[发明专利]一种智能网联汽车不停车通过交叉口的生态驾驶方法

说明书

本发明公开了一种智能网联汽车不停车通过交叉口的生态驾驶方法，在本车当前状态及IDM加速度的基础上，以前车速度与位置、交叉口信号相位及配时为输入变量，输出后续时间车辆加速度，得到智能网联汽车时空变化轨迹，使得智能网联汽车能实现不停车通过交叉口，减少交通延误，降低交通能耗。本发明单车轨迹的求解时间约为6ms，能实际应用于智能网联汽车，使智能网联汽车实现不停车通过交叉口，有效的减少了交通拥堵，提升车辆能量利用效率。

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体涉及一种智能网联汽车不停车通过交叉口的生态驾驶方法。

背景技术

现有关于智能网联汽车生态驾驶的研究，如申请号为2021115540021，发明名称为一种自动驾驶车辆通过信号交叉口生态驾驶方法的发明专利申请、申请号为201810047026.X、发明名称为基于强化学习的城市道路交叉口生态驾驶行为优化方法的发明专利等，上述研究通过选择以车辆能耗最小为目标函数，建立包含满足车辆动力学约束的最优化模型，最后通过求解该最优化模型确定智能网联汽车的行驶轨迹。该方法能最大程度降低车辆在行驶过程的能量消耗，且一定程度上减少了车辆出行时间。但由于车辆能耗估计模型通常为结构复杂的非线性函数，使得建立的最优化模型难以得到解析解，而求解数值解的方法需要通过迭代使得结果收敛，迭代收敛的过程一般需要较高的计算时间，难以在实时变化的、真实的交通系统中得到实施。

发明内容

本发明的目的在于提出一种较为简便的、运算时间快的生态驾驶方法，选择以智能网联汽车不停车通过交叉口为目标，有效避免了能耗估计模型非线性对计算效率的负担，使得车辆能以较为平顺、稳定的轨迹通过交叉口，减少了剧烈的加减速过程引起额外的能耗。采用本发明提出的生态驾驶策略，其计算时间可达毫秒级，能实际应用于智能网联汽车，缓解交通拥堵，减少交通能耗。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种智能网联汽车不停车通过交叉口的生态驾驶方法，包括以下步骤：

S1、获取本车速度、位置信息，前车速度、位置信息，交叉口信号相位与配时信息；

获取本车当前速度v_n、与前车距离S_n以及前车速度v_n-1，交叉口剩余行驶时间t_last、本车与交叉口停车线距离d_n,sl、前车与交叉口停车线距离d_n-1,sl、交叉口信号灯转至下一绿灯相位所需时间t_g和本车至交叉口停车线的前车数N_pre；

S2、计算车辆安全加速度；

车辆安全加速度表示为：当前车突然刹车，为避免碰撞，本车于下一时刻行驶的加速度值；考虑智能驾驶员模型(Intelligent Driver Model,IDM)可以有效满足车辆安全行驶，且在交通仿真模拟中得到广泛应用，故选用IDM加速度作为车辆安全加速度a_n,IDM；

所述步骤S2计算车辆安全加速度，具体为：

由车辆当前车速、前车速度、与前车距离，计算安全加速度a_n,IDM；设当前车速为v_n、前车速度为v_n-1、与前车距离S_n、本车最大速度为v_n,max、本车最大加速度a_n,max、安全跟车时距为τ、舒适减速度为a_n,b、最小安全距离s₀；

先计算车辆期望跟车间距

然后确定车辆安全加速度

S3、判断车辆能否通过交叉口；