[發明專利]一種基于車車通信的多車分布式協同避撞方法及裝置

有效

• 申請號: 202010554836.1
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111703418B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 胡滿江;李俊妮;邊有鋼;秦兆博;謝國濤;王曉偉;徐彪;秦洪懋;秦曉輝;孫寧;丁榮軍
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B60W30/08
• 分類號: B60W30/08;B60W30/17;B60W30/09
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明公開了一種基于車車通信的多車分布式協同避撞方法，包括如下步驟：步驟1，在行駛的車輛隊列中，各車通過自車感知單元監測自車運動狀態；步驟2，設定制動閾值，判斷車輛隊列中是否有某一輛車的制動工況超過設定制動閾值，若有則將該輛車記為頭車，與其后的跟隨車輛組成新的車輛隊列，否則，返回步驟1；步驟3，在基于車車通信條件的基礎上；步驟4，基于模型預測控制方法，以車輛隊列總相對動能最小為優化目標；步驟5，各車得到自車的期望加速度后，按照此期望加速度對自車進行制動控制；步驟6，若車輛停止行駛。本發明的基于車車通信的多車分布式協同避撞方法，便可有效的實現車輛行駛中的避撞效果。

技術領域

本發明涉及智能網聯車輛領域，特別是關于一種基于車車通信的多車分布式協同避撞方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著車車通信(V2V)與遠程通信技術的融合與發展，為多車協同避撞技術發展帶來了新的契機。通過V2V通信與鄰近車輛和道路基礎設施共享本地信息，多車可以協調行動，提高交通安全和效率，從而產生了網聯車輛(CV)技術。

CV技術可用來提高駕駛安全性。網聯車輛通過車車通信接收相鄰車輛的位置和速度信息，可以檢測到潛在的碰撞，并提前采取行動來避免碰撞或減輕損害。這種新型的汽車安全應用被稱為協同避碰(CCA)，近年來引起了廣泛的關注。

CCA技術的現有研究主要集中在相鄰兩車間的避碰問題上。但在生活實踐中，時常會發生多車連環碰撞，如高速公路上的多車追尾事故。在這種情況下，隨著隊列順序進行的通信傳輸不可避免地會涉及到時間延遲問題，這很有可能會惡化隊列整體的避碰性能。因此，CCA技術的研究必須考慮到隊列中多車碰撞的影響。

關于車車通信條件下的多車分布式協同避撞策略及裝置的相關專利尚不存在。與之類似的已有技術主要是針對以集中式算法為優化策略，以車距為優化目標的多車協同避撞策略。清華大學提出的多車協同避撞方法及裝置(CN201510690360.3)中首車通過車載通信條件可接收所有后車的車況信息，并在首車計算模塊中求解所有車輛的期望加速度。此方法是將首車作為中心節點，依賴首車進行集中式優化求解，需要高昂的通信代價和計算代價，可擴展性、魯棒性和適應性較差。清華大學提出的混合車輛隊列中車輛間的碰撞緩解方法及裝置(CN201610182368.3)通過云計算平臺接收網聯車的車況信息，并規劃后車中各網聯車的期望加速度。此方法將云計算平臺作為中心節點，雖然計算載體不同但仍然是集中式優化求解。江蘇大學提出的基于車車通信的多車協同避撞系統及其方法(CN201610099057.0)通過對當前車距與安全距離的比較判斷兩車是否需要進行協同避撞。此發明雖分布式求解各車避撞時間和期望速度，但沒有考慮到不同重量級別車輛的避撞能力不同，而以相對動能為優化目標的避撞策略則考慮了車重的影響。南京航空航天大學提出的基于功能分配與多目標模糊決策的協同避撞方法(CN201710426097.6)以自車與前車的距離判斷是否需要進行避撞，且協同控制轉向與制動來達到避撞目的，但仍未考慮不同車重的車輛避撞能力不同。

因此，需要提出一種基于車車通信的多車分布式協同避撞策略及裝置來解決上述問題。此策略及裝置無需收集所有的車輛狀態信息進行集中計算，而是以分布式優化方法實現多車協同避撞，具有很重要的現實意義。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種基于車車通信的多車分布式協同避撞方法及裝置，分布式優化網聯車輛的制動力，降低了對V2V通信的要求，提高隊列整體的安全性。

為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：一種基于車車通信的多車分布式協同避撞方法，包括如下步驟：

步驟1，在行駛的車輛隊列中，各車通過自車感知單元監測自車運動狀態；

步驟2，設定制動閾值，判斷車輛隊列中是否有某一輛車的制動工況超過設定制動閾值，若有則將該輛車記為頭車，與其后的跟隨車輛組成新的車輛隊列，否則，返回步驟1；