具有时延与扰动的混合自动驾驶交通鲁棒安全性
系统与控制
2023-10-09 v1 系统与控制
摘要
针对包含网联自动驾驶车辆（CAVs）和人类驾驶车辆（HVs）的混合交通，已设计了多种控制策略与现场实验以使其稳定。这些稳定化CAV控制策略对交通安全性的影响仍在研究中。为了将安全性置于稳定性之上，可通过控制障碍函数（CBFs）设计安全关键滤波器，以最小程度修正稳定标称控制输入，并为CAVs和HVs赋予无碰撞驾驶行为。然而，若CAV的执行与通信信道中存在时延，此类形式化安全保证可能被破坏。考虑到执行器与传感器时延以及扰动，我们提出鲁棒安全关键交通控制（RSTC）设计以确保混合交通的“鲁棒安全性”。尽管基于预测器的CBF已被用于补偿执行器时延，但来自前车的不确定速度扰动会引起预测误差，需要新颖的鲁棒CBF设计。此外，具有传感器时延的安全关键控制仍是一个开放问题。在RSTC中，设计了具有有界误差的状态预测器，并构造鲁棒CBF约束以在执行器时延与扰动下保证安全性。当存在传感器时延时，设计状态观测器并与基于预测器的CBF集成以确保鲁棒安全性。数值仿真表明，所提RSTC在存在执行器、传感器时延及扰动的两个不安全交通场景中避免了追尾碰撞。
引用
@article{arxiv.2310.04007,
title = {Robust Safety for Mixed-Autonomy Traffic with Delays and Disturbances},
author = {Chenguang Zhao and Huan Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.04007},
year = {2023}
}