4.2.1基本响应行为的实现.pdf

北京航空肮天大学学位论文 虚拟人行驶的整体路线是从图中左下角到右_L角的L型路线。此路线上设置有圆形 障碍物、I一字路口的拐弯和和一个立交桥，虚拟人可根据遇到的情况进行障碍物躲避、 拐弯和沿立交桥上下行驶。 智能驾驶行为模型应该保证在任何情况下，虚拟人都能对遇到的地形处理的情况做 出响应，实现静态场景中无碰撞安全行驶。为验证模型的可行性，用户可以使用本系统 随意设置: 》 虚拟人驾驶车辆的起始位置 》 虚拟人驾驶车辆的速度 》 障碍物的位置 通过对各种情况进行设置后观察动态图象展示和输出数据，验证了虚拟人的智能驾 驶行为模型能较好的实现预期功能:即虚拟人可以避开在道路上任何地点出现的障碍 物，可以沿弯道拐弯，.上下立交桥时能通过地形匹配调整俯仰角和调整其高度。 4.2对于动态车辆的驾驶响应行为 4.2.1基本响应行为的实现 驾驶中最复杂的情况是对与动态车辆的响应与处理。其中有五种基本的响应行为: 超车(超过前面同向行驶的车)、让道 (给后面的车让出行车道)、加速、减速和会车(躲 闪迎面而来的逆向行驶的车)。这五种行为中，前四种行为针对同向行驶的车，后一种 针对逆向行驶的车。 这五种情况的处理原理已在3.4.3节详细介绍，路径规划主要是由路径特征点算出 路径曲线的插值函数，在每一帧以本车前进的距离为步长进行插值计算，调整车辆以相 应方向角到达相应位置;速度规划是计算出应采取的加、减速，在每一帧进行速度的调 整。以下图中蓝色的车为虚拟人驾驶的车，红色的车为匀速直线行驶的干扰车，左上角 窗口是从虚拟人驾驶的车后方进行观察，右上角窗口是从驾驶室内侧向进行观察，下方 窗口是从驾驶室内进行正前方观察。 43 北京航空航天大学学位论文 1) 超车 由本车与前方被超的干扰车的速度及两车的距离根据超车位移计算公式3.7算出超 车过程中的纵向位移。由两车的侧向安全间距和本车的横向位置算出超车过程的最大纵 向位移，按照3.4.3节所述由此可得到路径曲线的五个插值点，用三次B样条进行插值， 得到路径曲线函数，以每一帧本车的位移为步长对曲线进行插值计算，得到每一帧本车 的位置和方向角，就可实现虚拟人超车过程。 过程如图4.8所示:图中因超车距离较长，所以蓝车的拐角并不很明显，但由风挡 玻璃窗口可以观察到，最初红车在蓝车行驶路线中，随着蓝车的前进，蓝车偏离原来的 路线越来越远，进而蓝车与红车并行行驶，最后从后视镜中反映的红车相对位置看出蓝 车己逐渐切入原来行驶路线。 图4.8超车过程 所对应的行为决策函数是voidOverTakeProcesso，具体程序实现如下: void OverTakeProcess() { Ratio=SafeDis*GlobalSpeedl/(GlobalSpeed1-GlobalSpeed2);//超车位移计算 Offset二SafeLat+CarX1-CarX2;//最大侧向位移计算 44 北京航空航天大学学位论文 sign=l;III表示从右边超车，一I表示从左边超车 GetCurve(Offset,Ratio,sign);//三次B样条插值计算，内嵌一个插值循环 }//让道与会车的程序实现与之类似 2) 让道 由本车与后方追车的速度及两车的距离根据让道位移计算公式3.8算出让道过程中 的纵向位移。由两车的侧向安全间距和本车的横向位置算出让道过程的最大纵向位移， 按照3.4.3节所述由此可得到路径曲线的五个插值点，用三次B样条进行插值，得到路 径曲线函数，以每一帧本车的位移为步长对曲线进行插值计算，得到每一帧本车的位置 和方向角，就可实现虚拟人让道过程。 过程如图4.9所示:红车是追车，速度比蓝车快，并且从后视镜中看到红车几乎与 蓝车在同一行驶线上，此时虚拟人决定将路线让出。当蓝车逐渐把道路让出时，从后视 镜中可看到红车逐渐到了蓝车的右边，并且与蓝车的距离越来越接近，以至与蓝车并行 行驶，当红车跑到蓝车之前的时候，蓝车开始回原来的行车路线，从风挡玻璃窗口的红 车的相对位置可以看到蓝车的路线