网联自动驾驶车辆多车道合流中的分散最优控制

我们研究从两条多车道道路驶来并在多个点合流的网联自动驾驶车辆（CAVs）的最优控制问题，其目标是使每辆 CAV 的行驶时间与能耗在依赖于车速的安全约束以及车速与加速度约束下联合最小。该问题在先前的工作中针对两条单车道道路已获解决。直接推广至多车道道路受限于获得显式最优控制解所需的计算复杂度。为此，我们提出一个通用框架，以较不保守的方式将多车道合流问题转化为每辆 CAV 的分散最优控制问题。为此，我们采用联合最优控制与障碍函数方法，在确保所有约束均满足的前提下高效获得每辆 CAV 的最优控制。文中给出仿真示例，将所提框架的性能与人工驾驶车辆基线对比，结果显示在时间与能耗指标上均有显著改善。