[发明专利]一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法

说明书

本发明公开了一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法，该方法包括获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息，并基于车辆行驶信息表征各控制目标；基于各控制目标生成目标车辆的综合跟踪信号，并根据综合跟踪信号的信号误差表征状态向量；根据状态向量生成状态反馈控制律，基于代价函数生成状态反馈控制律的优化问题方程，并基于优化问题方程求解状态反馈控制律，用以使信号误差最小；计算求解后的状态反馈控制律对应的控制输入，在当前控制周期基于控制输入驱动所述目标车辆的跟踪前车运动状态。本发明解决网联车辆自适应巡航控制中多个控制目标存在矛盾性的问题，在减小车辆跟车距离的同时，保证了车辆的安全性和乘客舒适性。

技术领域

本申请涉及自适应巡航控制技术领域，具体而言，涉及一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法。

背景技术

网联车辆自适应巡航控制是通过无线通信网络（专用短程通信、蜂窝车联网等）和车载传感器（雷达、激光雷达和超声波传感器等）获取前车和本车的车辆行驶信息（位置、速度和加速度等），然后建立车辆动力学状态空间模型，将获取的前车和本车行驶信息输入模型，计算出合适的节气门开度或者刹车控制量，调节本车与前车的车间距，控制本车的速度、加速度，实现本车自动驾驶的一种控制方法。网联车辆在道路上跟随前车行驶时，为了保证车辆的跟随性目标，车辆的速度需要与前车保持一致，并且车间距保持在一个较小的距离，以便跟随前车进行巡航，但是这样使得乘客舒适性和车辆安全性不能得到保证。比如当前车状态频繁发生改变时，为了保证车辆的跟随性目标，本车也会频繁加速或者制动，进而影响乘客舒适性。此外网联车辆为了保证跟随性目标，会与前车保持较小的距离，这可能会导致车辆在紧急制动情况下发生追尾事故。

基于上述原因，目前网联车辆多目标自适应巡航控制过程需要考虑车辆跟随性、车辆安全性和乘客舒适性这三个控制目标。然而，目前的网联车辆多目标自适应巡航控制方式的多个目标之间存在相互冲突不能同时保证的问题，且大多使用了模型预测的方式，但模型预测方法难以实现网联车辆自适应巡航的全路况稳定运行。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法。

第一方面，本申请实施例提供了一种在线优化调度的网联车辆多目标自适应巡航控制方法，所述方法包括：

获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息，并基于所述车辆行驶信息表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标；

基于各所述控制目标生成所述目标车辆的综合跟踪信号，并根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量；

根据所述状态向量生成状态反馈控制律，基于代价函数生成所述状态反馈控制律的优化问题方程，并基于所述优化问题方程求解所述状态反馈控制律，用以使所述信号误差最小；

计算求解后的所述状态反馈控制律对应的控制输入，在当前控制周期基于所述控制输入驱动所述目标车辆的跟踪前车运动状态。

优选的，所述获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息，并基于所述车辆行驶信息表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标，包括：

获取目标车辆与前车之间的车辆行驶信息，基于所述车辆行驶信息建立网联车辆运动学方程，用以表征所述目标车辆与前车之间的相对距离、所述目标车辆与前车之间的相对速度、所述目标车辆的加速度；

基于所述相对距离、相对速度和加速度表征网联车辆自适应巡航控制系统的各控制目标，所述控制目标包括乘客舒适性、车辆安全性和车辆跟随性。

优选的，所述基于各所述控制目标生成所述目标车辆的综合跟踪信号，并根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量，包括：

设置可调实数权重参数，并分别为各所述控制目标分配所述可调实数权重参数后，基于各所述控制目标与各所述可调实数参数生成所述目标车辆的综合跟踪信号；

根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量。

优选的，所述根据所述综合跟踪信号的信号误差表征状态向量，包括：