[發明專利]一種網聯條件下多車協同換道方法

有效

• 申請號: 202010057765.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111137288B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 倪捷;董非;韓靜文;劉志強
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W30/12
• 分類號: B60W30/12;B60W30/18;B60W10/20;B60W50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種網聯條件下多車協同換道方法，包括以下步驟：建立駕駛員期望跟車模型，對自車換道后的車輛狀態進行預測；建立換道收益函數模型，根據約束條件判斷當前狀態是否能協同換道操作；提出一個兩階段協同換道框架，將換道過程分為縱向距離調整階段和車道變更階段，基于模型預測控制建立協同換道多目標優化控制函數，通過滾動優化時域算法求解得出最優控制量；將最優控制量傳遞給協同車輛，控制多車協同換道操作。本發明通過建立協同換道多目標優化控制函數，實現換道過程的分布式控制，用于提高道路通行能力、車輛換道安全性能以及換道效率。

技術領域

本發明涉及車輛控制方法/車輛主動安全技術領域，具體涉及一種網聯條件下多車協同換道方法。

背景技術

相比于跟馳行為，換道考慮的車輛更多，決策過程更復雜，且難以描述。據歐盟數據統計，換道導致的交通事故約占5％，其帶來的交通延遲達到10％。與此同時，75％的換道事故是由于駕駛員識別失誤，即對自車狀態信息及周圍環境感知不足。近年來隨著傳感器技術以及車車通信技術在汽車上的應用，車輛與車輛或道路設施之間的互聯正在成為現實。在網聯環境下，通過優化車輛之間的跟車距離、車輛行駛速度等參數，同時通過對行駛路段周圍車輛信息的獲取給予車輛更為優化的換道控制策略，提高車輛駕駛的安全性和舒適性。

然而大多研究主要是基于無人駕駛的環境假設，進行多車協同駕駛系統結構設計，對自車駕駛控制算法構建以及周圍車輛協同駕駛控制算法研究相對較少；另外，由于避撞約束的維度和車輛運動學的非線性，優化控制函數通常難以求解。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種網聯條件下多車協同換道方法，通過建立協同換道多目標優化控制函數，實現換道過程的分布式控制，用于提高道路通行能力、車輛換道安全性能以及換道效率。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種網聯條件下多車協同換道方法，包括以下步驟：

建立駕駛員期望跟車模型，對自車換道后的車輛狀態進行預測；建立換道收益函數模型，根據約束條件判斷當前狀態是否能協同換道操作；

提出一個兩階段協同換道框架，將換道過程分為縱向距離調整階段和車道變更階段，基于模型預測控制建立協同換道多目標優化控制函數，通過滾動優化時域算法求解得出最優控制量；將最優控制量傳遞給協同車輛，控制多車協同換道操作。

進一步，建立駕駛員期望跟車模型為：

V_m(ΔS_n)＝e₁+e₂tanh[c₁(ΔS_n-d_c)-c₂]

其中，代表車輛換道后各車道上車輛的縱向加速度；

表示自車換道后車輛的加速度；

自車換道后原車道上的車輛加速度；

表示自車換道后目標車道上的車輛加速度；

V_m(ΔS_n)為優化速度函數；

V_n為車輛的當前速度；

ΔS_n為兩車間的車頭間距；

d_c是包含車身長度的最小安全車距；

R為反應系數；

e₁，e₂是常數參數；

c₁，c₂是對應系數。