[发明专利]一种基于车车通信的车辆协同跟随方法

说明书

本发明公开了一种基于车车通信的车辆协同跟随方法，包括：S1.采集本车行驶数据和前车行驶数据；S2.基于本车行驶数据和前车行驶数据建立可变时距安全距离模型；S3.基于前车行驶数据、本车行驶数据和可变时距安全距离模型建立车辆协同跟随模型；S4.根据车辆协同跟随模型计算出本车的理想加速度并传输给执行机构，使车辆的实际加速度跟随理想加速度值变化。本发明通过车车通信获取前车信息、并结合自车行驶信息建立考虑前车信息的可变时距安全距离模型，通过将决策的理想加速度传输给车辆动力学模型，控制油门、制动使车辆的实际加速度跟随理想加速度值变化，实现车辆之间理想车间距的保持，本车稳定可靠的跟随前车行驶，提高行车安全性。

技术领域

本发明属于智能交通领域，具体涉及一种基于车车通信的车辆协同跟随方法。

背景技术

随着使用汽车的人群数量快速增长，汽车引发了一些交通压力、交通事故、拥堵等问题。近几年出现的车辆协同是解决一些交通问题的新途径，车辆协同行驶过程中，车辆不仅能够基于自身的传感器采集自车行驶过程中的各种信息，还能通过车车通信感知周围其他车辆的状态信息，实现车车之间信息的交互和共享，为驾驶员提供辅助信息，便于创造更加安全的交通环境。基于车车通信的车辆协同跟随方法能够更合理的控制车辆，稳定可靠的跟随前车行驶，对前车的突发状况迅速响应，增强车辆的行驶安全性和舒适性。因此研究基于车车通信的车辆协同跟随方法具有十分重要的现实意义。

车辆协同跟随方法分为两大类，分别是纵向跟随方法和横向跟随方法，现有研究中针对车辆纵向跟随场景的方法比较多。比如Naranjo J Etong等人考虑车速和车间距控制，基于模糊控制器建立了两车的跟随控制系统，没有制动控制，仅通过节气门控制和操作车辆。高峰等人结合了自动控制思想和能量最优理论，研究了对单个车辆的控制策略，并考虑到模型存在很多不确定因素，提出一种控制方法，能够快速准确的控制车速。Rajamani R等人提出并证明不借助车车通信技术，只利用传统的车载传感器采集本车和周围车辆信息，车辆间的车间距难以稳定控制。王庞伟等人针对两车协同，考虑驾驶舒适性限定了本车制动减速度的最大值，根据前后两车行驶数据设计模糊PID控制器，决策出本车的期望加速度，控制本车能够和前车协同行驶。

然而现有的车辆协同跟随方法中，车辆模型大多被简化为一个质点、或者一个向量，忽略了车辆的控制和动力学特征，注重理论上的研究，实际运行效果无法得知。另一方面车辆协同跟随方法中的安全距离大多是基于固定车间时距计算的，不够灵活、难以满足车辆在实际行驶中的需要。

发明内容

有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提供一种基于车车通信的车辆协同跟随方法，它能利用传感器采集自车信息、通过硬件在环的车车通信获取前车信息，建立考虑前车信息的可变时距安全距离模型，进而通过车辆协同跟随方法决策出本车的理想加速度，输入给执行机构，通过控制油门、制动执行机构使车辆的实际加速度跟随理想加速度值变化，实现两车协同驾驶过程中保持合理的车间距，增加行车安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明提供的一种基于车车通信的车辆协同跟随方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.采集本车行驶数据和前车行驶数据；

S2.基于本车行驶数据和前车行驶数据，建立可变时距安全距离模型；

S3.基于前车行驶数据、本车行驶数据和可变时距安全距离模型，建立车辆协同跟随模型；

S4.根据车辆协同跟随模型计算出本车的理想加速度并传输给执行机构，使车辆的实际加速度跟随理想加速度值变化。

优选地，在所述步骤S1中，所述本车行驶数据包括车辆的位移x_i、速度v_i和加速度a_i。