基于通信的自動駕駛汽車建模與控制

基于通信的自動駕駛汽車建模與控制

車輛之間的無線通信可以使得車輛對周圍的環(huán)境進(jìn)行感知，可以對駕駛員發(fā)出危險(xiǎn)警告。但是，目前通信系統(tǒng)的通信率不高，受到很多條件限制。因此，有必要采取適當(dāng)?shù)耐ㄐ挪呗?，來保證車輛的通信魯棒性。

提出了一種對車輛進(jìn)行建模來改善車輛之間通信的方法。所建立了車輛模型依賴于隨機(jī)混雜系統(tǒng)（SHS），應(yīng)用隱含馬爾科夫模型（HMM）來推導(dǎo)SHS。HMM廣泛應(yīng)用在系統(tǒng)動力學(xué)建模中。完成車輛模型建立后，將該車輛模型應(yīng)用在協(xié)同自適應(yīng)巡航（CACC）系統(tǒng)中，并摒棄傳統(tǒng)的控制方法，采用隨機(jī)模型預(yù)測控制算法對該模型進(jìn)行控制。

在高速公路上，應(yīng)用CACC系統(tǒng)的車輛使用專用短程通信（DSRC）無線電設(shè)備來進(jìn)行通信。假設(shè)每輛車都配備DSRC無線電設(shè)備和傳感器，就可計(jì)算車輛之間的相對距離、相對速度和相對加速度。因此，實(shí)現(xiàn)CACC的主要流程是通過DSRC無線電設(shè)備來接收車輛之間的相對速度、相對加速度和相對位置信息，根據(jù)里程計(jì)和GPS來確定主車的位置。將所獲得的信息發(fā)送給模型預(yù)測控制的CACC（MPC-CACC）中。然后，將控制信號發(fā)送給車輛發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等，對車輛進(jìn)行縱向動力學(xué)控制。

仿真結(jié)果表明，該方法的效率較高，尤其是在基于模型的通信方法中更為可靠。

刊名：IEEE Transactions on Intelligent Vehicles（英）

刊期：2017年第2期

作者：Ehsan Moradi-Pari et al

編譯：野晨晨