辆i的横向速度，cl表示当前车道中心线；在自由行使模式、跟车行使模式或换道模式的后期中，车辆i所受到的纵向合力为：换道模式的前期和后期的切换条件是，车辆i的几何中心从原车道进入目标车道。7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述一种基于社会力的车辆行为建模方法的步骤。8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述一种基于社会力的车辆行为建模方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于社会力的车辆行为建模方法，用于车辆行为建模，包括步骤S1：将车辆行为分为横向模块和纵向模块，横向模块包括换道模式和非换道模式并且纵向模块包括自由行驶模式和跟车行驶模式。本发明公开的一种基于社会力的车辆行为建模方法，将车辆行为分为自由行驶，跟车行驶，换道行驶三种行为模式。自由行驶模式下，车辆纵向受到为达到最佳速度而产生的自驱动力；横向受到来自两侧车道线的车道线保持力和来自车道中线的中线阻尼力。跟车行驶模式下，在自由行驶模式的基础上增加了一个为避免与前车发生撞击而产生的纵向避撞阻力。力。力。


技术研发人员：蔡锦康 邓伟文
受保护的技术使用者：浙江天行健智能科技有限公司
技术研发日：2022.04.27
技术公布日：2022/7/22