关于连通巡航控制的安全性：基于控制障碍函数的分析与综合

联网自动驾驶车辆已在提升交通系统效率方面展现出巨大潜力，包括乘客舒适度、燃油经济性、驾驶行为稳定性以及缓解交通拥堵。然而，要部署这些车辆并利用其优势，底层算法必须确保其安全运行。本文中，我们运用控制障碍函数（CBF）理论解决用于纵向跟车的连通巡航控制策略的安全性问题。具体而言，我们考虑最小距离、车头时距和冲突时间等多种安全性度量，并通过CBF视角对这些度量进行形式化分析。此外，受稳定性图表有助于稳定控制器设计的启发，我们为现有连通巡航控制器推导安全性图表，以识别控制器参数的安全选择。最后，我们结合安全性度量的分析与相应的稳定性图表，利用CBF综合安全关键的连通巡航控制器。我们通过数值仿真验证了理论结果。