一种ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统及方法，该经济速度规划系统包括环境感知模块、车速规划模块、ACC控制器和执行机构；环境感知模块获取车辆行驶状态信息、车间行驶状态信息及信号灯状态及其配时信息；车速规划模块将电机能耗作为目标函数并对车辆在各交叉口下的通行行为进行决策，从而确定待优化问题的约束条件，然后基于优化算法获得规划车速并对其进行分析以决定是否进行重新规划；ACC控制器根据车辆行驶状态信息、车间行驶状态信息和规划车速在速度跟踪和距离跟踪之间切换，输出控制指令至执行机构以驱动车辆通过交叉口。本发明专利技术可以使车辆经济快速地通过交叉路口，有效减少车辆的停车次数，缩短出行时间。出行时间。出行时间。

【技术实现步骤摘要】
一种ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统及方法


[0001]本专利技术属于ACC车辆速度规划
，具体涉及一种ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统及方法。

技术介绍

[0002]自适应巡航(ACC)车辆基于毫米波雷达等车载传感器可以获得自车与前车之间的相对运动状态信息，进而由控制器决策出目标指令并经执行机构作用于受控车辆，从而完成跟驰行驶。由于目前的交通流主要由手动驾驶车辆和ACC车辆组成，当目标跟随车辆为手动驾驶车辆，由于驾驶员存在不当的驾驶习惯，尤其是在交叉口处如频繁的加减速和过早刹停等待红灯等行为，会大大影响ACC车辆的使用性能，甚至造成路口拥堵。基于V2I通信获得的前方多个路口的信号灯状态及其配时信息可以被ACC车辆用于速度规划，一方面可以降低车辆通过交叉口的能耗，另一方面可以使车辆保持一定的车速通过路口而不需要停车，减少车辆停车后重新启动所需要的大功率输出的同时有利于提高路口的通行效率，降低平均出行时间。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种ACC车辆连续通过多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统，其特征在于，包括：环境感知模块，包括GPS导航系统、DSRC专用短程通信设备以及车载传感器，所述GPS导航系统获取各交叉口之间的距离x
TL
，所述DSRC专用短程通信设备获取各交叉口的信号灯状态TL及其配时信息t，车载传感器获取车辆行驶状态信息和车间行驶状态信息；车速规划模块，包括速度规划子模块和规划车速序列分析子模块，所述速度规划子模块利用优化算法对ACC车辆连续通过多个交叉口的车速进行规划，所述规划车速序列分析子模块对速度规划子模块获得的规划车速序列是否满足约束条件进行判断并确定是否重新规划；ACC控制器，包括安全跟驰子模块、速度控制器、距离控制器和逆纵向动力学模型，所述安全跟驰子模块对车辆的行驶模式进行决策，输出规划车速v
des
或者期望车间距x
des
，所述速度控制器用于自主巡航模式下对规划车速进行跟踪控制，所述距离控制器用于跟驰模式下对期望车间距进行跟踪控制，所述逆纵向动力学模型将期望加速度a
des
转化为期望电机转矩T
mot
‑
des
和期望液压压强P
hyd
‑
des
；执行机构，包括驱动电机和液压制动系统，所述驱动电机用于对主车提供动态转矩T
mot
‑
fact
，所述液压制动系统用于对驱动电机的电制动力补偿，并提供实际液压压强P
hyd
‑
fact
。2.一种根据权利要求1所述的ACC车辆连续通过多个交叉口的经济速度规划系统的经济速度规划方法，其特征在于，所述速度规划子模块根据环境感知模块获得的信息以及车辆历史平均车速v
average
，建立目标函数和约束条件，使用优化算法对ACC车辆连续通过多个交叉口的车速进行规划；所述安全跟驰子模块基于间距策略、车辆行驶状态信息、车间行驶状态信息和规划车速序列对车辆的行驶模式进行决策，并输出规划车速v
des
或者期望车间距x
des
；所述速度控制器在自主巡航模式下对规划车速的跟踪控制，输出期望加速度a
des
，所述距离控制器在跟驰模式下对期望车间距的跟踪控制，输出期望加速度a
des
；所述逆纵向动力学模型将期望加速度a
des
转化为期望电机转矩T
mot
‑
des
和期望液压压强P
hyd
‑
des
，驱动电机根据期望电机转矩T
mot
‑
des
为主车提供动态转矩T
mot
‑
fact
，使得主车连续通过交叉口。3.根据权利要求2所述的经济速度规划方法，其特征在于，所述驱动电机的电制动力需要补偿时，液压制动系统根据期望液压压强P
hyd
‑
des
提供实际液压压强P
hyd
‑
fact
。4.根据权利要求2所述的经济速度规划方法，其特征在于，使用优化算法对ACC车辆连续通过多个交叉口的车速进行规划，具体为：记采样时间为T
s
秒，红灯全部时长为t
red
秒，绿灯全部时长为t
green
秒，黄灯全部时长为t
yellow
秒，信号灯周期t
cycle
＝t
green
+t
yellow
+t
red
秒，各交叉口之间的距离为x
TLj
米，路口长度为x
gapj
米，t
j
为初始时刻第j个交叉口的信号灯配时信息，第j个交叉口的约束条件为Cons
i
；记矩阵E
j1
＝[e
1 e2]，向量向量矩阵E
j2
＝[e
3 e4]，向量向量其中N为规划车速序列长度，N1、N2为各信号灯状态确定的各路口的规划车速序列长度；各交叉口下的距离约束条件的判断方法为：在第1个交叉口处，如果初始时刻信号灯为红色，剩余时长为t1，则通行决策flag1＝0，车辆在绿灯开始时刻再通过交叉口，绿灯开始时刻t
green_start
(1)＝t1，那么第1个交叉口的
约束条件约束条件如果信号灯为绿色，剩余时长为t1，且t1+t
yellow
≥t
min
，则通行决策flag1＝1，车辆在当前剩余绿灯时长内通过交叉口，绿灯开始时刻t
green_start
(1)＝0，此时第1个交叉口的约束条件为Cons1＝0.5T
s
·
E
11
(K
11
T+K
12
+K
21
T+K
22
)≥x
TL1
+x
gap1
，若t1+t
yellow
＜t
min
，则通行决策flag1＝0，车辆需要在下一个绿灯开始时再通过交叉口，绿灯开始时刻t
green_start
(1)＝t1+t
yellow
+t
red
，约束条件为，约束条件为其中t
min
为通过交叉口的最短时间，且矩阵且中间量k2＝
‑
(gfcosα+gsinα)，v0为规划初始时刻车辆速度；在第j个交叉口处，记第j
‑
1个交叉口绿灯开始时刻为t
green_start
(j
‑
1)；如果初始时刻信号灯为红色，剩余时长为t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：盘朝奉，黄爱宝，王健，梁军，陈小波，王丽梅，栗欢欢，何志刚，刘倩，陶袁雪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
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