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机械设计与制造 2018年第12期 84-88页

作者：郭国法雷嘉豪张开生陕西科技大学电气与信息工程学院陕西西安710021

当前实际应用中的车辆纵向自动跟随方法 ACC(自适应巡航)在应对小间距或速度频繁变化时,后车响应速度及队列跟随整体性不够理想。针对此类问题,充分考虑实际路况中车辆加速和制动性能的差异,研究一种通过V2V(车-车)通信接收动力输出差... 详细信息

当前实际应用中的车辆纵向自动跟随方法 ACC(自适应巡航)在应对小间距或速度频繁变化时,后车响应速度及队列跟随整体性不够理想。针对此类问题,充分考虑实际路况中车辆加速和制动性能的差异,研究一种通过V2V(车-车)通信接收动力输出差异信息的协同式纵向队列跟随控制方法,并结合车辆最小安全间距对实施过程进行了分析。最后对4辆不同车辆组成的纵向队列在Matlab/Simulink中进行仿真。实验结果表明,这里方法在车辆纵向队列行驶及间距调节过程中的车辆最大速度差及加速度绝对值较小,队列整体性较强。

关键词：车辆纵向队列 V2V 行驶间距控制性能分级协同式自适应巡航

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基于V2V通信的车辆同步跟随系统研究

基于V2V通信的车辆同步跟随系统研究

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作者：雷嘉豪陕西科技大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、仪器仪表技术和通信技术的不断提升,智能驾驶及辅助驾驶系统在近年来得到了很大的发展。很多辅助驾驶系统都已经投入到了实际应用中,如车道保持系统、碰撞预警系统、并线辅助系统及自适应巡航系统等。其中自适应巡航系... 详细信息

随着计算机技术、仪器仪表技术和通信技术的不断提升,智能驾驶及辅助驾驶系统在近年来得到了很大的发展。很多辅助驾驶系统都已经投入到了实际应用中,如车道保持系统、碰撞预警系统、并线辅助系统及自适应巡航系统等。其中自适应巡航系统的应用极大的减轻了驾驶员在长途高速驾车行驶过程中的疲劳程度,同时还提高了行车安全性。在车辆开启自适应巡航之后,无论前车速度如何变化,车辆始终可以与前车以相同的时速行驶,在保持安全间距的情况下对前车进行跟随。但当前自适应巡航系统的应用还处于初级阶段,存在很多不足之处。系统的控制输入主要依赖于位于车头的传感器测距信息,这种单一的信息依赖导致其应用场景被限制在行驶环境较好的高速及国道路况下。并且由于系统响应速度较慢,使其无法应用于小间距跟随,同时在前车速度频繁变化时车辆的跟随效果也不够理想。针对自适应巡航系统以及类似车辆跟随系统存在的问题,在充分考虑实际路况中不同车辆加速和制动性能差异的情况下,文中围绕基于V2V(车-车)通信的车辆同步跟随系统展开研究工作。本系统在传感器测距信息的基础上加入V2V通信来接收前后车的动力及制动输出差异信息,使二者同时作为跟随系统的控制输入,组成协同式的车辆纵向跟随控制系统。论文主要工作总结如下:(1)车辆纵向跟随系统的控制策略设计及跟随模型建立。分析研究了车联网技术中的V2X通信和V2V通信技术,将传统基于测距传感器的跟随控制与V2V通信系统相结合,根据二者各自特点,设计了通过V2V通信提高系统响应速度,通过测距传感器保持系统控制精度的车辆跟随系统控制策略,并进一步在此基础上建立了系统的跟随模型。(2)跟随系统中的车辆的动力同步及间距控制方法。根据实际路况下车辆动力及制动性能的不同,按照设计的规则将动力性能及制动性能进行分级,再通过V2V通信来同步车辆的动力及制动分级。分析对比常用的车辆安全间距计算方法,并结合研究中的应用场景对其经行改进。(3)对系统通信网络中的相关问题进行优化。对比了两种主流的V2V通信标准的各自特点,选择了信息传输延时更低的DSRC的通信来实施本文车辆跟随系统中的V2V通信。使用了动态链路时延模型对常用路况下的通信链路时延进行了估计,并对传统长距离下的V2V通信转发节点选择方法进行了改进,使其更加符合车辆跟随系统中对通信信息实时性的要求。(4)系统数值仿真及微缩模型测试。在SIMULINK中对本文基于V2V通信的车辆同步跟随系统进行了几种工况下的数值仿真。设计了以LPC2103为系统控制器,以嵌入式实时操作系统μC/OS-III为系统软件基础的车辆微缩模型,并使用车辆微缩模型在直线场地下进行了车辆的启动、跟驰以及紧急制动实验。数值仿真及微缩模型的实际测试结果表明,与传统的自适应巡航系统相比,基于V2V通信的车辆同步跟随系统在保持了系统控制精度的同时,提高了后车的跟随响应速度,增强了车辆跟随过程中的安全性,从而使其能够运用于较小间距环境下的车辆跟随。为今后车辆跟随系统在如市区等更加复杂路况或交通条件下的应用提供了可能。

关键词：车辆跟随 V2V通信行驶间距控制竞争转发车辆微缩模型

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