[发明专利]一种用于网联车自动驾驶的交叉口引导方法、装置及介质

说明书

本发明涉及一种用于网联车自动驾驶的交叉口引导方法、装置及介质，方法具体为：获取第一网联车和第二网联车的交通数据，所述的第二网联车为与第一网联车之间的距离在设定距离内的网联车，所述的交通数据包括位置、速度和偏航角；建立第一网联车的车辆系统动力学模型；建立双目标成本函数，通过双目标成本函数求解a_x和δ_f；根据求解的a_x和δ_f控制第一网联车行驶。与现有技术相比，本发明具有可自动换道超车、安全性高和节能环保等优点。

技术领域

本发明涉及一种车辆自动驾驶技术，尤其是涉及一种用于网联车自动驾驶的交叉口引导方法及装置。

背景技术

交通运输领域是全世界能源消耗和污染排放的主要来源之一。2014年，交通运输行业所造成的二氧化碳排放占全球总量的20.5％，仅次于电力与热力产业。 2016年，交通运输行业所消耗的能源占全球能源需求总量的26％，并且至今这一比例仍在不断上升。道路交通的能源消耗和二氧化碳排放更是占到整个交通运输业的72％和80％。因此，解决交通能耗和污染排放问题刻不容缓。生态驾驶辅助系统的研发是当前解决交通能耗和污染问题的主要应对措施。生态驾驶辅助系统以网联自动驾驶技术为基础，通过优化行驶间距、调节行车速度、减少停车次数等方法来节省燃油消耗。生态驾驶主要分为生态巡航驾驶以及交叉口绿色速度引导。前者适用于无信号灯控制的场景，如高速公路、快速路。后者则考虑交叉口信号灯的影响，通过协调网联自动驾驶汽车的加速度、速度和交叉口信号配时，从而实现节约油耗的目的。随着车路协同技术的发展，网联自动驾驶车辆能够实时获得信号配时信息，这为交叉口绿色速度引导技术的发展起到了巨大推动作用。

现有实现交叉口绿色速度引导的生态驾驶辅助系统主要采用优化控制的方法，但是目前的方法存在以下缺陷：

现有的生态驾驶辅助只能实现网联自动驾驶汽车的纵向自动化，车辆的换道和超车需要驾驶员介入，当前方有慢速车辆阻碍时，网联自动驾驶车辆只能降速跟驰，这时生态驾驶辅助系统几乎完全失效。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于网联车自动驾驶的交叉口引导方法、装置及介质，可自动换道超车，安全性高，节能环保。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于网联车自动驾驶的交叉口引导方法，具体为：

获取第一网联车和第二网联车的交通数据，所述的第二网联车为与第一网联车之间的距离在设定距离内的网联车，所述的交通数据包括位置、速度和偏航角；

建立第一网联车的车辆系统动力学模型该模型具体为：

其中，z为系统状态向量，包括第一网联车的交通数据以及第一网联车和第二网联车之间的距离，该距离根据交通数据获取，u为系统控制输入，包括第一网联车的纵向加速度a_x和方向盘转角δ_f，ω为随机噪声，包括第二网联车的速度，A、 B和D分别为系统矩阵、控制矩阵和噪声矩阵；

建立双目标成本函数，通过双目标成本函数求解a_x和δ_f，根据求解的a_x和δ_f控制第一网联车行驶，基于车辆系统动力学模型以及获取的系统控制输入获取第一网联车的最佳行驶轨迹，根据第一网联车的纵向加速度a_x和方向盘转角δ_f，通过 VT-micro模型计算第一网联车的油耗量；