[发明专利]一种智能车辆编队变道性能测评方法

说明书

本发明公开了一种智能车辆编队变道性能测评方法。首先，建立智能车辆编队变道性能测试场景。其次，根据智能车辆在编队变道过程中的运动特点，建立三自由度的非线性动力学模型。进而，利用改进的自适应无迹卡尔曼滤波算法对编队车辆的位置、速度等状态变量进行滤波估计。最后，基于准确递推的车辆运动状态参数，提出并量化编队变道性能的评价指标，构建编队变道性能的评价体系。本发明提出的方法，解决了当前缺乏编队变道性能定量测评的问题，能够高精度、全面的测量车辆运动状态参数，量化并输出了多维度的编队变道性能评价指标，实现了编队变道性能全面、准确、可靠的科学定量测评。

技术领域

本发明属于智能驾驶汽车道路试验与测试技术领域，尤其涉及一种智能车辆编队变 道性能测评方法。

背景技术

随着我国通车里程的不断增加和汽车保有量的爆发性增长，加之我国道路条件和交 通状况复杂，致使交通事故频发，导致交通中断、财产损失和人员伤亡。其中，90％以 上的道路交通事故来源于驾驶员因素。在这样的背景下，辅助驾驶员进行驾驶操作、在 紧急情况下部分取代驾驶员操作甚至完全实现无人驾驶的智能驾驶技术成为了国内外 研究的重点。

作为智能驾驶技术的重要组成部分，智能车辆编队利用协同控制、车车通信等技术 将同向行驶的车辆进行统一的组织，使车辆以较小的固定车距纵队排列行驶。当遇到障碍物时，跟随车可以接收领航车发送的避障信息，并与领航车路径一样变道躲避路障。 作为一种先进的公路运输方式，智能车辆编队行驶对于提高行车安全、提升道路使用效 率、减缓交通拥堵、减少燃油消耗具有重要的作用。目前，智能车辆编队技术主要应用 于载重大、体积大、用于道路运输的大型货车，若编队车辆发生交通事故，极易造成多 车追尾、群死群伤等严重后果。为了实现安全、高效的智能车辆编队行驶，对智能车辆 编队功能、性能的测试评价受到了政府、研究机构的高度重视。

目前，已有专利文献对智能车辆编队功能及其性能的测试评价进行研究，构建了智 能车辆编队效果评价体系，涉及安全性、通行效率等方面。在安全性评价方面，利用危害分析与风险评价方法分析编队的有效性和稳定性；利用一种随机模型评估编队车辆的碰撞概率；或利用智能驾驶员模型(Intelligent Driver Model,IDM)、协同自适应巡航控制 (Cooperative Adaptive Cruise Control,CACC)等跟驰模型对车辆编队过程进行建模，利用 距离碰撞时间、距离碰撞时间倒数、暴露在危险交通状况下的总时间、碰撞风险指数、 速度协方差等指标进行安全性评价。在通行效率评价方面，利用路口交通流量、出口转向率、运行速度、交通流流量等指标进行效率性评价。未涉及智能车辆编队变道性能的 测评研究，特别是缺乏量化编队变道性能指标的测评研究。

整体而言，目前尚未形成智能车辆编队变道性能的定量测评方法和指标评价体系， 无法满足车辆编队性能全面、准确、可靠的定量测评需求，有待进一步突破。

发明内容

发明目的：解决当前缺乏编队变道性能定量测评的问题，提出了一种智能车辆编队 变道性能测评方法，该方法基于实际道路试验，能够高精度、全面的测量车辆运动状态参数，量化并输出了多维度的编队变道性能评价指标，实现了编队变道性能全面、准确、 可靠的科学定量测评。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种智能车辆编队变道性能测评方法。首先，建立智能车辆编队变道性能测试场景。其次，根据智能车辆 在编队变道过程中的运动特点，建立三自由度的非线性动力学模型。进而，利用改进的 自适应无迹卡尔曼滤波算法对编队车辆的位置、速度等状态变量进行滤波估计。最后， 基于准确递推的车辆运动状态参数，提出并量化编队变道性能的评价指标，构建编队变 道性能的评价体系，从而实现了智能车辆编队变道性能优劣的全面、准确、可靠的科学 定量测评。包括以下步骤：

步骤一：建立智能车辆编队变道性能测试场景