自动驾驶汽车安全自适应巡航控制

本文以舒适和安全的方式解决跟车时车辆加速度变化的问题。本文所提出的自适应巡航控制框架有两部分组成，一个是预测控制模型，一个是安全控制模型，控制框架图如图一所示。预测控制模型总是试图与前车保持一定的安全距离，可是由于前车的运行状态是不确定的，它可能会与预测模型所预测的前车行驶速度不同，因此预测模型并不能保证它所保持的安全距离是绝对安全的。我们使用经过实验验证的安全控制器来解决这个问题，通过预测控制模型和安全控制模型之间的切换确保行车安全。预测控制模型基于MPC，计算最佳输入，以保证安全距离。然而，大多数时候，保持安全距离和改善交通流量的目标是相互矛盾的要求。当前车出现紧急制动时，或者出现紧急情况时，自动巡航系统就会启动完全制动模式，以尽可能地减少碰撞发生的可能性。

本文还使用实车数据对本文所提出的控制框架进行验证，结果表明，在汽车保证安全与舒适性的同时，汽车在跟车时可以保持在与前车合适距离外，也可以保证保持一个合适的速度，控制的整体效果较好。所提出的方法保证了配备ACC的车辆的安全性和舒适性，可以完全接管驾驶任务。

图一 自适应巡航控制的控制框架图