基于5G V2X通信的車輛協(xié)同跟隨控制策略研究

陰曉峰，朱宇航，趙小娟，楊柯普，李 磊

(1.西華大學(xué) 汽車工程研究所,四川 成都 610039；2.成都知行新材料技術(shù)研究有限公司，四川 成都 611731)

0 引言

隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展和汽車智能化要求的提高，先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance System,ADAS)取得廣泛應(yīng)用。作為ADAS的典型代表，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(Adaptive Cruise Control System，ACCS)能夠通過雷達(dá)等傳感器去感知行駛環(huán)境信息，并在其基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)車輛加速或減速控制，這在一定程度上減輕了駕駛員的工作強(qiáng)度[1-6]。但在車間距離較遠(yuǎn)或車輛行駛于雨霧等惡劣天氣時(shí)，僅依靠傳感器，車輛的環(huán)境感知能力會(huì)受到影響，這對(duì)行車安全構(gòu)成了潛在的威脅。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使車輛能夠通過直連或網(wǎng)絡(luò)通信方式在惡劣天氣下實(shí)現(xiàn)更大范圍的環(huán)境感知，有效彌補(bǔ)了傳感器環(huán)境感知能力的不足。因此，研究基于車與外界互聯(lián)(Vehicle to Everything，V2X)的協(xié)同跟隨控制技術(shù)，對(duì)于提高行駛安全性、行駛效率和確保交通流的穩(wěn)定性，具有重要作用。

目前，國內(nèi)外專家基于車車通信，利用不同的算法對(duì)車輛跟隨系統(tǒng)控制進(jìn)行了大量的研究。Hedrick等[7]使用滑模控制(Sliding Mode Control，SMC)方法構(gòu)建了多車協(xié)同控制模型，前提是車車之間可建立順暢通信，以獲取前車位置、速度和加速度等信息。Xavier等[8]使用分布式PID算法，通過獲取車輛前、后方相鄰位置車輛行駛狀態(tài)及跟隨車輛的航向角信息，設(shè)計(jì)了協(xié)同駕駛控制器，并通過構(gòu)建仿真模型利用MATLAB工具對(duì)車輛跟隨等不同協(xié)同工況進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了控制效果。Amir等[9]針對(duì)模型預(yù)測(cè)控制……