[发明专利]一种基于前车行为预测的自适应巡航滑行节油方法和装置

权利要求书

1.一种基于前车行为预测的自适应巡航滑行节油方法，其特征在于：获取本车信息，本车信息包括本车车速和本车加速度，获取前车信息，前车信息包括前车位置、前车车速和前车加速度，获取前车周围车辆信息，前车周围车辆信息包括前车周围车辆位置、前车周围车辆车速、前车周围车辆加速度，获取本车所在位置的地图道路信息，记录本车所在道路信息、本车定位信息及前车和前车周围车辆的相对位置信息和速度信息，基于本车定位信息、速度信息和加速度信息，结合本车所在道路信息和本车定位信息，对前车未来轨迹进行推理，获取本车定位信息，判断本车进入路口接近模式，结合前车未来轨迹的预测信息，判断本车进入路口滑行模式，本车辅助驾驶系统向本车发动机控制器发出停止扭矩指令，对本车进行减速。

2.根据权利要求1所述的一种基于前车行为预测的自适应巡航滑行节油方法，其特征在于：在对前车未来轨迹进行推理并对本车发动机控制器发出停止扭矩指令的过程中，按照以下步骤执行：

(1)记录历史(2～4)s内的本车所在道路信息、本车定位信息以及前车和前车周围车辆的相对位置信息和速度信息，而后基于本车定位信息、速度信息和加速度信息，结合本车所在道路信息和本车定位信息，将前车和周围车辆历史信息转化为间隔(0.2～0.4)s，长度(2～4)s的时间序列信息与位置信息为相对道路的绝对坐标系；

(2)利用车端控制器的RNN结构的深度网络，对前车未来(7～9)s的轨迹进行推理，RNN结构的深度网络采用LSTM单元组成的编码器-解码器结构，输入信息为X,观测(3～5)s,时间序列从X₁-X₁₆，预测时长为(7～9)s，时间序列从Y₁-Y₄₁，公式(1)至公式(4)为RNN结构的输入和输出；

X＝(X₁,X₂,…,X₁₆) (1)

X₁＝(x,y,v_x,v_y,a_x,a_y,x_f,y_f,x_l,y_l,x_r,y_r,x_re,y_re) (2)

Y＝(Y₁,Y₂,…,Y₄₁) (3)

Y₁＝(x_pre,y_pre) (4)

其中x,y为道路坐标系下的前车纵向和横向位置信息，v_x，v_y为道路坐标系下的前车纵向速度和横向速度信息，a_x，a_y为道路坐标系下的前车纵向和横向加速度信息，x_f,y_f,x_l,y_l,x_r,y_r,x_re,y_re分别为前车周围车辆相对前车的纵向和横向位置信息，x_pre,y_pre为预测的前车纵向和横向位置信息；

(3)获取本车定位信息，结合地图道路信息计算本车与行驶方向相邻路口的间距，若间距小于(200～250)米，则进入路口接近模式；

(4)在路口接近模式中，结合前车未来轨迹的预测信息，通过公式(5)至公式(10)，计算在未来(7～9)s内本车是够进入路口滑行模式；

d_tgt(v_e)＝d_stp+v_e×T_thw (5)

d_min(v_e)＝d_stp+v_e×(T_thw-T_l) (6)

d_max(v_e)＝d_stp+v_e×(T_thw+T_r) (7)

v_e(t+1)＝v_e(t)-△t(F_r(v_e(t)+mgsin(θ)) (8)

s(t+1)＝s(t)+v_e(t)×△t (9)

d(t)＝x_pre(t)-s(t) (10)

d_tgt(v_e)为根据时距计算的跟车目标距离，v_e为本车车速，T_thw为目标时距，d_stp为本车停止状态下与前车的最小距离，d_min(v_e)为目标距离下限值，d_max(v_e)为目标距离上限值，F_r(v_e(t))为本车滑行阻力，m为本车质量，θ为坡度，△t为计算时间间隔，s(t)为本车积分位移，s(0)为0，xpre(t)为预测前车的纵向位置信息，d(t)为本车与前车距离；

若在(7～9)s范围内，预测前车减速，且d(t)在d_min(v_e(t)),d(t)在d_max(v_e(t))之间，则本车进入路口滑行模式；

(5)当本车进入路口滑行模式后，本车辅助驾驶系统向本车发动机控制器发出停止扭矩指令，按照公式(11)至公式(13)进行加速度规划；

a(t)_tgtacl＝K_dis×(d_max(v_e)-d(t))+K_spd(v_p(t)-v_e(t)) (11)

a(t)_tgtdcl＝K_dis×(d_min(v_e)-d(t))+K_spd(v_p(t)-v_e(t)) (12)

a(t)_tgt＝min(max(0,a(t)_tgtacl),min(0,a(t)_tgtdcl) (13)

a(t)_tgt为规划目标加速度，a(t)_tgtacl为以目标距离d_max(v_e)规划的加速状态的加速值，a(t)_tgtdcl为以目标距离d_min(v_e)规划的减速状态加速度值，v_p(t)为前车速度，K_dis，K_spd为增益；

(6)比较规划加速度与本车滑行加速度，当规划加速度a(t)_tgt小于本车滑行加速度，本车辅助驾驶系统向本车底盘控制器发出目标减速度对本车进行减速。