一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制方法及系统与流程

1.本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制方法及系统。


背景技术：

2.自适应巡航功能是低级别自动驾驶的主要功能之一。在城市道路和高速公路上，车辆经常需要进行自适应巡航驾驶以代替驾驶员或减轻驾驶员的负担。车辆跟车控制是自适应巡航功能的关键技术，其通过与前车保持合理地跟车距离，达到安全的自适应巡航驾驶。
3.现有研究已经提出了一些跟车控制方法，能够实现车辆的跟车控制。中国发明专利申请号cn202010391813.3，名称为“一种跟车距离的确定方法及装置”中提出了一种跟车距离的确定方法，该方法根据目标加速度和目标减速度计算车辆的目标根河距离。中国发明专利申请号cn201910325347.6，名称为“智能驾驶车辆的跟车控制系统及方法”中提出了一种跟车控制方法，该方法根据车辆的实时车速和所处道路的实时交通状态得到跟车时距，进而自动调节跟车时的速度。上述方法均没有考虑跟车工况中前车和后车的车辆类型对跟车控制的影响，其不适用于由不同车辆类型构成的异构交通中车辆的跟车控制。


技术实现要素：

4.针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制方法及系统，本发明的方法考虑了跟车场景中前后两车的车辆类型，并将跟车分成三种状态来求解安全跟车距离，使得车辆跟车过程能够更加高效和安全。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明的一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制方法，步骤如下：
7.1)将车辆类型进行分类；
8.2)将车辆的跟车状态进行分类，根据车辆行驶任务判断自车的跟车状态，并根据自车和前车的车辆类型，求解自车在对应跟车状态下的安全跟车距离；
9.3)根据自车的车辆类型和安全跟车距离，控制车辆的跟车行驶。
10.进一步地，所述步骤1)具体包括：自车通过摄像头识别前车的车辆类型，所述车辆类型具体分为：轿车、小巴车、卡车、大巴车、半挂车。
11.进一步地，所述步骤2)中车辆的跟车状态具体分为：接近状态、紧跟状态、离开状态。
12.进一步地，所述步骤2)中判断自车的跟车状态具体为：当自车需要换道时，自车需要与前车拉开距离，此时自车的跟车状态为离开状态；当自车不需要换道时，如果自车与前车间距d大于阈值间距d
t
，则自车的跟车状态为接近状态，否则自车的跟车状态为紧跟状态；阈值间距d
t
定义为：
13.d
t
＝λeλfth
t
ve14.式中，λe和λf分别为自车和前车的车型特征因子；轿车、小巴车、卡车、大巴车和半挂车的车型特征因子的值分别为1、1.5、2、2.5和3；th
t
为车头时距阈值，大小为1秒；ve为自车速度。
15.进一步地，所述步骤2)中求解自车在对应状态下的安全跟车距离具体为：当自车的跟车状态为离开状态时，安全跟车距离为：
[0016][0017]
式中，b
min
为参考最小减速度，一般可取-0.2～1m/s2；b
max
为参考最大减速度，一般可取-2～-5m/s2；vf为前车速度，e是自然指数符号；当自车的跟车状态为接近状态时，安全跟车距离为：
[0018][0019]
式中，ρ为反应时间；ag为参考一般加速度；bg为参考一般减速度；参考一般加速度和参考一般减速度定义分别为：
[0020][0021][0022]
式中，a
min
和a
max
分别为参考最小加速度和参考最大加速度，一般分别可取为0.2～0.6m/s2和1.5～2.5m/s2；v
max
为自车的最大行驶速度；当自车的跟车状态为紧跟状态时，安全跟车距离为：
[0023][0024]
进一步地，所述步骤3)中采用智能跟车控制方法控制车辆的跟车行驶，具体为：采用智能跟车控制方法求解出自车的加速度为：
[0025][0026]
式中，δ为加速度指数；d为自车与前车间距，e是自然指数符号。
[0027]
本发明还提供一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制系统，包括：
[0028]
分类模块，用于对车辆类型进行分类；
[0029]
状态判断模块，用于根据车辆行驶任务判断自车的跟车状态；
[0030]
计算模块，用于根据自车和前车的车辆类型，求解自车在对应跟车状态下的安全跟车距离；
[0031]
控制模块，用于根据自车的车辆类型和安全跟车距离，控制车辆的跟车行驶。
[0032]
本发明的有益效果：
[0033]
本发明分析跟车工况中前车和后车的车辆类型对后车的跟车控制的影响，求解用于跟车控制的考虑前车和后车的车辆类型的安全跟车距离，使得跟车控制方法能够适用于由多种车辆类型车辆构成的异构交通；
[0034]
本发明还分析了车辆在跟车工况下的行为，将跟车状态分为离开状态、紧跟状态和接近状态，求解出尽可能小且安全的安全跟车距离，使得车辆跟车过程能够更加高效和安全。
附图说明
[0035]
图1为本发明方法的原理流程图。
具体实施方式
[0036]
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0037]
参照图1所示，本发明的一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制方法，步骤如下：
[0038]
1)将车辆类型进行分类；
[0039]
其中，自车通过摄像头识别前车的车辆类型，所述车辆类型具体分为：轿车、小巴车、卡车、大巴车、半挂车。
[0040]
2)将车辆的跟车状态进行分类，根据车辆行驶任务判断自车的跟车状态，并根据自车和前车的车辆类型，求解自车在对应跟车状态下的安全跟车距离；
[0041]
所述车辆的跟车状态具体分为：接近状态、紧跟状态、离开状态。
[0042]
所述步骤2)中判断自车的跟车状态具体为：当自车需要换道时，自车需要与前车拉开距离，此时自车的跟车状态为离开状态；当自车不需要换道时，如果自车与前车间距d大于阈值间距d
t
，则自车的跟车状态为接近状态，否则自车的跟车状态为紧跟状态；阈值间距d
t
定义为：
[0043]dt
＝λeλfth
t
ve[0044]
式中，λe和λf分别为自车和前车的车型特征因子；轿车、小巴车、卡车、大巴车和半挂车的车型特征因子的值分别为1、1.5、2、2.5和3；th
t
为车头时距阈值，大小为1秒；ve为自车速度。
[0045]
所述步骤2)中求解自车在对应状态下的安全跟车距离具体为：当自车的跟车状态为离开状态时，安全跟车距离为：
[0046]
[0047]
式中，b
min
为参考最小减速度，一般可取-0.2～1m/s2；b
max
为参考最大减速度，一般可取-2～-5m/s2；vf为前车速度，e是自然指数符号；当自车的跟车状态为接近状态时，安全跟车距离为：
[0048][0049]
式中，ρ为反应时间；ag为参考一般加速度；bg为参考一般减速度；参考一般加速度和参考一般减速度定义分别为：
[0050][0051][0052]
式中，a
min
和a
max
分别为参考最小加速度和参考最大加速度，一般分别可取为0.2～0.6m/s2和1.5～2.5m/s2；当自车的跟车状态为紧跟状态时，安全跟车距离为：
[0053][0054]
3)根据自车的车辆类型和安全跟车距离，控制车辆的跟车行驶；
[0055]
所述步骤3)中采用智能跟车控制方法控制车辆的跟车行驶，具体为：采用智能跟车控制方法求解出自车的加速度为：
[0056][0057]
式中，δ为加速度指数；d为自车与前车间距，e是自然指数符号。
[0058]
本发明还提供一种适应于异构交通的智能车辆跟车控制系统，包括：
[0059]
分类模块，用于对车辆类型进行分类；
[0060]
状态判断模块，用于根据车辆行驶任务判断自车的跟车状态；
[0061]
计算模块，用于根据自车和前车的车辆类型，求解自车在对应跟车状态下的安全跟车距离；
[0062]
控制模块，用于根据自车的车辆类型和安全跟车距离，控制车辆的跟车行驶。
[0063]
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。