[发明专利]一种预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法

说明书

本发明公开了一种预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法，包括循环执行：获取控制车辆和周围车辆当前k时刻的速度、加速度、位置和车道信息；预测控制车辆和周围车辆在预测时域时长m内的行驶状态；预测时域时长m内的行驶状态由n个i时刻行驶状态构成；分别将控制车辆和周围车辆n个i时刻行驶状态，输入预先建立的目标函数中，根据约束条件，输出控制车辆在预测时域时长m内的每个i时刻对应的最优结果；将按照时间顺序的第一个i时刻对应的最优结果作为控制车辆在当前k时刻所执行的最优加速度和换道策略。本方法可以通过收集周围车辆及本车辆行驶状态，获取控制车辆短期最优加速度和行驶车道，进而使车辆在最短的时间始终以最低的能耗行驶。

技术领域

本发明涉及自动驾驶决策技术领域，特别涉及一种预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法。

背景技术

随着车联网及雷达等技术的发展，人-车、车-车以及车-路通信成为可能，可通过收集周围车辆行驶状态并进行短期预测，从而控制车辆短期最优加速度与行驶车道，进而控制本车行驶以降低整车能耗。随着计算机技术的不断发展，计算机性能、计算精度与计算速度等大幅提升，使得车载实时计算变得可行，从而可实时更新周围车辆行驶状态，实时计算并控制本车行驶状态。另外，MPC技术较为成熟，原理及应用较为成熟广泛，可通过滚动优化来求得全局最优解。

目前在车辆自动巡航过程中，若前方存在车辆则开启跟车行驶模式，而不会主动进行换道操作以获得更高的速度优势。此时若前方车辆速度较低或时常加减速导致速度不稳定，则控制车辆跟车体验较差，主要表现为行驶时间和整车能耗较大与频繁加减速舒适性较差。

因此，在现有的车辆自动巡航技术的基础上，如何提供一种预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法，使车辆始终运行在最优加速度和最优车道上，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种至少解决上述部分技术问题的预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法，该方法可实时更新周围车辆行驶状态，实时计算并控制本车行驶状态，使车辆始终运行在最优加速度和最优车道上。

本发明实施例提供一种预测巡航过程中基于能量管理的换道决策控制方法，循环执行如下步骤：

S1、获取控制车辆当前k时刻的速度、加速度、位置和车道信息；预测所述控制车辆在预测时域时长m内的行驶状态；所述预测时域时长m内的行驶状态由n个i时刻行驶状态构成；所述n＝m/i；

S2、获取所述控制车辆的预设范围内周围车辆当前k时刻的速度、加速度、位置和车道信息；预测所述周围车辆在预测时域时长m内的行驶状态；

S3、将所述控制车辆n个i时刻行驶状态，以及所述周围车辆n个i时刻行驶状态，输入预先建立的目标函数中，根据约束条件，输出所述控制车辆在预测时域时长m内的每个i时刻对应的最优结果；

S4、将按照时间顺序的第一个i时刻对应的最优结果作为所述控制车辆在当前k时刻所执行的最优加速度和换道策略。

进一步地，所述S2中，通过车间通讯V2V获取所述控制车辆的预设范围内周围车辆当前k时刻的速度、加速度、位置和车道信息。

进一步地，所述S1中，预测控制车辆在预测时域时长m内的行驶状态，公式为：