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题名面向智能网联车辆碰撞风险规避的互动速度障碍算法
被引量：1
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作者
王顺超
李志斌
曹奇
王秉通
丁红亮
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机构
东南大学交通学院
西南交通大学智慧城市与交通学院
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出处
《交通运输工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第5期264-282,共19页
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基金
国家自然科学基金项目(52272331,52232012)。
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文摘
针对多智能车辆协同驾驶中的动态避碰问题,构建了一种面向智能网联车辆碰撞风险检测与协同避碰路径规划的互动速度障碍算法;基于人工势场理论构建了车辆碰撞风险势场,量化了车辆碰撞风险强度与碰撞风险区域;基于车辆驾驶行为交互作用构建了互动速度障碍算法,确定了冲突车辆碰撞风险的协同规避条件与规则;基于车辆动力学约束构建了动态窗口法,确定了碰撞风险规避可行速度解集;基于模型预测控制原理,应用最优化理论构建了车辆碰撞风险规避路径规划模型;通过构建智能网联环境下单冲突车辆、多冲突车辆、瓶颈区冲突车流避碰仿真场景,测试了提出的碰撞风险规避算法的有效性,并与其他避碰算法进行了控制效果对比。研究结果表明:相较于其他对比算法,互动速度障碍算法控制下的安全性能提升了8.6%以上,效率性能提升了9.6%以上,说明提出的互动速度障碍算法通过协同冲突车辆的避碰行为可有效降低冲突车辆避碰速度与轨迹波动,可有效规避非线性速度与轨迹冲突车辆间的碰撞冲突,并可避免瓶颈区多车辆碰撞事故与明显车流波动;在瓶颈区大范围车辆冲突中,相较于其他避碰算法,提出的避碰算法可使车辆的通行效率提升10.42%,使车辆的碰撞风险降低47.32%。由此可见,该算法在协同大规模冲突车辆的避碰行为、降低车辆碰撞风险与运行延误上具有良好性能。
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关键词
交通控制
避碰路径规划算法
互动速度障碍算法
智能网联车辆
碰撞风险势场
模型预测控制
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Keywords
traffic control
collision avoidance path planning algorithm
reciprocal velocity obstacle algorithm
intelligent connected vehicle
collision risk potential field
model predictive control
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分类号
U491.31
[交通运输工程—交通运输规划与管理]
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