一种智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法技术

本发明专利技术公开了一种智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法，包括：构建基于规则的网联车队框架模型；采用二分之一斜率法对舒适度与行车时间加以平衡，计算出最佳加减速方案；基于框架模型以及加减速方案构建基于规则的车队跟驰模型。本发明专利技术的方法为形成较小间距、速度一致的自动驾驶车队，将速度一致、避免碰撞、尽量靠近三条原则作为智能网联汽车的交互规则，借鉴安全距离类模型的形式，结合车辆运动学，达到所构建的模型可以在安全的前提下使得后车以较小的间距、一致的速度进行稳定跟驰的效果。驰的效果。驰的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法


[0001]本专利技术涉及车辆驾驶技术，具体涉及一种智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法。

技术介绍

[0002]目前，智能网联汽车的出现改变了车辆驾驶行为模式，实现了车与车、车与路之间的交互，为缓解交通问题带来了曙光，智能网联时代即将来临。在智能网联环境下车辆以队列行驶，车辆可以通过车
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车通信紧密配合缩短两车行驶间距，并避免碰撞，有效提高道路通行能力以及交通安全性，从而在一定程度上缓解交通问题。而车队之间车与车之间的相互作用即为跟驰行为，因此，研究智能网联汽车跟驰模型势在必行。
[0003]跟驰模型的分类比较多，常用的经典模型有以下几类：刺激
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反应模型、优化速度模型、智能驾驶模型以及安全距离类模型，这些模型各有其优缺点以及适用性。刺激
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反应模型：模型简单，物理意义直白，是许多跟驰模型研究的基础，但是较难进行准确的参数标定。优化速度模型：可重现交通流多种宏观现象，但是考虑因素单一，无法保证跟驰安全间距。智能驾驶模型：可较好地拟合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法，其特征在于，包括：构建基于规则的网联车队框架模型；采用二分之一斜率法对舒适度与行车时间加以平衡，计算出最佳加减速方案；基于框架模型以及加减速方案构建基于规则的车队跟驰模型。2.根据权利要求1所述的智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法，其特征在于，所述构建基于规则的网联车队框架模型包括两车间距较小时构建模型和两车间距较小时构建模型；网络环境为5G通信，非5G情况下也可使用，仅通信时延不同，但整个车队处于同一种网络环境，后车在同时满足三条规则进行匀速行驶时的距离为停车距离加通信延迟阶段匀速行驶的距离，借鉴最小行车安全距离数学模型框架，可以得出以下关系式：
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（1）式中，为车辆停止后，与前方车辆之间的安全距离，取2m；为前车的速度，也是两车匀速时的速度，km/h；T为通信延迟时间，理想情况下，5G通信时延一般取0.001s；D为两车之间的实际距离，m；为前车的制动距离，m；为后车的制动距离，m；两车间距较小时构建模型后车车速大于前车由于前车匀速运动，故当后车先经过延迟阶段匀速后减速到与前车速度相等，且刚好保持的距离时(两车行驶时间相等)，则可实现三条交互规则；于是有： (2) (3) (4)根据式(1)(2)(3)，可得到以下关系式： (5)(6)式中，为后车的初始速度，；为后车加速度，；为后车减速时间，；为第一种情况两车之间的实际距离，m；取加速度，所以当两车距离大于（为加速度为0.5时两车的间距）或者 ()时，后车在减至前车速度时两车间距大于不能满足尽量靠近原则，将此归为两车间距较大，后车车速大于前车的行车情况，所以当，为第一种情况，此时后车经过延迟匀速后直接减速；则时，
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(7)后车车速小于等于前车当后车速度小于等于前车时，此时车辆不仅不会发生碰撞，两车间距还会越来越大，此种情况较为特殊，所以将此种情况归为两车间距较大，后车车速小于等于前车的行车情况；两车间距较小时构建模型在满足规则的前提下，有：(8) (9)(10)(11)根据式(1)，可得到以下关系式：(12)(13)当当(14)(15)式中，分别为为后车加速时间、匀速时间以及减速时间，；为后车匀速阶段的速度，；分别后车在加速阶段以及减速阶段的加速度，；后车车速大于前车为了使后车在任何加减速方案下都有匀速阶段，取所有加减速方案中的最小值，当时，可以取到最小值，即（为时，所求得的匀速阶段速度，其中右上标括号内左边的数值为加速阶段的加速度，右边的数值为减速阶段的加速度）；由于在快速路上，车辆限速为77km/h，所以两车距离小于所对应间距，又因符合此种情况，所以时，为第一种情况，后车以最小匀速，即后车经过通信延迟匀速阶段后，加速至，然后进行匀速，最后再在的距离时刚好减至与前车速度一致；第二种情况为以匀速，即后车经过通信延迟匀速阶段后，加速至77km/
h，然后进行匀速，最后再在的距离时刚好减至与前车速度一致；于是此种情况为第一种情况的特殊情况，此时，；后车速度小于等于前车当后车速度小于等于前车时，此时车辆不会发生碰撞且两车距离越来越远，所以若要满足三条规则，后车需要以大于前车的速度进行追赶后，再进行匀速行驶，最后再在的距离时刚好减至与前车速度一致，此种情况与后车车速大于前车车速中的第一种情况一致，仅及取值有所不同；此时在所有加减速方案中，仅在或中可以取到最小值，所以最小为两种方案中的最小值，即；当时，为了保证安全取两种方案中的最大值，即；所以，即时，为第一种情况，此时以最小匀速；当时，由于，所以此种情况下的最小均大于等于77，超出限速范围，于是此为第二种情况为以匀速，即后车经过通信延迟匀速阶段后，加速至77km/h，然后进行匀速，最后再在的距离时刚好减至与前车速度一致；同时结合第一种情况，可以得出第二种情况：时，。3.根据权利要求1所述的智能网联环境下基于规则的车队跟驰模型方法，其特征在于，所述采用二分之一斜率法对舒适度与行车时间加以平衡，计算出最佳加减速方案包括：单轴向加权加速度均方根值采用单轴向加权加速度均方根值来进行评价，舒适性指标为：
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(16)
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(17)式中，为舒适度...

【专利技术属性】
技术研发人员：金倩，柳祖鹏，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：