基于人工智能算法的換道超車功能開發(fā)

　　基于人工智能算法的換道超車功能開發(fā)

　　祝曉龍

　　（福特電馬赫科技（南京）有限公司上海分公司，上海200093）

　　摘要：隨著汽車電氣化、智能化的不斷發(fā)展，汽車行駛的場(chǎng)景越來(lái)越趨于多樣化和復(fù)雜化，從而促使汽車從輔助駕駛向智能駕駛不斷創(chuàng)新。隨著人工智能的引入，汽車智能駕駛功能越來(lái)越趨于實(shí)用，正在逐步實(shí)現(xiàn)向解放駕駛員雙手、向車載高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)代替人腦進(jìn)行復(fù)雜駕駛場(chǎng)景實(shí)時(shí)響應(yīng)的階段發(fā)展;高階復(fù)雜場(chǎng)景智能駕駛功能則在輔助駕駛功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)駕駛員實(shí)際駕駛感受并結(jié)合人工智能算法實(shí)現(xiàn)向車輛復(fù)雜場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛操作的方向發(fā)展。介紹了基于人工智能算法的換道超車功能開發(fā)，即通過(guò)換道條件的智能選擇，使車輛以最佳方式自動(dòng)完成換道超車過(guò)程。

　　0前言

　　車輛在日常駕駛過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到本車道前方有慢車行駛的場(chǎng)景，按照駕駛員習(xí)慣，在相鄰車道狀況良好且法規(guī)允許的情況下，通常會(huì)進(jìn)行換道超車行駛。目前，車載輔助智能駕駛系統(tǒng)已包含自動(dòng)換道功能“，其對(duì)于相鄰車道的檢測(cè)是基于對(duì)換道動(dòng)作開始時(shí)相鄰車道車輛（以下簡(jiǎn)稱“旁車”）行駛狀態(tài)的預(yù)測(cè)來(lái)進(jìn)行條件判定的，然而很多現(xiàn)實(shí)情況下，該功能無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)判旁車駕駛員的反應(yīng)。例

　　如，在本車道車輛（以下簡(jiǎn)稱“本車”）換道趨勢(shì)發(fā)生時(shí)（打轉(zhuǎn)向燈準(zhǔn)備換道），目標(biāo)旁車的駕駛員可能會(huì)加速進(jìn)行阻攔，也可能會(huì)減速進(jìn)行避讓，這些操作都會(huì)影響本車換道的狀態(tài)條件。

　　本文基于基本換道功能的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)‘2），根據(jù)人工智能算法得出旁車反應(yīng)趨勢(shì)來(lái)預(yù)測(cè)其動(dòng)作，從而優(yōu)化本車換道計(jì)算結(jié)果，獲得本車換道變速的最優(yōu)解。

　　1功能原理設(shè)計(jì)

　　在本車因?yàn)橥嚨赖那胺杰囕v（以下簡(jiǎn)稱“前車”）行駛慢而考慮是否進(jìn)行換道超車的決策中（假定換道超車不額外增加危險(xiǎn)），駕駛員的常識(shí)是換道能保證本車按現(xiàn)有車速行駛，而繼續(xù)在本車道行駛需要減速行駛，由此可見，與前車的距離收益是判定是否進(jìn)行換道的唯一評(píng)判指標(biāo)。因此，對(duì)于本車是否進(jìn)行換道超車，以及換道點(diǎn)最優(yōu)解的計(jì)算是對(duì)距離收益函數(shù)的求解，而將跟車相對(duì)于換道在距離收益上的損失作為其中一個(gè)參數(shù)進(jìn)行處理。

　　同樣地，在基于人工智能判定的旁車行為邏輯中采用的也是距離收益函數(shù)的計(jì)算結(jié)果，目標(biāo)旁車對(duì)待本車的換道趨勢(shì)采取激進(jìn)阻擋動(dòng)作或保守避讓動(dòng)作在距離上的收益差值’‘］作為旁車距離收益函數(shù)中的一個(gè)參數(shù)。

　　1.1基于距離的收益函數(shù)

　　本車基于距離的收益函數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：采取不同策略的距離收益、燃油損耗對(duì)應(yīng)的距離收益、換道懲罰系數(shù)及兩車安全距離。距離收益函數(shù)中不能只考慮2種不同策略取舍的收益，例如：目標(biāo)旁車如果進(jìn)行加速阻擋行為，其燃油損耗會(huì)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化為所獲取的距離值;本車為了在單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)理論最優(yōu)換道點(diǎn)需要進(jìn)行變速，如果加速行駛其燃油損耗也對(duì)應(yīng)為所獲取的距離值;而該值作為本.

編輯：黃飛

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