[發(fā)明專利]一種基于最小安全車距的協(xié)同式自適應控制方法

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• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108839655A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張幽彤;鄒翀昊;時天宇;王智超;張艷松;鮑云清;王孫博
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60W30/16
• 分類號: B60W30/16;B60W40/06;B60W40/105
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本發(fā)明公開了一種基于最小安全車距的協(xié)同式自適應控制方法，應用于采用分層控制策略的協(xié)同式自適應巡航控制系統(tǒng)。該控制算法及其評價方法可用于上層控制，其利用評價函數(shù)與仿真實驗相結(jié)合的方式確定期望加速度計算式中敏感度因子的最佳取值，從而得到最佳控制算法。所得算法可實現(xiàn)在保證自車跟馳安全性的前提下以最小車距跟車，大大提高了道路交通效率。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基于最小安全車距的協(xié)同式自適應巡航控制算法及其評價方法，尤其涉及一種在已知自車與前方車輛行駛狀態(tài)信息時，對自車車速的控制方法。

技術(shù)背景：

目前自適應巡航控制系統(tǒng)(ACC)能夠通過車輛上安裝的雷達傳感器探測前方環(huán)境，與前方車輛保持適當車距，實現(xiàn)巡航功能。但其仍存在一些缺陷，如：傳感器探測的距離、角度有限；對前車行駛狀態(tài)的判斷不準確；傳感器受環(huán)境、天氣影響較大等。因此ACC系統(tǒng)還有一定的局限性。

協(xié)同式自適應巡航控制系統(tǒng)(CACC)相比于ACC增加了車間網(wǎng)絡通信模塊，使得自車可以不依賴雷達傳感器便能夠獲取道路上其他車輛的行駛狀態(tài)信息，不受探測距離的限制，且信息的獲取更加準確、迅速。

基于CACC的上述特性，本公開內(nèi)容設(shè)計了基于最小安全車距的協(xié)同式自適應巡航控制算法及其評價方法。可實現(xiàn)在保證自車跟馳安全性的前提下以最小車距跟車，大大提高了道路交通效率。

檢索到中國發(fā)明專利第CN201711059649.0號2018年03月23號公開，其提供了一種基于相對運動關(guān)系的ACC縱向運動學建模方法，期望車距采用固定時距策略、可變時距策略、擬合駕駛員跟隨行為的二階回歸模型、二次車距策略及指數(shù)車距策略。其中二次車距策略具體為：d_des＝c₀+c₁v_f+c₂v_f²，指數(shù)車距策略具體為：式中均涉及到車速的平方項，且系數(shù)為正。因此在車輛高速行駛時，期望車距將迅速增大，使得道路交通效率低下。同時，較大的車距將使得旁車切入的可能性增加，此時實際車距將由自車與原跟隨車輛間的較大車距突變至自車與切入車輛間的較小車距。實際車距小于此時的期望車距，自車將迅速采取制動措施，使得車速波動大，乘坐舒適性差，行車危險性高。

檢索到中國發(fā)明專利第CN201710765858.0號2018年01月05日公開，其提供了一種根據(jù)道路情況適時退出自適應巡航的控制方法，用以處理三種危險工況：被旁邊車道的車輛突然加塞或變道；路口突然駛出車輛；前方車輛緊急制動。利用這種控制方法，其第一車距值較大，道路交通效率低，且工作時會頻繁退出自適應巡航系統(tǒng)，增大駕駛員的操作負擔。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提供一種基于最小安全車距的協(xié)同式自適應控制方法，應用于采用分層控制策略的協(xié)同式自適應巡航控制系統(tǒng)。該控制算法及其評價方法可用于上層控制，其利用評價函數(shù)與仿真實驗相結(jié)合的方式確定期望加速度計算式中敏感度因子的最佳取值，從而得到最佳控制算法。所得算法可實現(xiàn)在保證自車跟馳安全性的前提下以最小車距跟車，大大提高了道路交通效率。

本發(fā)明的控制算法及其評價方法如下：

1、CACC系統(tǒng)采用分層控制，其上層控制中自車的期望加速度a_des＝k₁(△X-X_des)+k₂(V₁-V₂)，式中k₁、k₂為敏感度因子。

2、所述敏感度因子k₁、k₂由仿真實驗結(jié)合評價指標函數(shù)W確定：

3、評價方法如下：

步驟一、設(shè)定前方車輛與自車的初始位置、初始車速；