面向网联自动驾驶车辆的一种屏障证书最优协调框架

在本文中，我们通过集成基于控制屏障函数的安全层，扩展了早先为信号交叉口处网联自动驾驶车辆（CAVs）协调所开发的框架。首先，在我们的运动规划模块中，每辆车使用简单车辆动力学计算最优控制轨迹。该轨迹不使任何状态、控制与安全约束处于激活状态。车辆级跟踪控制器采用前馈-反馈复合控制律来跟踪运动规划模块得到的最优轨迹。随后，屏障证书模块作为车辆级跟踪控制器与物理车辆之间的中间层，接收来自车辆级跟踪控制器的控制律，并利用真实车辆动力学确保任何状态、控制与安全约束均不激活。后者通过一个二次规划实现，该规划可实时高效求解。我们通过数值仿真验证了扩展框架的有效性。