(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210615496.8 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 同济大学 地址 200092 上海市杨 浦区四平路1239号 (72)发明人 孙剑　周东浩　倪颖　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 夏健君 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/15(2006.01) (54)发明名称 一种基于推理图的混合交通流运动行为建 模方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于推理图的混合交通流 运动行为 建模方法， 包括： 获取场景信息， 将场景 中的所有交通参与者表示为顶 点， 并用有向边表 示各个交通参与者之间的交互关系， 从而得到交 互图； 根据交互图， 获取所有可能的交互情景； 基 于每一可能的交互情景， 估计该交互情景中各个 交通参与者的轨迹， 并判断该轨迹是否符合预设 的经过实证的决策准则， 从而判断交互情景的合 理性； 依次判断交互情景构建步骤中获取的所有 可能的交互情景的合理性， 直至发现满足合理性 的交互情景， 将该交互情景对应的各个交通参与 者的轨迹作为最终的执行轨迹。 与现有技术相 比， 本发明可高逼真、 高可信地生成智 能汽车虚 拟测试所需背景交通 流。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 115099009 A 2022.09.23 CN 115099009 A 1.一种基于推理图的混合交通 流运动行为建模方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 交互图构建步骤： 获取场景信息， 将场景中的所有交通参与者表示为顶点， 并用有向边 表示各个交通 参与者之间的交 互关系， 从而得到交 互图； 交互情景构建步骤： 根据所述交 互图， 获取 所有可能的交 互情景； 合理性判断步骤： 从所述交互情景构建步骤中获取一交互情景， 估计该交互情景中各 个交通参与者的轨迹， 并判断该轨迹是否符合预设的经过实证的决策准则， 从而判断交互 情景的合理性； 循环执行步骤： 循环执行所述合理性判断步骤， 依次判断所述交互情景构建步骤中获 取的所有可能的交互情景 的合理性， 直至发现满足合理性的交互情景， 将该交互情景对应 的各个交通 参与者的轨 迹作为最终的执 行轨迹。 2.根据权利要求1所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述交 互图构建步骤中交 互关系的表示具体为： 定义在未来行驶轨迹上具有线性重叠特征的两个个体被称为存在物理交互关系， 采用 单向实线连接， 箭头方向代 表上下游关系； 定义在未来行驶轨迹上具有交点的两个个体被称为存在逻辑交互关系， 由于上下游关 系尚未确定， 采用双向虚线连接 。 3.根据权利要求2所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述交 互情景构建步骤具体为： 将转向车辆 视为核心交 互对象， 当场景中仅存在一个核心交互对象时， 确定各个交通流中的间隙， 从核心交互对象的 角度出发采用从下游间隙到上游间隙的深度优先 策略， 确定可能的交 互情景； 当场景中存在两个或两个以上的核心交互对象时， 首先将一个核心交互对象放入交互 图中， 确定可能的交互情景， 然后将其他核心交互对象依次添加到已经确定的交互情景中， 进一步确定可能的交 互情景； 如果后续加入的核心 交互对象影响了之前核心交互对象的下游 交通参与者， 则将被影 响的核心交互对 象剔出交互图， 重新确定交互关系， 然后将被剔出 的核心交互对 象加入交 互图中， 得到最终的交 互情景。 4.根据权利要求3所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 根据交通 参与者的类型， 确定不同的交通 流。 5.根据权利要求1所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 合理性判断步骤中， 各个交通 参与者的轨 迹估计过程具体为： 采用四阶贝 塞尔曲线表征交通 参与者运动的路径； 采用应用智能驾驶人模型作为速度规划模型确定交通 参与者的速度。 6.根据权利要求5所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述四阶贝塞尔曲线采用五个控制点确定曲线的形状， 所述 曲线的形状的计算表达式 为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115099009 A 2式中， B(u)为参数u在 区间[0， 1]上变化时曲线的点， 是包含所有点的x坐标与y坐标的 二维矩阵， 即B(u)＝[Bx(u)， By(u)]； B(0)和B(1)为曲线的两端； Bi＝(Xi， Yi)为贝塞尔曲线的 控制点； bi， n(u)为伯恩斯 坦基多项式。 7.根据权利要求6所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述路径的规划选择曲率变化的二次幂和作为 目标函数， 并设置约束以保证曲线端点 连续性， 所述目标函数的计算表达式为： min F＝ ∫01Bx″ ′(u)2+By″ ′(u)2du 所述约束的计算表达式为： 式中， (xs， ys)为起点坐标； (xe， ye)为终点坐标； θs为起点处方向角； ks为起点处曲率； ks 为终点处曲率。 8.根据权利要求5所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述交通 参与者的速度的确定过程具体为： 若当前对象的下游无其 他对象， 则认为当前对象按照期望加速度行驶； 若当前对象的下游有其它对象， 则采用智能驾驶人模型作为跟驰模型， 基于前方对象 确定当前对象的速度， 根据IDM模型确定的当前对象的加速度的计算表达式为： 式中， aIDM(s， v， Δv)为根据IDM模型确定的当前对象的加速度， amax为最大加速度， add为 期望减速度； vd为期望速度； δ为自由加速指数， s*(v， Δv)为有效最小间隙； s0为由最小停车 距离； f为期望时间 间距； add为期望减速度， v为本车速度， Δv为前 车与本车的速度差 。 9.根据权利要求1所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 合理性判断步骤中， 所述决策准则包括： 从当前交通参与者的角度， 选取等待时间和延 误进行交 互决策； 从其它交 互对象的角度， 选取合作加速度和延迟进行交 互决策。 10.根据权利要求9所述的一种基于推理图的混合交通流运动行为建模方法， 其特征在 于， 所述合作加速度和延迟的计算表达式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115099009 A 3