基于安全势场的网联自主车辆跟驰行为决策及模型

来源：交通运输系统工程与信息杂志2022年第1期北京时间：

作者：贾彦峰, 曲大义, 赵梓旭, 王韬, 宋慧

单位：青岛理工大学，机械与汽车工程学院，山东 青岛 266520

摘要：为改善网联自主车辆(CAV)的跟车安全和效率，针对CAV通过对周围环境进行感知进而进行自主决策的特点，首先，建立包含车道线势场、道路边界势场和车辆势场的安全势场模型，系统地刻画CAV在行驶过程中面临的安全风险，在安全势场模型的建立过程中，针对现有车辆势场函数存在引力和斥力表达式分割独立的缺陷，借鉴分子间相互作用关系建立统一的基于LennardJones势的车辆相互作用势场函数，并将加速度参数引入到车辆势场中，加速度的变化直接影响车辆势场的分布，能够有效地反映车辆在不同运行状态下安全势场的动态变化趋势；然后，将安全势场应用于CAV跟驰行为决策，并通过上海自然驾驶数据集标定模型参数；最后，选择与现有经典的智能驾驶人IDM和可变车头时距VTH模型进行仿真对比。结果表明：与其他两种模型相比，该模型在所设计的3种交通场景中有更平滑的响应曲线来改善跟车安全和效率，验证了模型的有效性。研究成果可为CAV的上层控制设计提供理论支撑，也为CAV安全技术的研究提供了独特的途径。

关键词：智能交通,Lennard-Jones势,安全势场,网联自主车辆,车辆跟驰

基金资助：国家自然科学基金；山东省重点研发计划