[發明專利]基于車車通信的混合車流汽車協同自適應巡航控制方法

有效

• 申請號: 202210105886.0
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114394092B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 彭理群;王依婷;周涂強;黃菊
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: B60W30/14
• 分類號: B60W30/14;B60W40/09;B60W40/105;B60W40/107
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 韓迎之

1.一種混合異質車流條件下的汽車協同自適應巡航控制方法，其特征在于，具體步驟包括如下：

實時采集車輛跟馳過程中首車、前車與本車的BSM信息集；

結合所述BSM信息集根據車輛縱向運動關系建立本車與前車跟馳模型；

利用線性最優二次理論建立符合跟馳首車運動狀態下的駕駛操縱效用函數，預測下一時刻前車加速度值；

將所述下一時刻前車加速度值代入所述本車與前車跟馳模型中，得到本車加速度的預測值，將所述預測值與期望值進行比較得到本車最優控制序列，根據所述本車最優控制序列對車輛編隊自適應巡航滾動控制；

所述本車與前車跟馳模型的表達式為：

其中，Q(t)＝[s₁(t),v_r1(t),v_f(t),a_f(t)]^T，P(t)＝[Δs(t),v_r1(t),a_f(t)]^T，s₁(t)為實際車間間距，v_r1(t)為相對速度，v_f(t)為自車速度，a_f(t)為自車加速度；Δs(t)為間距差、v_r1(t)為相對速度、a_f(t)為自車加速度；μ(t)為控制輸入，a_p(t)為前車加速度；

所述駕駛操縱效用函數為：

Δx(t)＝s₂(t)-D_safe；

其中：K₀、R為對角矩陣，k₁、k₂為不同運動狀態向量的權重，k₁＝1.21，k₂＝4.07，R＝15.7，v_r2為本車與前車的相對速度，為駕駛控制的約束或要求，s₂(t)為t時刻本車與前車的間距，D_safe為安全車間距；時間t∈[t₀,t_f]，初始狀態x(t₀)＝x₀，末端狀態x(t_f)自由；

根據跟車縱向運動學模型預測在未來p個時刻內實際的兩車間距以及相對速度的大小的具體過程為：假設當前時刻為t，p步預測時域為[t，t+p-m]，控制時域為m，由離散狀態空間表達式，逐步迭代可得到以下預測狀態，

...

進一步可以得到被控輸出，

...

對于系統未來p步預測的狀態和輸出簡化為如下預測方程，

其中，e(t)為誤差修正項，F＝diag(f₁,f₂,f₃,f₄)為矯正矩陣，

表示預測時域的狀態序列，U(t+1)＝[u(t)，u(+1)，…，u(t+p-m)]^T表示控制序列，ω(t+p)＝[a_p(t)，a_p(t+1)，…，a_p(t+p-m)]^T表示擾動序列，

表示系統的輸出序列；

其他系數矩陣滿足

以加權形式的值函數表示自適應巡航控制系統中所選擇的優化性能指標，設定MPC預測模型的代價函數為：

式中，φ為預測控制輸出與參考輸入之間偏差的加權系數矩陣，R為控制輸入的加權系數矩陣，P_ref(t+p|t)為期望軌跡，符號代表二次型函數。

2.根據權利要求1所述的一種混合異質車流條件下的汽車協同自適應巡航控制方法，其特征在于，所述BSM信息集由車載單元收集后向所覆蓋區域范圍內的車輛OBU發送，包含車輛位置信息、運動狀態參數、駕駛行為信息。