[發(fā)明專利]一種智能車輛編隊變道性能測評方法

有效

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• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111780981B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 李旭;胡瑋明;徐啟敏;韋坤
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007;G06F30/15
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張?zhí)煺?/td>

本發(fā)明公開了一種智能車輛編隊變道性能測評方法。首先，建立智能車輛編隊變道性能測試場景。其次，根據智能車輛在編隊變道過程中的運動特點，建立三自由度的非線性動力學模型。進而，利用改進的自適應無跡卡爾曼濾波算法對編隊車輛的位置、速度等狀態(tài)變量進行濾波估計。最后，基于準確遞推的車輛運動狀態(tài)參數，提出并量化編隊變道性能的評價指標，構建編隊變道性能的評價體系。本發(fā)明提出的方法，解決了當前缺乏編隊變道性能定量測評的問題，能夠高精度、全面的測量車輛運動狀態(tài)參數，量化并輸出了多維度的編隊變道性能評價指標，實現了編隊變道性能全面、準確、可靠的科學定量測評。

技術領域

本發(fā)明屬于智能駕駛汽車道路試驗與測試技術領域，尤其涉及一種智能車輛編隊變 道性能測評方法。

背景技術

隨著我國通車里程的不斷增加和汽車保有量的爆發(fā)性增長，加之我國道路條件和交 通狀況復雜，致使交通事故頻發(fā)，導致交通中斷、財產損失和人員傷亡。其中，90％以 上的道路交通事故來源于駕駛員因素。在這樣的背景下，輔助駕駛員進行駕駛操作、在 緊急情況下部分取代駕駛員操作甚至完全實現無人駕駛的智能駕駛技術成為了國內外 研究的重點。

作為智能駕駛技術的重要組成部分，智能車輛編隊利用協同控制、車車通信等技術 將同向行駛的車輛進行統(tǒng)一的組織，使車輛以較小的固定車距縱隊排列行駛。當遇到障礙物時，跟隨車可以接收領航車發(fā)送的避障信息，并與領航車路徑一樣變道躲避路障。 作為一種先進的公路運輸方式，智能車輛編隊行駛對于提高行車安全、提升道路使用效 率、減緩交通擁堵、減少燃油消耗具有重要的作用。目前，智能車輛編隊技術主要應用 于載重大、體積大、用于道路運輸的大型貨車，若編隊車輛發(fā)生交通事故，極易造成多 車追尾、群死群傷等嚴重后果。為了實現安全、高效的智能車輛編隊行駛，對智能車輛 編隊功能、性能的測試評價受到了政府、研究機構的高度重視。

目前，已有專利文獻對智能車輛編隊功能及其性能的測試評價進行研究，構建了智 能車輛編隊效果評價體系，涉及安全性、通行效率等方面。在安全性評價方面，利用危害分析與風險評價方法分析編隊的有效性和穩(wěn)定性；利用一種隨機模型評估編隊車輛的碰撞概率；或利用智能駕駛員模型(Intelligent Driver Model,IDM)、協同自適應巡航控制 (Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)等跟馳模型對車輛編隊過程進行建模，利用 距離碰撞時間、距離碰撞時間倒數、暴露在危險交通狀況下的總時間、碰撞風險指數、 速度協方差等指標進行安全性評價。在通行效率評價方面，利用路口交通流量、出口轉向率、運行速度、交通流流量等指標進行效率性評價。未涉及智能車輛編隊變道性能的 測評研究，特別是缺乏量化編隊變道性能指標的測評研究。

整體而言，目前尚未形成智能車輛編隊變道性能的定量測評方法和指標評價體系， 無法滿足車輛編隊性能全面、準確、可靠的定量測評需求，有待進一步突破。

發(fā)明內容

發(fā)明目的：解決當前缺乏編隊變道性能定量測評的問題，提出了一種智能車輛編隊 變道性能測評方法，該方法基于實際道路試驗，能夠高精度、全面的測量車輛運動狀態(tài)參數，量化并輸出了多維度的編隊變道性能評價指標，實現了編隊變道性能全面、準確、 可靠的科學定量測評。

技術方案：為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種智能車輛編隊變道性能測評方法。首先，建立智能車輛編隊變道性能測試場景。其次，根據智能車輛 在編隊變道過程中的運動特點，建立三自由度的非線性動力學模型。進而，利用改進的 自適應無跡卡爾曼濾波算法對編隊車輛的位置、速度等狀態(tài)變量進行濾波估計。最后， 基于準確遞推的車輛運動狀態(tài)參數，提出并量化編隊變道性能的評價指標，構建編隊變 道性能的評價體系，從而實現了智能車輛編隊變道性能優(yōu)劣的全面、準確、可靠的科學 定量測評。包括以下步驟：

步驟一：建立智能車輛編隊變道性能測試場景