[发明专利]基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置，其中方法包括：获取道路车辆的队列，包括有人驾驶车和自动控制车；建立队列系统模型；根据队列系统模型，构建基于离散时间域闭环控制状态方程的车辆巡航控制最优化问题；对车辆巡航控制最优化问题进行求解，获得最优线性控制策略。本发明实施例提供的基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置，通过分析车辆动态，构建整体队列系统的状态方程，并考虑离散系统采样时间和通信时延的影响，建立最优化问题，最终得到自动控制车辆的最优控制策略，能够使自动控制车辆达到理想车速，并与前车保持安全车距，同时保证了控制系统的稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置。

背景技术

巡航控制是一种车辆的自动控制方法，可以有效提高道路交通效率，减少交通事故，提升汽车燃油经济性。

目前应用较为广泛的有自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)方法和协同自适应巡航控制(Cooperative Adaptive Cruise Control，CACC)方法等。自适应巡航控制方法通过传感器感知道路信息和其他车辆信息，从而调节控制车辆车速，以与前车保持安全的车距。然而，这种方法的稳定性较差，准确度低，当传感器受到干扰时，会影响整体控制系统的性能。

协同自适应巡航控制方法将ACC与车辆间(vehicle-to-vehicle，V2V)通信技术相结合，通过感知道路和前方车辆的速度、加速度和与前车距离等状态信息，对控制车辆的加速度进行控制，从而使控制车辆达到理想的速度和车距。然而，CACC方法中需要队列中的每辆车均配备有传感器和控制器，而且通信拓扑是固定的，在道路情况和车辆队列变化时无法保证系统的稳定性，在实际中难以应用。

目前，尚未有一种方法，能够适应实际中车辆队列和通信拓扑变化时，使控制车辆在保持安全车距的条件下，跟随前车的速度前进，并同时保证系统的稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置。

本发明实施例提供一种基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法，包括：

获取道路车辆的队列，车辆包括有人驾驶车和自动控制车；根据队列建立队列系统模型；

根据队列系统模型，构建基于离散时间域闭环控制状态方程的车辆巡航控制最优化问题；

对车辆巡航控制最优化问题进行求解，获得最优线性控制策略。

本发明实施例提供一种基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制装置，包括：

系统建模模块，用于获取道路车辆的队列，车辆包括有人驾驶车和自动控制车；根据队列建立队列系统模型；

问题构建模块，用于根据队列系统模型，构建基于离散时间域闭环控制状态方程的车辆巡航控制最优化问题；

计算处理模块，用于对车辆巡航控制最优化问题进行求解，获得最优线性控制策略。

本发明实施例提供的基于车联网的巡航控制系统的最优线性控制方法及装置，通过分析车辆动态，构建整体队列系统的状态方程，并考虑离散系统采样时间和通信时延的影响，建立最优化问题，最终得到自动控制车辆的最优控制策略，能够使自动控制车辆达到理想车速，并与前车保持安全车距，同时保证了控制系统的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。