连通走廊中通过极小值原理控制实现节能驾驶：混合车队中的车辆在环实验验证
系统与控制
2023-01-04 v1 系统与控制
摘要
联网自动驾驶车辆(CAV)能够规划并执行控制，以比人类驾驶对应车辆更高效的方式显式考虑性能、系统安全与执行约束。特别地，通过信号化走廊共享其即将到来的信号相位与配时(SPaT)的连通信息交换，可实现生态驾驶。所提控制方法即达成此目标：该方法遵循第一性原理，借助 Pontryagin 极小值原理以反馈方式规划穿越绿灯间隔的流自由加速度最优轨迹。随后，由人类驾驶车辆(HV)及其他 CAV 混合构成的外生交通施加城市工况。为此，通过模型预测控制器(MPC)实现安全扰动补偿，以预见并在必要时发出制动指令避免碰撞。该控制策略通过原型 CAV 的车辆在环(VIL)实验进行验证，该 CAV 嵌入于通过微观仿真实现的虚拟交通走廊中。相较人类建模驾驶员，所提控制方法测得最高节油 36%，且发现自动化方法中连通性相较无连通自动化使燃油经济性提升最高 26%。此外，测量了人类驾驶员在下游 CAV 后驾驶时可实现的被动节能收益，显示当少量渗透的连通赋能自动驾驶车辆在前时，HV 最高可节油 22%。
引用
@article{arxiv.2211.09658,
title = {Energy-Efficient Driving in Connected Corridors via Minimum Principle Control: Vehicle-in-the-Loop Experimental Verification in Mixed Fleets},
author = {Tyler Ard and Longxiang Guo and Jihun Han and Yunyi Jia and Ardalan Vahidi and Dominik Karbowski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09658},
year = {2023}
}
备注
13 Figures