[發(fā)明專利]一種考慮前后車輛的ACC車輛控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811048221.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109515437A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳龍;李亞勇;蔡英鳳;王海;梁軍;孫曉強;張云順;何有國
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60W30/16
• 分類號: B60W30/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于自動駕駛汽車控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。特指一種考慮前后車輛的ACC車輛控制方法。采用的技術(shù)方案如下：在交通車流中把前方車輛和后方車輛看做兩個勢力場，控制車輛同時受到前后方車輛的引力和斥力作用，選取車輛傳感器獲得的前后方向車輛位置x和速度v作為特征量。在考慮前后車的基礎(chǔ)上根據(jù)新型人工勢場理論確定控制函數(shù)F_合，控制函數(shù)F_合作為負(fù)反饋與車輛當(dāng)前合力形成對比誤差，再經(jīng)過PID調(diào)節(jié)修正誤差，形成反饋的閉合回路，進(jìn)而不斷修正車輛合力使其能夠按照函數(shù)F_合控制前后車距，以此來提高擁擠車流的流通效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動駕駛汽車控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，用新的勢場理論應(yīng)用到無人駕 駛汽車縱橫向耦合控制方法。

背景技術(shù)

無人駕駛汽車能夠使人從方向盤上解放雙手，并且可以更加安全高效的實現(xiàn) 對車的操控，同樣也是科學(xué)解決道路交通擁擠，以及車輛節(jié)能環(huán)保，交通安全等 一系列問題的一條可靠途徑。

縱橫向耦合控制是一種在綜合考慮車輛在行駛時側(cè)偏力與縱向力的耦合關(guān) 系的基礎(chǔ)上對車輛進(jìn)行操控的控制方法，縱橫向耦合控制包含了橫向上的前輪轉(zhuǎn) 角控制、橫擺角速度控制和縱向上的速度控制。縱橫向耦合控制相比于單純的橫 向控制和縱向控制，能夠提高控制精度，使車輛的縱向跟隨誤差和橫向位置誤差 能夠更快的收斂。

人工勢場方法的基本思想是構(gòu)造以障礙物為勢場中心的斥力場和以目標(biāo)為 中心的引力場，引力和斥力共同作用于控制體本身，距離障礙物過近則受到斥力 大于引力，距離目標(biāo)點過遠(yuǎn)則引力大于斥力。

目前所存在的把人工勢場運用于車輛控制中多使用的是傳統(tǒng)人工勢場，傳統(tǒng) 的人工勢場只考慮了目標(biāo)、障礙物和控制體本身位置關(guān)系，適合于靜態(tài)環(huán)境，而 新的人工勢場把速度量考慮在內(nèi)，在動態(tài)環(huán)境下能夠提高控制精度。針對現(xiàn)在交 通擁擠工況下，行車效率極低的問題，有研究表明在車流中即使只有少數(shù)車輛具 有仿生學(xué)人工勢場特性，也能提升整體道路資源的利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利把新型人工勢場理論應(yīng)用在道路車流中車輛的縱橫向耦合控制 中，由此可以在交通擁擠的工況下，使整個車流的運行速度得到提升。

在交通車流中把前方車輛和后方車輛看做兩個勢力場，控制車輛同時受到前 后方車輛的引力和斥力作用，選取車輛傳感器獲得的前后方向車輛位置x和速度 v作為特征量。在考慮前后車的基礎(chǔ)上根據(jù)新型人工勢場理論確定控制函數(shù)F_合， 控制函數(shù)F_合作為負(fù)反饋與車輛當(dāng)前合力形成對比誤差，再經(jīng)過PID調(diào)節(jié)修正誤 差，形成反饋的閉合回路，進(jìn)而不斷修正車輛合力使其能夠按照函數(shù)F_合控制前 后車距，以此來提高擁擠車流的流通效率。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體為：

根據(jù)車輛三自由度動力學(xué)模型、基于人工勢場的預(yù)瞄偏差模型建立車輛-道 路模型，具體技術(shù)方案為：選取車輛傳感器獲得的前后方向車輛位置x和速度v 作為特征量。在考慮前后車的基礎(chǔ)上根據(jù)新型人工勢場理論確定控制函數(shù)F_合， 控制函數(shù)F_合作為負(fù)反饋與車輛當(dāng)前合力形成對比誤差，再經(jīng)過PID調(diào)節(jié)修正誤 差，形成反饋的閉合回路，進(jìn)而不斷修正車輛合力使其能夠按照函數(shù)F＝F_合控制 前后車距。

進(jìn)一步，所描述的三自由度動力學(xué)模型為：