[發明專利]一種基于車車通信的車輛協同跟隨方法

在審

• 申請號: 201810529497.4
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108765926A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 孫棣華;趙敏;王靜
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;B60W30/165
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

本發明公開了一種基于車車通信的車輛協同跟隨方法，包括：S1.采集本車行駛數據和前車行駛數據；S2.基于本車行駛數據和前車行駛數據建立可變時距安全距離模型；S3.基于前車行駛數據、本車行駛數據和可變時距安全距離模型建立車輛協同跟隨模型；S4.根據車輛協同跟隨模型計算出本車的理想加速度并傳輸給執行機構，使車輛的實際加速度跟隨理想加速度值變化。本發明通過車車通信獲取前車信息、并結合自車行駛信息建立考慮前車信息的可變時距安全距離模型，通過將決策的理想加速度傳輸給車輛動力學模型，控制油門、制動使車輛的實際加速度跟隨理想加速度值變化，實現車輛之間理想車間距的保持，本車穩定可靠的跟隨前車行駛，提高行車安全性。

技術領域

本發明屬于智能交通領域，具體涉及一種基于車車通信的車輛協同跟隨方法。

背景技術

隨著使用汽車的人群數量快速增長，汽車引發了一些交通壓力、交通事故、擁堵等問題。近幾年出現的車輛協同是解決一些交通問題的新途徑，車輛協同行駛過程中，車輛不僅能夠基于自身的傳感器采集自車行駛過程中的各種信息，還能通過車車通信感知周圍其他車輛的狀態信息，實現車車之間信息的交互和共享，為駕駛員提供輔助信息，便于創造更加安全的交通環境。基于車車通信的車輛協同跟隨方法能夠更合理的控制車輛，穩定可靠的跟隨前車行駛，對前車的突發狀況迅速響應，增強車輛的行駛安全性和舒適性。因此研究基于車車通信的車輛協同跟隨方法具有十分重要的現實意義。

車輛協同跟隨方法分為兩大類，分別是縱向跟隨方法和橫向跟隨方法，現有研究中針對車輛縱向跟隨場景的方法比較多。比如Naranjo J Etong等人考慮車速和車間距控制，基于模糊控制器建立了兩車的跟隨控制系統，沒有制動控制，僅通過節氣門控制和操作車輛。高峰等人結合了自動控制思想和能量最優理論，研究了對單個車輛的控制策略，并考慮到模型存在很多不確定因素，提出一種控制方法，能夠快速準確的控制車速。Rajamani R等人提出并證明不借助車車通信技術，只利用傳統的車載傳感器采集本車和周圍車輛信息，車輛間的車間距難以穩定控制。王龐偉等人針對兩車協同，考慮駕駛舒適性限定了本車制動減速度的最大值，根據前后兩車行駛數據設計模糊PID控制器，決策出本車的期望加速度，控制本車能夠和前車協同行駛。

然而現有的車輛協同跟隨方法中，車輛模型大多被簡化為一個質點、或者一個向量，忽略了車輛的控制和動力學特征，注重理論上的研究，實際運行效果無法得知。另一方面車輛協同跟隨方法中的安全距離大多是基于固定車間時距計算的，不夠靈活、難以滿足車輛在實際行駛中的需要。

發明內容

有鑒于此，為了解決上述問題，本發明提供一種基于車車通信的車輛協同跟隨方法，它能利用傳感器采集自車信息、通過硬件在環的車車通信獲取前車信息，建立考慮前車信息的可變時距安全距離模型，進而通過車輛協同跟隨方法決策出本車的理想加速度，輸入給執行機構，通過控制油門、制動執行機構使車輛的實際加速度跟隨理想加速度值變化，實現兩車協同駕駛過程中保持合理的車間距，增加行車安全性。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：本發明提供的一種基于車車通信的車輛協同跟隨方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1.采集本車行駛數據和前車行駛數據；

S2.基于本車行駛數據和前車行駛數據，建立可變時距安全距離模型；

S3.基于前車行駛數據、本車行駛數據和可變時距安全距離模型，建立車輛協同跟隨模型；

S4.根據車輛協同跟隨模型計算出本車的理想加速度并傳輸給執行機構，使車輛的實際加速度跟隨理想加速度值變化。

優選地，在所述步驟S1中，所述本車行駛數據包括車輛的位移x_i、速度v_i和加速度a_i。