高速路编队场景多代际描述

随着信息技术的不断发展,高速路车辆编队场景下信息的感知范围不断增加,编队的协调范围同时得到扩展。根据信息感知范围与编队决策的控制范围可以将高速路自主编队划分为三个代际:辅助自主代际:车辆(vehicle level)借助车载传感器与雷达感知信息进行纵向辅助驾驶,通过自身控制实现同一车道车辆编队;高度自主代际:编队(platoon level)成员通过车间通信V2V交互感知信息,通过编队内协调实现临近多车道车辆编队;完全自主代际:交通管理部门(global level)使用各类V2X收集交通路况信息,通过宏观优化管理实现更大地理范围中多路段的多车辆编队的分解合并。





辅助自主代际的高速路自主编队成型场景借助传感器与雷达实现同车道上临近车辆的编队成型,交通控制系统对车辆整体编队的控制效果较弱。该代际下编队决策的控制对象为当前车辆。辅助自主代际编队场景的技术特征主要包括:当前车辆借助传感器与雷达实时测量本车与前后邻车的距离和相对速度等物理信息,通过纵向控制实现同一车道编队。





场景描述:在高速路上处于自由驾驶状态的车辆,由于具有共同的利益需要以队列的形式行驶。后车通过车载距离传感器实时测量本车与前车的距离和相对速度,计算出合适的油门或刹车的控制量,并进行自动调节实现本车的车速控制或车距控制,从而与前车速度保持一致,并保持固定的间距行驶。在编队成型过程中,由车载传感器完成对前车位置数据的采集,由车载决策设备生成编队控制方案。








辅助自主代际编队成型前场景示意图




辅助自主代际编队成型后场景示意图

高度自主代际的高速路自主编队成型场景可实现同车道以及不同车道上临近车辆的编队成型,交通系统介入实现临近车间的通信协调。该代际下编队决策的主体主要针对当前编队。高度自主代际编队场景的技术特征主要包括:编队成员通过车间通信V2V交互感知信息,并结合传感器以及雷达测量,通过编队内协调实现临近多车道车辆编队。





场景描述:高速路上处于自由驾驶状态的车辆在行驶的过程中接受编队命令,需进入目标车道以队列的形式行驶。后车与前车之间不仅能够通过车载传感器自行驾驶,而且还能够通过车辆与车辆的相互通信传递信息。后车可以通过无线通信访问前车的速度、加速度信息,通过编队控制算法及车道协调策略使位于不同车道的初始车辆形成同车道车队并进入稳定运行状态,以一致的速度保持期望的间距行驶,实现队列内部成员之间的协调。在编队成型过程中,通过车载通信设备获取前车的速度、加速度信息,由车载决策设备生成编队控制方案。








高度自主代际编队成型前场景示意图




高度自主代际编队成型后场景示意图

借助新一代信息通信技术将车与一切事物相连接,完全自主代际的高速路自主编队成型场景在协同系统控制下,可实现宏观上更大地理范围带有预测的多车队优化协调,以及微观上多种车辆控制。该代际下编队决策的主体主要针对交通管理路段。完全自主代际编队场景的技术特征主要包括:交通管理部门(global level)使用各类V2X收集交通路况信息,通过宏观优化管理实现更大地理范围中多路段的多车队分解合并。





场景描述:在高速路上处于自由驾驶状态的网联自动驾驶车辆,接受编队命令,需要以队列的形式行驶。该阶段不仅可以实现车间通信,以分布式方式共享车辆的加速度,速度和位置信息,实现队列内部的协调;同时借助新一代信息通信技术将车与一切事物相连接,可进一步实现车辆与路侧基础设施、车辆与行人等弱势交通参与者、车辆与云服务平台的全方位连接和信息交互,车队成员能够联系路侧通信以及交通管理部门,进行更大地理范围带有预测的优化协调。该阶段新一代信息通信技术赋予编队更为丰富的场景,路侧设施以及交通管理部门对队列实现宏观的调控。比如结合交叉口交通灯合理规划队列速度,避免频繁的“走走停停”以更好降低能耗。








完全自主代际下带有宏观协调的编队示例



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