车辆安全跟驰模式预测的形式化建模方法

摘要

由于传统车辆跟驰建模预测方法无法遍历车辆所有可能的系统输入与运行状态的不确定性,因而不足以从理论上保证对周边车辆安全跟驰行为预测的完整性与可信性.为此提出车辆安全跟驰模式预测的形式化建模方法.该方法利用随机可达集的遍历表现特征实现对周边车辆行为预测的不确定性表述,并通过马尔科夫链逼近可达集的方式表达系统行为状态变化的随机性,从而完成对周边车辆跟驰行为状态变化的精确概率预估.为了表达跟驰情形中车辆之间的行为关联影响以及提高在线计算效率,离线构建了关联车辆在状态及控制输入之间的安全关联矩阵,描述周边车辆的安全跟驰控制输入选择规律,并综合相关车辆的当前状态信息,达到对周边车辆安全跟驰行为的在线分析与预估.数值验证不仅表明提出的建模方法完备地表述了周边车辆所有的安全跟驰行为及过程,显著提高了预测的精确度,也论证了该方法对车辆跟驰控制策略建模分析与安全验证的有效性.