[發明專利]載運工具跟馳關系的確定與行為調整實施方法

有效

• 申請號: 201410052572.4
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103886127B
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 潘登;夏易君
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G08G1/01
• 代理公司: 31290 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 葉鳳

1.一種載運工具跟馳關系的確定與行為調整實施方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據動態運輸環境中當前技術條件下所行采取的制動模式，計算當前追蹤運行狀態下判斷車輛跟馳關系的臨界值L_{Absolute_Boundary}或L_{Relative_Boundary}，其中：L_{Absolute_Boundary}是絕對制動模式下的跟馳關系臨界值，是根據車輛絕對制動模式，以車輛性能為約束條件，計算出的當前追蹤運行狀態下判斷前、后車輛跟馳關系的臨界值L_{Absolute_Boundary}；L_{Relative_Boundary}是相對制動模式下的跟馳關系臨界值，是根據車輛相對制動模式，以車輛性能為約束條件，考慮最不利跟馳情形，計算出的當前追蹤運行狀態下判斷前、后車輛跟馳關系的臨界值L_{Relative_Boundary}；

所述步驟1中，絕對制動模式下車輛跟馳關系的計算方法，見下式(1)所示

其中：L_{Absolute_Boundary}為當前追蹤運行狀態和絕對制動模式下前、后車輛跟馳關系的臨界值，假定L_Actual為實際車距，L_Actual>L_{Absolute_Boundary}時，前、后車之間不存在跟馳關系，后車以自由行駛為主，同時實時檢測與前車的跟馳關系，并根據新的檢測結果進行相應的行為優化，L_Actual≤L_{Absolute_Boundary}時，前、后車之間存在跟馳關系，后車必須在前車行為和車距的約束下，以安全、高效追蹤運行為目的，不斷優化自身行為，同時確保行為調整過程中的平穩性或舒適性；v_f(terminal)是后車行為調整結束時的末速度,其最大取值滿足以下條件：

max(v_f(terminal))＝max(v_{line_max},v_{vehicle_max}) (2)

這里，v_{line_max}是線路允許的最大速度，v_{vehicle_max}是車輛最大允許速度；ΔL是附加的安全裕量；

所述步驟1中，相對制動模式下車輛跟馳關系的計算方法，見式(3)所示

L_{Relative_Boundary}＝L_{Absolute_Boundary}-L_p (3)

其中：L_{Relative_Boundary}為當前追蹤運行狀態和相對制動模式下前、后車輛跟馳關系的臨界值，L_Actual>L_{Relative_Boundary}時，前、后車之間不存在跟馳關系，后車以自由行駛為主，同時實時檢測與前車的跟馳關系，并根據新的檢測結果進行相應的行為優化，L_Actual≤L_{Relative_Boundary}時，前、后車之間存在跟馳關系，后車必須在前車行為和車距的約束下，以安全、高效追蹤運行為目的，不斷優化自身行為，同時確保行為調整過程中的平穩性或舒適性；L_p為前車在當前運行速度下采取相應的控制策略所行使的距離，一般以最不利條件下的安全行車為第一考量，前車的控制策略取為緊急制動時的控制策略；

步驟2：后車根據自身所采取的制動模式，在當前追蹤運行狀態下，基于前、后車是否存在跟馳關系的準確判斷，進而細分車輛追蹤運行狀態為非跟馳狀態、臨界跟馳狀態、絕對制動條件下安全跟馳狀態、絕對制動條件下非安全跟馳狀態、相對制動條件下安全跟馳狀態、相對制動條件下非安全跟馳狀態，共6個子狀態，進而以跟馳狀態為依據對自身行為采取相應的控制措施；

后車在追蹤前車運行過程中，對實際車距L_Actual和跟馳關系臨界值L_{Absolute_Boundary}或L_{Relative_Boundary}進行實時比較分析，若實際車距大于跟馳關系臨界值，前、后車之間按無跟馳關系處理，后車行為不受前車行為和車距的約束，否則，前、后車之間具有跟馳關系，根據具體跟馳情況按所述的臨界跟馳狀態、絕對制動條件下安全跟馳狀態、絕對制動條件下非安全跟馳狀態、相對制動條件下安全跟馳狀態、相對制動條件下非安全跟馳狀態來處理，后車的行為調整必須考慮前車行為和車距的約束，以實現安全、高效和平穩運行；

步驟3：轉步驟1，后車循環往復地獲取進行制動模式，并根據新的檢測結果進行跟馳關系的判斷，進而采取相應的行為調整措施；

所述步驟2，具體實施步驟如下：

a)首先，獲取動態運輸環境中當前技術條件下后車所采取的制動模式,

b)然后，運用相應的跟馳關系計算方法，對實際車距L_Actual和跟馳關系的臨界值L_{Absolute_Boundary}或L_{Relative_Boundary}進行比較分析，確定與前車之間是否存在跟馳關系；具體特征如下：

(b-1)若L_Actual>L_{Absolute_Boundary}，或者L_Actual＝L_{Absolute_Boundary}且后車速度v_f小于前車速度v_p，即v_f<v_p，前后車之間的空間關系為非跟馳狀態；

(b-2)絕對制動模式下，若L_Actual＝L_{Absolute_Boundary}且v_f＝v_p，那么，前后車之間的空間關系為臨界跟馳狀態；

(b-3)絕對制動模式下，若L_{Absolute_Safe}≤L_Actual<L_{Absolute_Boundary}，或者L_Actual＝L_{Absolute_Boundary}且v_f>v_p，前后車之間的空間關系為絕對制動模式下的安全跟馳狀態，其中L_{Absolute_Safe}為后車在絕對制動模式下安全運行應與前車保持的最小車距；

(b-4)絕對制動模式下，若L_Actual≤L_{Absolute_Safe}，前后車之間的空間關系為絕對制動模式下的非安全跟馳狀態；

(b-5)相對制動模式下，若L_{Relative_Safe}<L_Actual<L_{Relative_Boundary}，前后車之間的空間關系為相對制動模式下的安全跟馳狀態，其中L_{Relative_Safe}為后車在相對制動模式下安全運行應與前車保持的最小車距；

(b-6)相對制動模式下，若L_Actual≤L_{Relative_Safe}，前后車之間的空間關系為相對制動模式下的非安全跟馳狀態；

(b-7)相對制動模式下，若實際車距在控制下由L_Actual≤L_{Relative_Safe}變為L_Actual>L_{Relative_Safe}，則前后車之間的空間關系為相對制動模式下的安全跟馳狀態；

c)后車根據與前車之間存在跟馳關系與否，以安全、高效和平穩運行為優化目標，確定自身行為調整應采取的最佳控制措施；具體特征為：(c-1)車輛非跟馳狀態下，后車可自由行駛，實施控制、不實施控制均可；

(c-2)車輛臨界跟馳狀態下，對后車實施臨界跟馳控制；

(c-3)絕對制動模式下的安全跟馳狀態，后車實施絕對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制，提高安全行車條件下的跟馳效率；此狀態下，后車若能成功獲得前車信息，則實施相對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制；否則，仍然實施或恢復絕對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制；

(c-4)相對制動模式下的安全跟馳狀態，后車實施相對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制；

(c-5)絕對制動模式下的非安全跟馳狀態，后車實施絕對制動模式和非安全跟馳狀態下的跟馳控制，直至實際車距L_Actual大于實時絕對安全車距L_{Absolute_Safe}，恢復絕對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制；

(c-6)相對制動模式下的非安全跟馳狀態，后車實施相對制動模式和非安全跟馳狀態下的跟馳控制，直至實際車距L_Actual大于實時相對安全車距L_{Relative_Safe}，恢復相對制動模式和安全跟馳狀態下的車輛跟馳控制；

d)后車實施最佳控制措施，調整自身行為；

e)后車根據具體的跟馳狀態行為調整過程中，轉步驟a)繼續循環執行，以根據實時的車輛追蹤運行狀態，實現后車行為動態、實時調整。