[發(fā)明專利]基于類型劃分的交叉口進(jìn)口道智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210945134.5
• 申請(qǐng)日: 2022-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN115407770A
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江澤浩;王永嘉;祁祥;曾敏丹;王宇陽(yáng);劉聰健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);上海濟(jì)安交通工程咨詢有限公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張惠玲

本發(fā)明涉及一種基于類型劃分的交叉口進(jìn)口道智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法，包括以下步驟：S1、計(jì)算智能網(wǎng)聯(lián)車輛的初始軌跡；S2、判斷智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前方車輛的交互關(guān)系；S3、根據(jù)步驟S2中的交互關(guān)系將智能網(wǎng)聯(lián)車輛分為三類：不受前車影響的車隊(duì)首車CAVⅠ、受前車影響的車隊(duì)首車CAVⅡ、車隊(duì)跟隨車CAVⅢ；S4、CAVⅠ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛其最優(yōu)軌跡即為步驟S1的初始軌跡；S5、CAVⅡ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛其最優(yōu)軌跡需引入校正模型修正步驟S1的初始軌跡；S6、CAVⅢ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛其最優(yōu)軌跡需引入校正模型修正以最大速度勻速行駛的初始軌跡。本發(fā)明根據(jù)交互關(guān)系將智能網(wǎng)聯(lián)車輛為每種類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛分別設(shè)計(jì)軌跡規(guī)劃方法，軌跡規(guī)劃結(jié)果針對(duì)性更強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于類型劃分的交叉口進(jìn)口道智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)車輛將逐漸普及，其被認(rèn)為是解決交通擁堵的新興解決方案。軌跡規(guī)劃作為智能網(wǎng)聯(lián)車輛技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于充分發(fā)揮智能網(wǎng)聯(lián)車輛可控性強(qiáng)的特點(diǎn)具有相當(dāng)重要的作用。

現(xiàn)有的智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法中，通常以乘客舒適度最高、車輛燃油消耗最少等為目標(biāo)，以智能網(wǎng)聯(lián)車輛的動(dòng)態(tài)方程、速度限制、加速度限制作為約束條件，建立初始條件與終止條件之間的最優(yōu)控制問題，并將其離散化采用非線性規(guī)劃方法求解最優(yōu)控制問題，得到智能網(wǎng)聯(lián)車輛的最優(yōu)軌跡，但未充分考慮不同情況下智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法的差異性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種基于類型劃分的交叉口進(jìn)口道智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法，其根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前方車輛的交互關(guān)系將其分為不同的車輛類型，針對(duì)不同類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛分別設(shè)計(jì)軌跡規(guī)劃方法，簡(jiǎn)化了部分情況下軌跡規(guī)劃的過程。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種基于類型劃分的交叉口進(jìn)口道智能網(wǎng)聯(lián)車輛軌跡規(guī)劃方法，包括以下步驟：

S1、計(jì)算智能網(wǎng)聯(lián)車輛不考慮跟馳約束的初始軌跡；

S2、判斷智能網(wǎng)聯(lián)車輛與前方車輛的交互關(guān)系，并根據(jù)交互關(guān)系將智能網(wǎng)聯(lián)車輛分為三類：不受前車影響的車隊(duì)首車CAVⅠ、受前車影響的車隊(duì)首車CAVⅡ以及車隊(duì)跟隨車CAVⅢ；

S3、對(duì)于CAVⅠ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛，其最優(yōu)軌跡即為步驟S1的初始軌跡；

S4、對(duì)于CAVⅡ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛，其最優(yōu)軌跡需引入校正模型修正步驟S1的初始軌跡，以使智能網(wǎng)聯(lián)車輛滿足跟馳約束條件；

S5、對(duì)于CAVⅢ類型的智能網(wǎng)聯(lián)車輛，其最優(yōu)軌跡需引入校正模型修正以最大速度勻速行駛的軌跡，以使智能網(wǎng)聯(lián)車輛盡快與前車組成車隊(duì)。

按上述方案，所述步驟S1包括以下步驟：

S101、智能網(wǎng)聯(lián)車輛到達(dá)交叉口控制區(qū)邊界時(shí)，向中央控制器發(fā)送其到達(dá)時(shí)刻、位置、速度、加速度、加速度變化率的當(dāng)前行駛信息，中央控制器以交叉口內(nèi)部車均延誤最小為目標(biāo)，為智能網(wǎng)聯(lián)車輛分配組隊(duì)需求和通行次序，并將各車的警示線預(yù)定到達(dá)時(shí)刻、速度、加速度、加速度變化率的待執(zhí)行行駛信息發(fā)送至智能網(wǎng)聯(lián)車輛；

S102、根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)車輛的當(dāng)前行駛信息獲取其初始條件x₀:t＝t⁰,s₀＝(u⁰,a⁰,v⁰,z⁰)；

式中，t⁰表示初始時(shí)刻，s₀表示初始狀態(tài)，u⁰表示初始加速度變化率，a⁰表示初始加速度，v⁰表示初始速度，x⁰表示初始位置；