一种多目标自适应巡航控制方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多目标自适应巡航控制方法，包括：在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；实时获取自车与前车的状态参数；根据状态参数，通过二次型性能泛函滚动在线优化预测得到自车的期望加速度增量，并根据期望加速度增量得到期望加速度；根据期望加速度增量控制自车，使自车的实际加速度收敛于期望加速度。该方法综合协调驾驶员期望响应、跟驰安全性、车队稳定性等控制目标，采用增量式控制策略，可有效提高车队的工况适应能力，保障车队整体品质。本发明专利技术还公开了一种多目标自适应巡航控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

A multi-objective adaptive cruise control method, device and equipment

【技术实现步骤摘要】
一种多目标自适应巡航控制方法、装置及设备
本专利技术涉及自适应巡航控制
，特别涉及一种多目标自适应巡航控制方法；还涉及一种多目标自适应巡航控制装置、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
早期ACC(AdaptiveCruiseControl，自适应巡航控制)系统设计主要满足驾乘舒适性与车辆安全性需求，而随着ITS(IntelligentTransportationSystem，智能交通系统)系统的快速发展，利用AHS(AutomatedHighwaySystem，自动化高速公路)来加强高速公路安全建设，缓解交通拥堵以及改善道路通行能力已引起研究人员与汽车制造商的高度重视。目前，单车ACC控制普遍采用CTH(constanttimeheadway，固定时距)策略。该策略着重关注车间时距，对车间时距的选取具有一定的挑战性。当车间时距预设过小时，会造成驾乘人员心理紧张不适，亦增加了追尾碰撞的潜在可能性；而当车间时距预设过大时，不仅会降低道路容积率以及吞吐量，还可能会诱发邻道车辆并线、强插等不文明事件。对于多车ACC控制，除上述车间时距外，其他诸多因素皆有可能影响到车队稳定性以及车队响应时间、车距误差束波动幅度、工况适应能力等车队整体品质，因而，对多车ACC控制进行研究显得尤为必要。因此，如何提供一种多车ACC控制方案，提高车队的工况适应能力，保障车队整体品质是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多目标自适应巡航控制方法，可有效提高车队的工况适应能力，保障车队整体品质；本专利技术的另一目的是提供一种多目标自适应巡航控制装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多目标自适应巡航控制方法，包括：在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；实时获取自车与前车的状态参数；根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度；根据所述期望加速度增量控制所述自车，使所述自车的实际加速度收敛于所述期望加速度。可选的，所述实时获取自车与前车的状态参数，包括：通过CAN总线实时获取所述自车的状态参数，通过V2V通信实时获取所述前车的状态参数。可选的，所述根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度，包括：根据所述状态参数，滚动优化求解得到预测序列选取所述预测序列中的第一个分量Δu*(k)为期望加速度增量，并结合饱和函数得到所述期望加速度；其中，所述为增广控制序列，所述H为正定海森矩阵，所述f为一次项系数向量，所述Ω为约束系数矩阵，所述Τ为可行域上界，所述为控制输入上限，所述为控制输入下限；所述ε1、ε2及ε3均为松弛因子。可选的，还包括：实时检测所述期望加速度增量、所述期望加速度以及状态向量是否超出控制器工作域约束边界；若所述期望加速度增量或所述期望加速度或所述状态向量超出所述工作域约束边界，则正向增大对应的所述松弛因子。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种多目标自适应巡航控制装置，包括：构建模块，用于在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；获取模块，用于实时获取自车与前车的状态参数；计算模块，用于根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度；控制模块，用于根据所述期望加速度增量控制所述自车，使所述自车的实际加速度收敛于所述期望加速度。可选的，所述获取模块包括：第一获取单元，用于通过CAN总线实时获取所述自车的状态参数；第二获取单元，用于通过V2V通信实时获取所述前车的状态参数。可选的，所述计算模块包括：求解单元，用于根据所述状态参数，滚动优化求解得到预测序列选取单元，用于选取所述预测序列中的第一个分量Δu*(k)为期望加速度增量，并结合饱和函数得到所述期望加速度；其中，所述为增广控制序列，所述H为正定海森矩阵，所述f为一次项系数向量，所述Ω为约束系数矩阵，所述Τ为可行域上界，所述为控制输入上限，所述为控制输入下限；所述ε1、ε2及ε3均为松弛因子。可选的，还包括：检测模块，用于实时检测所述期望加速度增量、所述期望加速度以及状态参量是否超出控制器工作域约束边界；调节模块，用于若所述期望加速度增量或所述期望加速度或所述状态向量超出所述控制器工作域约束边界，则正向增大对应的所述松弛因子。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种多目标自适应巡航控制设备，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的多目标自适应巡航控制的方法的步骤。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的多目标自适应巡航控制的方法的步骤。本专利技术所提供的多目标自适应巡航控制方法，包括：在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；实时获取自车与前车的状态参数；根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度；根据所述期望加速度增量控制所述自车，使所述自车的实际加速度收敛于所述期望加速度。可见，本专利技术所提供的多目标自适应巡航控制方法，在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函，将多目标的自适应巡航控制问题转化为带线性矩阵不等式约束条件的二次规划问题，从而在实时获取自车与前车的状态参数的基础上，综合协调驾驶员期望响应、跟驰安全性、车队稳定性等控制目标，采用增量式控制策略，通过二次型性能泛函得到自车的期望加速度增量，进而根据该期望加速度增量控制自车的实际加速度收敛于期望加速度。该多目标自适应巡航控制方法，可有效提高车队的工况适应能力，保障车队整体品质。本专利技术所提供的多目标自适应巡航控制装置、设备及计算机可读存储介质均具有上述技术效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的一种多目标自适应巡航控制方法的流程示意图；...

【技术保护点】
1.一种多目标自适应巡航控制方法，其特征在于，包括：/n在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；/n实时获取自车与前车的状态参数；/n根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度；/n根据所述期望加速度增量控制所述自车，使所述自车的实际加速度收敛于所述期望加速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多目标自适应巡航控制方法，其特征在于，包括：
在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；
实时获取自车与前车的状态参数；
根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度；
根据所述期望加速度增量控制所述自车，使所述自车的实际加速度收敛于所述期望加速度。


2.根据权利要求1所述的多目标自适应巡航控制方法，其特征在于，所述实时获取自车与前车的状态参数，包括：
通过CAN总线实时获取所述自车的状态参数，通过V2V通信实时获取所述前车的状态参数。


3.根据权利要求2所述的多目标自适应巡航控制方法，其特征在于，所述根据所述状态参数，通过所述二次型性能泛函滚动在线优化预测得到所述自车的期望加速度增量，并根据所述期望加速度增量得到期望加速度，包括：
根据所述状态参数，滚动优化求解
得到预测序列
选取所述预测序列中的第一个分量Δu*(k)为期望加速度增量，并结合饱和函数得到所述期望加速度；
其中，所述为增广控制序列，所述H为正定海森矩阵，所述f为一次项系数向量，所述Ω为约束系数矩阵，所述Τ为可行域上界，所述为控制输入上限，所述为控制输入下限；所述ε1、ε2及ε3均为松弛因子。


4.根据权利要求3所述的多目标自适应巡航控制方法，其特征在于，还包括：
实时检测所述期望加速度增量、所述期望加速度以及状态向量是否超出控制器工作域约束边界；
若所述期望加速度增量或所述期望加速度或所述状态向量超出所述工作域约束边界，则正向增大对应的所述松弛因子。


5.一种多目标自适应巡航控制装置，其特征在于，包括：
构建模块，用于在过程状态约束条件、系统I/O约束条件以及车队约束条件下，根据控制输入、控制输入增量以及正则化项建立二次型性能泛函；
获取模...

【专利技术属性】
技术研发人员：章军辉，王福艳，李庆，陈大鹏，章长庆，梁艳菊，
申请(专利权)人：中科院微电子研究所昆山分所，
类型：发明
国别省市：江苏;32