[发明专利]双车道智能网联车协同换道方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种双车道智能网联车协同换道方法、装置、设备及其存储介质，该方法通过实时获取换道车辆周边车辆的运动状态信息，并构造了换道车辆M的横向加速度模型和纵向加速度模型，该模型考虑了换道的安全性、舒适性及状态目标等多个约束，实现了智能网联车安全协同换道的目标。本发明将整个换道过程划分为两阶段，并且在换道目标阶段通过主动控制目标车道及主车道协同换道车辆达到主动调节两车道交通流的目的，一定程度改善换道对两车道交通流的负面影响，提高两车道道路通行效率；考虑采用固定换道时间可能在某些换道起始条件下不存在可行解，选用协同换道时间为范围值，有效提高优化模型求解的可行性，进而提高换道可行的范围。

技术领域

本发明涉及智能网联车主动安全控制技术领域，特别是涉及一种双车道智能网联车协同换道方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

换道是道路交通中一种常见的驾驶行为，相较于跟驰行为，其涉及到横纵向两个方向的运动，因此决策和操作过程更复杂。人类驾驶员常常因为缺乏驾驶经验和驾驶技术不娴熟而做出不恰当的换道操作，从而对道路交通安全和通行效率造成负面影响。相关研究数据表明，75％的换道事故是由于驾驶员操作失误导致，而由于换道所导致的交通事故约占交通事故总量的4％-10％，并导致了10％的交通延误。

近年来随着车路协同和智能网联车等技术的不断发展，借助于车车通信实现智能网联车间的协同控制已成为一种提高道路交通安全和通行效率的有效方法之一。在网联环境下，一方面通过车车通信技术可以为换道车辆提供广域的周边车辆运行状态信息，能够辅助智能网联车做出更为合理驾驶决策，另一方面，通过车车通信可以实现多车间的同步协同控制，进而有效提高车辆驾驶的安全性和舒适性，并较大程度地降低换道对道路交通运行效率所产生的负面影响。

目前，针对车辆换道的研究主要是从两方面进行：即单车换道和多车协同换道。基于单车换道的研究主要是以单个车辆作为研究对象而进行的换道模型构建，轨迹规划及跟踪。而现实的高速公路环境中，驾驶员常常会因为行驶道路前方出现交通事故或匝道口等情况而需要进行强制换道，但进行强制换道时往往会因为周边车辆的不配合而导致局部交通拥堵甚至是交通事故的发生。

在多车协同换道领域，现有关于双车道的多车协同换道主要是以目标车道上的车辆作为协同对象，鲜少关注主车道上换道车的后方车辆，然而换道行为对主车道交通流的影响也是不可忽略的；在进行换道模型构建过程中，多是基于优化模型构建换道轨迹模型，并将换道时间设为固定值，然而基于固定时长的换道时间对优化模型进行求解往往出现非可行解的情况；此外，多数学者在研究协同换道行为时，将换道行为及其完成换道后的跟驰调整环节分割开来研究，对于跟驰调整阶段多采用成熟的跟驰模型来进行描述，而没有对该阶段加以控制干涉，因此目标车道车辆进入稳定运行状态的时效往往取决于跟驰模型本身。

发明内容

基于此，有必要针对现有的多车协同换道，很少关注主车道上换道车的后方车辆，同时对于跟驰调整阶段多采用成熟的跟驰模型来进行描述，而没有对该阶段加以控制干涉的问题，提供一种双车道智能网联车协同换道方法、装置、设备及存储介质。

本发明提供了一种双车道智能网联车协同换道方法，该方法包括：

获取换道车辆M及换道车辆M周边车辆A、B、C、D的车辆信息，其中，所述换道车辆M所在车道为主车道，车辆C和车辆D均位于所述主车道上，且车辆C位于所述换道车辆M的前方，车辆D位于所述换道车辆M的后方；车辆A和车辆B均位于目标车道，且车辆B位于所述换道车辆M的前方，车辆A位于所述换道车辆M的后方，所述车辆D和所述车辆A为所述换道车辆M的协同换道车辆；

根据所述换道车辆M和所述协同换道车辆的车辆信息和车辆参数，构建所述换道车辆M和所述协同换道车辆的加速度控制模型，其中，所述换道车辆M的加速度控制模型包括横向加速度模型和纵向加速度模型；

根据所述纵向加速度模型计算所述换道车辆M和所述协同换道车辆的纵向加速度；