基于通信延迟的环形交叉口联合自动车最优控制算法

连接和自动车辆（CAVs）依赖无线通信交换状态信息进行分布式控制，通信延迟是影响车辆运动和降低控制性能的关键因素，尤其在高速场景中更为突出。为解决环形交叉口环境下的这一挑战，本文提出一种环形控制算法，考虑由时间延迟引起的交互信息不确定性。首先，基于车到碰撞时间（TTC）识别冲突区域内的冲突车辆，以维持当前车辆与其前后车辆之间的所需距离。为充分考虑通信性能，建立包含时间延迟的车辆运动模型。根据分布式模型预测控制（DMPC）机制，确定满足环形约束的车辆运动控制。其次，通过对进入环形交叉口的车辆序列进行调度，构建集成车辆运动指标和环形系统指标的多尺度优化目标。将交通密度和行驶时间嵌入优化问题，以引导车辆安全稳健地进入环形交叉口。通过多种仿真实验，在不同自动驾驶车辆渗透率和重交通负荷场景下验证了所提控制算法的有效性。