具备严格安全性与类人驾驶行为的车队跟随模型：第 1 部分. 标准模型中的相位与动力学分析
计算机视觉与模式识别
2026-03-17 v2 图像与视频处理
摘要
轨迹规划是应对与通信、感知及动态因素(如天气、路况、政策及其他路用者)相关不确定性时，确保安全驾驶的关键。现有的车队跟随模型往往缺乏严格的安全证明，以及在持续复制类人驾驶行为方面的能力。本文应用多相位动力学系统分析方法，对众所周知的车队跟随模型进行剖析，以揭示其特征与局限性。我们首先建立确保安全与类人车队跟随行为的基本原理，包括舒适性与最小间距的零阶原理、速度与时间间隙的一阶原理，以及舒适加速度/减速度及制动轮廓的二阶原理。基于这些零阶与一阶原理，我们导出 Newell 的简化车队跟随模型。随后，我们分析包含受限加速度与减速度的 Newell 模型及其延伸模型在速度-间距平面中的相位。我们进而分析了智能驾驶模型(Intelligent Driver Model)与 Gipps 模型的性能。通过该分析，我们揭示了这些模型在前述原理方面的局限性。数值仿真与经验观察验证了理论洞见。最后，我们讨论了未来研究方向以进一步整合安全、类人行为与车辆自动化于车队跟随模型之中，该议题将在本研究的第 2 部分 \citep{jin2025WA20-02_Part2} 中进一步探讨，其中我们发展出一种新型多相位投影式车队跟随模型，以解决此处识别出的局限性。
引用
@article{arxiv.2505.09986,
title = {High Quality Underwater Image Compression with Adaptive Color Correction},
author = {Yimin Zhou and Yichong Xia and Sicheng Pan and Bin Chen and Yaowei Li and Jiawei Li and Mingyao Hong and Zhi Wang and Yaowei Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09986},
year = {2026}
}