【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于车联网场景下车辆间距控制，具体涉及一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法。
技术介绍
1、在依赖传统驾驶模式的路网中，达到最大路网容量对车距控制有着较为严格的要求。随着车联网、云计算等技术的发展，智能车辆的应用越来越成熟，多车协同感知、自动驾驶等业务为高效利用车联网资源、优化路网容量提供了便利。自动驾驶等车辆状态控制业务，通过自身传感器、与其他车辆交换信息等方式获得原始数据，依靠边缘计算或云计算处理原始数据得到业务处理结果。然而，这些智能交通技术在数据传输和处理过程中存在一定的延迟，使得车辆不能即时响应周围车辆的运动变化来调整自己的行驶速度。这种响应的滞后性导致车辆为了维持安全间隔而不得不频繁减速，结果在道路上形成了一种看似无缘无故的拥堵现象，这种现象被称为“幽灵堵车”，它不仅减缓了道路的整体行驶速度，还减少了道路的承载能力。
2、为此，大量研究致力于车联网资源调度策略，通过高效配置车联网络中通信和计算资源，降低传输和计算时延提高车辆决策实时性，然而这些方法仍然存在如下缺点：1.优化资源调度策略的局限性：由于网络波动、硬件限制等因素，完全消除时延对跟驰策略的影响可能仍然是一个挑战。而且，这种策略可能无法应对所有类型的交通场景，特别是在复杂的城市交通环境中，仅靠减少时延可能不足以解决所有问题。2.额外的软硬件开销：实施更先进的通信和计算策略可能需要更强大的硬件和复杂的软件系统。这可能带来额外的成本和复杂性，尤其是对于已经部署的车辆网络和车辆本身而言。3.能耗增加：更高效的通信和计算通常会伴随着更高的
3、面对车联网中智能车辆通信和计算时延的挑战，实现一个复杂度较低且具有对抗时延影响能力的分布式车联网自动驾驶车辆车距控制策略算法，显得尤为迫切：首先，实时性是至关重要的因素。自动驾驶车辆必须在实时环境中快速做出决策，而采用较低复杂度的算法有助于减少计算时延，从而提高系统的实时性。其次，算法的安全性也不可或缺。车距控制策略必须能够有效对抗通信和计算时延的影响，以确保车辆之间维持安全距离，避免潜在碰撞风险。再次，适应性和鲁棒性对于应对难以预测的通信计算时延至关重要。时延的动态性要求车距控制策略具备一定的适应性，能够在不同时延条件下保持鲁棒性。采用多车联动的算法结构可以更好地适应动态的通信环境，确保车辆系统在各种延迟情况下仍能正常运行。
4、综上所述，为了在车联网环境下实现自动驾驶车辆的有效车距控制，所选择的算法必须在降低复杂度的同时保持足够的性能和鲁棒性。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，优化车距控制策略为车辆提供更长的决策时间，从而减缓车联网业务通信和计算时延的影响，同时提高道路整体车辆速度，提高道路容量。
2、本专利技术采用的技术方案为：一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，具体步骤如下：
3、s1、构建车联网环境下自动驾驶车辆前后车集合，后车通过v2v通信与前车进行信息交换，判断前车加速信息是否改变，若改变进入步骤s3，若未改变进入步骤s2；
4、s2、判断距离上次行驶策略变更是否间隔策略更新时间δt，若否则进入步骤s1，若是则进入步骤s4；
5、其中，每间隔策略更新时间δt后，后车检测前车加速度a、前后车当前距离x、前车速度va参数。
6、s3、前车加速信息改变，后车若收到前车的加速信号，则根据信号时间戳计算通信计算时延τ0，若未收到前车加速信号，则沿用上一次的通信计算时延τ′0；
7、s4、后车判断前后车当前距离x是否低于安全距离dsafe，若低于，则进入步骤s5，反之进入步骤s6；
8、s5、立即以最大加速度bmax刹车，控制车距至大于安全距离；
9、其中，安全距离dsafe由后车根据自身速度vb，最大加速度bmax，通信计算时延τ0及前车参数计算得出：
10、
11、s6、后车获取当前时刻t前后车状态参数
12、s7、后车根据状态参数构建前车行驶策略α及基准跟驰策略
13、其中，计算基准跟驰策略中，在前车开始加速至后车追赶至同一速度这段时间中，后车行进的距离计算前车行驶策略α中前车在开始加速至后车追赶至同一速度这段时间中行驶的距离
14、s8、构建车距控制策略评估效率模型，建立后车优化跟驰策略更新方法，求解优化跟驰策略β，即求解使得策略评估效率最大的当前时刻t后车车距控制跟驰操作
15、
16、其中，后车在时段(t,max{t+δt,t+τ0})以加速度bde行驶控制车辆间距，在时段(max{t+δt,t+τ0},t+τ)以加速度bad行驶以保持与前车相同车速，δt表示下一次策略更新时间。
17、策略评估效率表示优化跟驰策略β使用跟驰操作情况下，在t时刻产生的策略评估效率；表示优化跟驰策略β和基准跟驰策略间后车行进的距离差；dα,β表示优化跟驰策略β中，在前车开始加速至后车追赶至同一速度这段时间中，后车相对于前车行进的距离，α表示前车行驶策略α；vτ表示后车执行bad加速度时的速度；k,j表示比例系数。
18、所求优化跟驰策略β应满足前后车距离x应大于对应安全距离dsafe，车辆减速度bde及车辆加速度bad应不大于车辆可实施的最大加速度bmax。
19、s9、后车实施当前跟驰操作
20、进一步地，所述步骤s7中，所述前车行驶策略α及基准跟驰策略具体如下：
21、前车行驶策略α：车联网环境下，对于道路上一个前后车集合的行驶策略中，后车为主动车辆，根据前车状态调整自身行驶策略，前车为被动车辆不受后车影响，只受其前方车辆影响。在分析后车行驶策略时，将前车行驶策略表示为前车行驶策略α。前车会主动或被动地向包括后车在内的周围车辆发送自身行驶信息。
22、基准跟驰策略：车联网环境下，对于前后车集合的后车，保持与前车间隔安全距离和相同的速度。当前车减速时，时延导致后车减速动作滞后，迫使后车以更大减速度减速以维持安全距离。当前车加速时，时延同样导致后车加速动作滞后，迫使后车以更大加速度加速以保持相同速度。
23、进一步地，所述步骤s8中，所述优化跟驰策略β具体如下：
24、优化跟驰策略β：车联网环境下，对于前后车集合的后车，通过信息感知及车距控制方法，不断更新加减速策略，使前后车保持更远距离，弥补时延带来的减速滞后，进一步地在更远的距离以较缓和的加速度，减缓速度变化幅度，以弥补时延带来的加速滞后，使后车以更高初速开始加速。
25、其中，将跟驰策略β的减速阶段记为βde，减速度记为bde，加速阶段称为βad，加速度记为bad，策略以时间间隔δt更新，同时每次更新也可更新时间间隔本身。
26、本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，其特征在于，所述步骤S7中，所述前车行驶策略α及基准跟驰策略具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述优化跟驰策略β具体如下：
【技术特征摘要】
1.一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种基于车联网的多车联动式自适应车距控制方法，其特征在于，所述步骤s7中，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张科，欧阳杰，廖熙雯，冷甦鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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