基于网联自动驾驶车辆的安全关键交通控制
系统与控制
2023-10-09 v1 系统与控制
摘要
网联自动驾驶车辆（CAVs）在提升交通吞吐量与稳定性方面已展现出巨大潜力。尽管已针对 CAVs 开发了多种纵向控制策略以在混合自动驾驶交通系统中实现车队稳定性，这些控制器对安全性的潜在影响尚未得到充分解决。本文提出基于 CAVs 的安全关键交通控制（STC）——一种允许 CAV 稳定其后方交通，同时相对于前车及后方网联人工驾驶车辆（HDVs）保持安全的策略。具体而言，我们利用控制障碍函数（CBFs）为闭环系统赋予具有形式化安全保证的无碰撞行为。CAV 与 HDVs 的安全性通过基于二次规划的控制器纳入框架，该控制器在服从基于 CBF 的安全约束下最小化对标称稳定交通控制器的偏离。考虑到 CAV 可能无法获取后方 HDVs 的某些状态信息，我们采用基于状态观测器的 CBFs 实现 STC。最后，我们开展了大量数值仿真——包含来自真实数据的车辆轨迹——以证明所提方法在实现车队稳定且同时可证明安全的交通方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2301.04833,
title = {Safety-Critical Traffic Control by Connected Automated Vehicles},
author = {Huan Yu and Chenguang Zhao and Tamas G. Molnar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.04833},
year = {2023}
}