CN111081011A - 一种自行车行驶辅助方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自行车行驶辅助方法，包括以下步骤：步骤1：对自行车行驶路径进行区域划分；步骤2：获取自行车当前的运动状态及各九宫格其他区域内距离自行车最近的交通实体的类型，并获取其速度和相对于自行车的距离；步骤3：计算其他区域交通实体与自行车的相对距离和相对速度，并判断其所属的模糊集合；步骤4：根据交通实体类型和相对运动参数所属的模糊集合判断该交通实体与自行车的作用场类型；步骤5：根据各区域作用场类型给出对自行车运动状态的建议。本发明提供的自行车行驶辅助方法的优点在于：综合考虑了复杂路况中的不同交通实体类型，实现针对不同类型的交通实体进行动态预测判断，提高了通行的安全性，能够有效提高通行效率。
Description
技术领域
本发明涉及交通辅助行驶技术领域，尤其涉及一种自行车行驶辅助方法。
背景技术
在非机动车道中自行车是影响交通安全和通行能力的主要因素，现有技术中还没有 针对自行车在骑行过程中的安全驾驶辅助技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够判断自行车行驶周边的其他交通实 体的运动趋势，并判断给出行驶建议的自行车行驶辅助方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种自行车行驶辅助方法，包括以下步骤：
步骤1：对自行车行驶路径进行区域划分；
步骤2：获取自行车当前的运动状态及各九宫格其他区域内距离自行车最近的交通 实体的类型，并获取其速度和相对于自行车的距离；
步骤3：计算其他区域内交通实体与自行车的相对距离和相对速度，并判断其所属的模糊集合；
步骤4：根据交通实体类型和相对运动参数所属的模糊集合判断该交通实体与自行 车的作用场类型；
步骤5：根据各区域作用场类型给出对自行车运动状态的建议。
优选地，行驶区域划分方法为：步骤1所述的区域划分方位如下：以自行车行驶车道所在的直线为中心将整个行驶区域划为左侧、中间、右侧三个大区域；以自行车前轮 轴所在位置为基点，将自行车周边区域分别划分为右前侧、右后侧、右次后侧、前侧、 后侧、左前侧、左后侧、左次后侧八个子区域。
优选地，所述交通实体的类型包括行人和自行车。
优选地，不同区域内的交通实体与自行车的相对距离为Δdi(i＝1,2,…,8)，相对距 离Δdi的模糊集合|Δdi|为{危险，近，中，远}；
则相对距离“危险”到“近”的门限值d1为：
其中，
为自行车的速度，
为对应区域内交通实体的速度，Bmax为交通实体 最大制动减速度，τ为自行车操作反应时间，a0为自行车相对于该交通实体所在的区 域的加速度；
相对距离“中”到“远”的门限值d3为：
其中，
α1和α2为常数；
相对距离“近”到“中”的门限值d2为d1和d3的中间值。
优选地，各区域内的交通实体与自行车的相对速度Δvi(i＝1,2,…,8)的模糊集合 |Δvi|为：{负大，负小，零，正小，正大}；相对速度的门限值满足以下条件：
其中，v1、v2、v3、v4分别表示相对速度“负大”到“负小”、“负小”到“零”、 “零”到“正小”、“正小”到“正大”的门限值。
优选地，如果交通实体与自行车保持目前的运动状态有相互靠近的趋势，则认为该 交通实体与自行车形成的是排斥场，反之为吸引场；交通实体与自行车运动靠近的趋势又大到小排列为：强排斥场、中排斥场、弱排斥场、零、弱吸引场、中吸引场、强吸引 场。
优选地，交通实体类型与作用场类型的模糊推理规则如下：
优选地，自行车行驶所处的中间大区域对自行车的作用场判断规则如下：
若中间大区域为排斥场，则自行车有离开本大区域的趋势，若中间大区域为零或吸 引场，则自行车保持在本大区域即可。
优选地，当自行车当前所在的中间大区域对自行车的整体作用场为排斥场时，判断 左右了两侧大区域对自行车的整体作用场类型，
如果任一侧出现吸引场，则建议自行车进入该大区域，否则，比较各大区域的作用场类型，建议自行车进入排斥场较弱的大区域。
本发明提供的自行车行驶辅助方法的优点在于：综合考虑了复杂路况中的不同交通 实体类型，实现针对不同类型的交通实体进行动态预测判断，提高了通行的安全性，能够有效提高通行效率。
附图说明
图1是本发明的实施例所提供的自行车行驶辅助方法的流程图；
图2是本发明的实施例所提供的自行车行驶辅助方法的区域划分示意图；
图3是本发明的实施例所提供的自行车行驶辅助方法的相对距离隶属度函数图；
图4是本发明的实施例所提供的自行车行驶辅助方法的相对速度隶属度函数图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种自行车行驶辅助方法，包括以下步骤：
步骤1：对自行车行驶路径进行区域划分；
如图2所示，以自行车行驶车道所在的直线为中心将整个行驶区域划为左侧、中间、 右侧三个大区域；以自行车前轮轴所在位置为基点，将自行车周边区域分别划分为右前 侧、右后侧、右次后侧、前侧、后侧、左前侧、左后侧、左次后侧八个子区域。
步骤2：获取自行车当前的运动状态及相邻其他区域内距离自行车最近的交通实体 的类型，并获取其速度和相对于自行车的距离；所述交通实体类型包括自行车和行人，本领域技术人员根据需求也可以通过其他方式对交通实体类型进行划分。
步骤3：计算其他区域内交通实体与自行车的相对距离和相对速度，并判断其所属的模糊集合；
3.1)不同区域内的交通实体与自行车的相对距离为Δdi(i＝1,2,…,8)，相对距离Δdi的模糊集合|Δdi|为{危险，近，中，远}；
相对距离的隶属度参考图3，相对距离“危险”到“近”的门限值d1为：
其中，
为自行车的速度，
为对应区域内交通实体的速度，Bmax为交通实体 最大制动减速度，τ为自行车操作反应时间，a0为自行车相对于该交通实体所在的区 域的加速度；
相对距离“中”到“远”的门限值d3为：
其中，
α1和α2为常数；
相对距离“近”到“中”的门限值d2为d1和d3的中间值。
3.2)各区域内的交通实体与自行车的相对速度Δvi(i＝1,2,…,8)的模糊集合|Δvi|为： {负大，负小，零，正小，正大}；相对速度的隶属度如图4所示，相对速度的门限值满足以下条件：
其中，v1、v2、v3、v4分别表示相对速度“负大”到“负小”、“负小”到“零”、 “零”到“正小”、“正小”到“正大”的门限值。
步骤4：根据交通实体类型和相对运动参数所属的模糊集合判断该交通实体与自行 车的作用场类型；
对于交通实体与自行车的作用场的类型的定义如下：如果交通实体与自行车保持目 前的运动状态有相互靠近的趋势，则认为该交通实体与自行车形成的是排斥场，反之为吸引场；交通实体与自行车运动靠近的趋势又大到小排列为：强排斥场、中排斥场、弱 排斥场、零、弱吸引场、中吸引场、强吸引场。即交通实体与自行车均保持当前运动趋 势越有可能碰到一起，则排斥场越强。
根据交通实体类型进行作用场模糊判断的规则如下：
| 编号 | 自行车类型交通实体作用场模糊推理规则 | 行人类型交通实体作用场模糊推理规则 |
| 1 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(强排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，＝危险)THEN(中排斥场) |
| 2 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(中排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(弱排斥场) |
| 3 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(弱排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(零) |
| 4 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(零) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正大，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(弱吸引场) |
| 5 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(强排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(弱排斥场) |
| 6 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(中排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(弱吸引场) |
| 7 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(零) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(中吸引场) |
| 8 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(弱吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(强吸引场) |
| 9 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(中排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(中排斥场) |
| 10 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(弱排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(弱排斥场) |
| 11 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(中吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(中吸引场) |
| 12 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(强吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝正小，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(强吸引场) |
| 13 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(弱排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(弱排斥场) |
| 14 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(零) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(零) |
| 15 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(弱吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(中吸引场) |
| 16 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负大，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(弱排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝零，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(强吸引场) |
| 17 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(弱排斥场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝危险)THEN(中排斥场) |
| 18 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(零) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝近)THEN(弱排斥场) |
| 19 | IF(|Δv<sub>i</sub>|+＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(弱吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝中)THEN(弱吸引场) |
| 20 | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(强吸引场) | IF(|Δv<sub>i</sub>|＝负小，|Δd<sub>i</sub>|＝远)THEN(中吸引场) |
步骤5：根据各区域作用场类型给出对自行车运动状态的建议。
根据步骤4的规则判断各子区域内的交通实体与自行车的作用场类型，给出行驶建 议，首先应考虑自行车是否需要离开当前大区域，判断规则如下：
若中间大区域为排斥场，则自行车有离开本大区域的趋势，若中间大区域为零或吸 引场，则自行车没有离开本大区域的趋势。
当自行车有离开本大区域的趋势时，需要继续判断两侧大区域的作用场类型，判断 规则如下：
若任一侧大区域表现为吸引场时，则建议自行车可进入该大区域正常行驶，否则，比较各大区域的作用场类型，建议自行车进入排斥场较弱的大区域。
通过本发明提供的自行车行驶辅助方法，能够对在非机动车道行驶的自行车的形式 状态进行有效的辅助，便于提高通行效率。
Claims (9)
1.一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对自行车行驶路径进行区域划分；
步骤2：获取自行车当前的运动状态及各九宫格其他区域内距离自行车最近的交通实体的类型，并获取其速度和相对于自行车的距离；
步骤3：计算其他区域内交通实体与自行车的相对距离和相对速度，并判断其所属的模糊集合；
步骤4：根据交通实体类型和相对运动参数所属的模糊集合判断该交通实体与自行车的作用场类型；
步骤5：根据各区域作用场类型给出对自行车运动状态的建议。
2.根据权利要求1所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：行驶区域划分方法为：步骤1所述的区域划分方位如下：以自行车行驶车道所在的直线为中心将整个行驶区域划为左侧、中间、右侧三个大区域；以自行车前轮轴所在位置为基点，将自行车周边区域分别划分为右前侧、右后侧、右次后侧、前侧、后侧、左前侧、左后侧、左次后侧八个子区域。
3.根据权利要求2所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：所述交通实体的类型包括行人和自行车。
4.根据权利要求3所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：不同区域内的交通实体与自行车的相对距离为Δdi(i＝1,2,…,8)，相对距离Δdi的模糊集合|Δdi|为{危险，近，中，远}；
则相对距离“危险”到“近”的门限值d1为：
其中，
为自行车的速度，
为对应区域内交通实体的速度，Bmax为交通实体最大制动减速度，τ为自行车操作反应时间，a0为自行车相对于该交通实体所在的区域的加速度；
相对距离“中”到“远”的门限值d3为：
其中，
α1和α2为常数；
相对距离“近”到“中”的门限值d2为d1和d3的中间值。
5.根据权利要求4所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：各区域内的交通实体与自行车的相对速度Δvi(i＝1,2,···,8)的模糊集合|Δvi|为：{负大，负小，零，正小，正大}；相对速度的门限值满足以下条件：
其中，v1、v2、v3、v4分别表示相对速度“负大”到“负小”、“负小”到“零”、“零”到“正小”、“正小”到“正大”的门限值。
6.根据权利要求5所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：如果交通实体与自行车保持目前的运动状态有相互靠近的趋势，则认为该交通实体与自行车形成的是排斥场，反之为吸引场；交通实体与自行车运动靠近的趋势又大到小排列为：强排斥场、中排斥场、弱排斥场、零、弱吸引场、中吸引场、强吸引场。
7.根据权利要求6所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：交通实体类型与作用场类型的模糊推理规则如下：
8.根据权利要求7所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：自行车行驶所处的中间大区域对自行车的作用场判断规则如下：
若中间大区域为排斥场，则自行车有离开本大区域的趋势，若中间大区域为零或吸引场，则自行车保持在本大区域即可。
9.根据权利要求8所述的一种自行车行驶辅助方法，其特征在于：当自行车当前所在的中间大区域对自行车的整体作用场为排斥场时，判断左右两侧大区域对自行车的整体作用场类型，
如果任一侧出现吸引场，则建议自行车进入该大区域，否则，比较各大区域的作用场类型，建议自行车进入排斥场较弱的大区域。
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