[发明专利]一种基于公交信号优先的交叉口网联自动驾驶方法

权利要求书

1.一种基于公交信号优先的交叉口网联自动驾驶方法，其特征在于，包括：

建立网联自动驾驶公交车的车辆系统动态模型：

其中，z为系统状态向量，u为系统控制输入，ω为随机噪声，A、B和D分别为系统矩阵、控制矩阵和噪声矩阵；

建立双目标成本函数，根据双目标成本函数，通过动态规划算法计算系统控制输入u，根据u控制网联自动驾驶公交车行驶；

其中，所述的系统控制输入u的表达式为：

u＝[δ_f,a_x]^T

其中，δ_f和a_x分别为网联自动驾驶公交车的方向盘转角和纵向加速度；

所述的双目标成本函数J的表达式为：

其中，t₀和v₀分别为网联自动驾驶公交车到达交叉口时的时刻和初始速度，T为网联自动驾驶公交车到达停止线所需的通行时间，L为网联自动驾驶公交车初始位置与停止线的距离，β₀、β₁、β₂、β₃和β₄为可调权重系数；

若(t₀,v₀)∈Ω，则β₀,β₁,β₂,β₃,β₄＞0，否则β₀,β₁,β₃＞0，β₂＝0，β₄＝0；

所述的Ω的表达式为：

其中，t_queue为交叉口前排队长度，R为红灯时长，v_q1为排队累积速度，v_q2为排队消散速度，v_q3为排队清空速度，G_TSP为公交优先信号，即信号优先策略给予网联自动驾驶公交车的额外绿灯通行时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于公交信号优先的交叉口网联自动驾驶方法，其特征在于，建立双目标成本函数的线性碰撞约束，所述的线性碰撞约束包括：

满足第一线性碰撞约束条件或第二线性碰撞约束条件；

所述的第一线性碰撞约束条件为：

所述的第二线性碰撞约束条件为：

其中，为网联自动驾驶公交车与第i辆社会车辆的纵向安全距离，为网联自动驾驶公交车与第i辆社会车辆的横向安全距离，为纵向反分布函数参数，为横向反分布函数参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于公交信号优先的交叉口网联自动驾驶方法，其特征在于，所述的通过动态规划算法计算系统控制输入的具体过程包括：

31)离散化车辆线性化系统动态，计算离散矩阵A_k和B_k，k∈{0,1,...,N}；

32)计算权重矩阵Q_k和R_k，Q_k和R_k的计算公式为：

33)逆向计算最优控制律：

当k＝N+1时，

从k＝N至k＝0逆向计算以下方程：

S_k＝A_k+B_kG_k

T_k＝B_kH_k

34)基于最优控制律，正向计算控制输入：

对于每一步k(k＝0,1,2...,N)，

u(k)＝G_kx(k)+H_k

x(k+1)＝S_kx(k)+T_k。