[發明專利]基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201811315073.4
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109606367B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王朱偉;高宇;方超;孫陽;楊睿哲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B60W30/16
• 分類號: B60W30/16
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明實施例提供一種基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置，其中方法包括：獲取道路車輛的隊列，包括有人駕駛車和自動控制車；建立隊列系統模型；根據隊列系統模型，構建基于離散時間域閉環控制狀態方程的車輛巡航控制最優化問題；對車輛巡航控制最優化問題進行求解，獲得最優線性控制策略。本發明實施例提供的基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置，通過分析車輛動態，構建整體隊列系統的狀態方程，并考慮離散系統采樣時間和通信時延的影響，建立最優化問題，最終得到自動控制車輛的最優控制策略，能夠使自動控制車輛達到理想車速，并與前車保持安全車距，同時保證了控制系統的穩定性。

技術領域

本發明實施例涉及自動控制技術領域，尤其涉及一種基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置。

背景技術

巡航控制是一種車輛的自動控制方法，可以有效提高道路交通效率，減少交通事故，提升汽車燃油經濟性。

目前應用較為廣泛的有自適應巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)方法和協同自適應巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)方法等。自適應巡航控制方法通過傳感器感知道路信息和其他車輛信息，從而調節控制車輛車速，以與前車保持安全的車距。然而，這種方法的穩定性較差，準確度低，當傳感器受到干擾時，會影響整體控制系統的性能。

協同自適應巡航控制方法將ACC與車輛間(vehicle-to-vehicle，V2V)通信技術相結合，通過感知道路和前方車輛的速度、加速度和與前車距離等狀態信息，對控制車輛的加速度進行控制，從而使控制車輛達到理想的速度和車距。然而，CACC方法中需要隊列中的每輛車均配備有傳感器和控制器，而且通信拓撲是固定的，在道路情況和車輛隊列變化時無法保證系統的穩定性，在實際中難以應用。

目前，尚未有一種方法，能夠適應實際中車輛隊列和通信拓撲變化時，使控制車輛在保持安全車距的條件下，跟隨前車的速度前進，并同時保證系統的穩定性。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明實施例提供一種基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置。

本發明實施例提供一種基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法，包括：

獲取道路車輛的隊列，車輛包括有人駕駛車和自動控制車；根據隊列建立隊列系統模型；

根據隊列系統模型，構建基于離散時間域閉環控制狀態方程的車輛巡航控制最優化問題；

對車輛巡航控制最優化問題進行求解，獲得最優線性控制策略。

本發明實施例提供一種基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制裝置，包括：

系統建模模塊，用于獲取道路車輛的隊列，車輛包括有人駕駛車和自動控制車；根據隊列建立隊列系統模型；

問題構建模塊，用于根據隊列系統模型，構建基于離散時間域閉環控制狀態方程的車輛巡航控制最優化問題；

計算處理模塊，用于對車輛巡航控制最優化問題進行求解，獲得最優線性控制策略。

本發明實施例提供的基于車聯網的巡航控制系統的最優線性控制方法及裝置，通過分析車輛動態，構建整體隊列系統的狀態方程，并考慮離散系統采樣時間和通信時延的影響，建立最優化問題，最終得到自動控制車輛的最優控制策略，能夠使自動控制車輛達到理想車速，并與前車保持安全車距，同時保證了控制系統的穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。