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摘要:本发明涉及一种智能网联车辆协作换道控制方法,基于最优控制的运动规划步骤,提出了一种时变期望状态向量,考虑车辆动力学与背景车流的影响,规划运行空间和车道协同变换,解决传统协作换道规划中分别对两个阶段求解所带来的求解效率低,不稳定的缺点,智能网联车辆协作换道控制器在纵向和横向耦合运动规划中考虑车辆动力学,保证运动指令对受控车辆的可执行性,智能网联车辆协作换道控制器考虑背景车流的影响,考虑人类驾驶车辆不会与网联自动驾驶车辆发进行通信而带来的不确定性,提高协作换道规划的准确率,并降低换道动作对于交通流的负面影响。与现有技术相比,本发明具有效率高、准确性高、交通振荡小等优点。
主权项:1.一种智能网联车辆协作换道控制方法,其特征在于,包括:根据智能网联车辆的车辆动力学特征,通过构建的智能网联车辆协作换道控制器和车辆动力学模型控制受控智能网联车辆协作换道;其中,所述的受控智能网联车包括换道目标车辆SV、换道目标位置的头车LV、换道目标位置的尾车RV;所述的智能网联车辆协作换道控制器的成本函数表达式为: 其中,Q和R均为非负加权因子对角矩阵,εi为时间步i的协作换道系统状态向量,εdes,i为时间步i的时变期望状态向量,ui为时间步i的协作换道系统控制向量,εN为末态时间步的协作换道系统状态向量,εdes,N为末态时间步的协作换道系统控制向量,为LV速度误差的加权因子,为RV速度误差的加权因子,为SV速度误差的加权因子,为SV与LV间隔误差的加权因子,为SV与RV间隔误差的加权因子,为LV加速度成本的加权因子,为RV加速度成本的加权系数,为SV加速度成本的加权系数,为SV航向误差的加权因子,为SV横向位置误差的加权因子,为SV转向成本的加权系数,u为控制向量,aL、aS和aR分别为LV、SV和RV的加速度,δS为SV的前转向角;所述的协作换道系统状态向量的表达式为: gLS=xL-xSgSR=xS-xR其中,ε为协作换道系统状态向量,vL、vS和vR分别为LV、SV和RV的速度,gLS为LV和SV之间的间隙,gSR为SV和RV之间的间隔距离,为SV在frenet坐标系中的航向角,yS为SV的横向位置,xL、xS、xR分别为LV、SV和RV的纵向位置;所述的时变期望状态向量的表达式为: 如果则 如果则其中,εdes为时变期望状态向量,vdes为智能网联车辆的理想巡航速度,为LV和SV之间所需的换道间距,为SV和RV之间所需的换道间距,为智能网联车辆的反应时间,为制动控制延迟,amin为最小加速度,为SV所需的横向位置,为SV初始车道中心线的横向位置,为协作换道过程中目标车道上的安全横向位置范围,ytar为目标车道中心线的横向位置,Δymin为巡航智能网联车辆之间的最小横向距离,yL为头车LV的横向位置,yR为尾车RV的横向位置,在左车道变换的情况下,LC为1,右转车道时,LC为-1。
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