全息环境下车辆行驶协作方法研究

发布时间：2019-09-07 19:59

【摘要】：车辆全息环境下车路智能协调、车车智能协作,不仅能够规范车辆驾驶行为,并且更有利于改善路面交通状况。针对车辆协作跟车行为,研究首先将车辆行驶分为自由行驶阶段及车辆协作阶段,分别建立车辆跟车控制策略;以此为基础,研究车辆协作换道算法,建立兼顾车辆行车安全和道路利用率的车辆协作换道方法;利用C语言对交通仿真软件PARAMICS进行功能扩展,对上述研究成果进行仿真验证。结果表明:本文提出的车辆全息环境下的车辆行驶协作方法,有效提高道路运行效率,维持交通状况稳定,保障车辆行驶安全。
【图文】：

跟车,车辆,算法

第1期采取一个意想不到的操作时，当前车辆协作控制行驶的安全性，车车行驶之间应存在最小安全车距，只要当前车与前方车大于此距离时，就能避免与车辆发生碰撞。最小安全车距为当前车辆为了避免与前方目标车辆发生追尾碰撞所需要保持的临界跟车距离，为Dsafe。假设当前车辆行驶的速度为vi，最大制动减速度为aimax，前方车辆速度为vi-1，并且以最大制动减速度速度a(i-1)max制动减速时，前方目标车辆制动通过的距离为Si-1=v（i-1）22a(i-1)max此时，当前车辆的制动迟滞时间为t0，t0主要为车辆信息传递时延，，驾驶员的反应时间延时以及制动系统执行操作时延，t0取0.7~1.5s[9]。当前车辆在在制动迟滞时间t0通过的距离为Si=vit0+vi22aimax因此得到临界跟车距离判断模型为Dsafe=Simax-S(i-1)max+d0=vit0+vi22aimax-v（i-1）22a(i-1)max+d0其中d0为停车后前方车辆与当前车辆最低要求的距离，一般取2~5m[10]。车车处于协作阶段实施协作控制后，车车之间保持最佳距离Di（t）=Dsafe（t）时，协作区域内车辆保持最佳的车速，完成车辆协作保证其行驶安全。其控制流程如图2所示。图2车辆协作跟车算法Fig.2Thealgorithmflowchartofcarcooperationfollowingmodelalgorithmflow董红召等.全息环境下车辆行驶协作方法研究181

模型图,换道,车辆,模型图

第30卷科技通报3车辆协作换道算法3.1协作换道意图判断换道意图产生是由于当前车辆行驶速度与目标车道对比后不满当前路面交通状态，当前车道行驶的车辆可通过换道改变当前行驶状态，并且，车辆换入目标车道后，车辆能够的获取的车辆行驶速度必须能够高于在当前车道行驶的行驶速度。图3车辆协作换道模型图Fig.3Theimageofcarcooperationchangemodel由上述的车辆协作跟车控制过程可知处于自由区域行驶的车辆不可能产生主动换道的意图。而当车辆处于协作控制区域时，车辆处于协作跟车状态并且对当前的路面交通状态不满，容易产生换道意图。如图3所示在车辆协作换道模型中，当前车辆为A，目标车道上后方车辆B处于自由控制区域时，则当--------vncurrent＜viobjet时换道意图成立；而当处于目标后方车辆B处于协作控制区域时，则当时--------vncurrent＜------vnobjet换道意图成立。3.2换道安全判断及执行：车辆产生换道意图后，换道安全条件的判断是换道意图成立后对车辆能否成功实施换道核检。车辆在换道过程中，假设完成一个换道执行操作所需时间为t0，图3中车辆在换道执行过程中，车辆A、B、C经历的位移应为SA=vAobjectt0+12aAobjectt02SB=vBt0+12aBt02SC=vCt0+12aCt02式中vB、vC、aB、aC为分别为车辆A判断换道意图成立的时刻通过车车通信感知车辆B、车辆C速度与加速度，车辆A根据感知得到的目标车道上的车辆B所处在的协作区域的平均车速或处于自由控制阶段车辆的车速，可计算得出协作车辆A的目标车速、加速度，当车辆B处于自由区域时，vAobject=viobject，?
【作者单位】：浙江工业大学智能交通系统联合研究所;特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室所(浙江工业大学);浙江科技学院机械与汽车工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61174176,61273240)
【分类号】：U495

【参考文献】