CN112461550A - 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法 - Google Patents

面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112461550A
CN112461550A CN202011180353.6A CN202011180353A CN112461550A CN 112461550 A CN112461550 A CN 112461550A CN 202011180353 A CN202011180353 A CN 202011180353A CN 112461550 A CN112461550 A CN 112461550A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
braking force
time
distance
force function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011180353.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112461550B (zh
Inventor
周思源
赵福欢
居美艳
谭国平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hohai University HHU
Original Assignee
Hohai University HHU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hohai University HHU filed Critical Hohai University HHU
Priority to CN202011180353.6A priority Critical patent/CN112461550B/zh
Publication of CN112461550A publication Critical patent/CN112461550A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112461550B publication Critical patent/CN112461550B/zh
Priority to PCT/CN2021/125556 priority patent/WO2022089308A1/zh
Priority to US18/033,805 priority patent/US20230311825A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/58—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration responsive to speed and another condition or to plural speed conditions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/46—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for vehicle-to-vehicle communication [V2V]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/02—Active or adaptive cruise control system; Distance control
    • B60T2201/022—Collision avoidance systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/30—Environment conditions or position therewithin
    • B60T2210/32—Vehicle surroundings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B60T2250/02—Vehicle mass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B60T2250/04—Vehicle reference speed; Vehicle body speed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，该检测方法首先进行参数初始化，进行初始化的参数包括车辆制动参数、运动力学参数和通信参数；然后生成车辆的制动力函数，以最小车辆间距离为目标，基于所提出的评估法求解出车辆间所能允许的最大通信时延；本申请能精确有效地计算出车辆制动所能允许的最大通信时延。

Description

面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法。
背景技术
近年来，智能交通系统(ITS)使用了车对车(V2V)和车对基础设施(V2I)通信技术，旨在提高道路交通安全和效率。在紧急制动场景中，通过重传V2V消息的方法提升了包接收概率，有效地避免车辆碰撞，V2V消息的重传次数与车辆间通信所能允许的最大通信时延具有相关性，因此，精确地计算车辆间通信时延尤为重要。
车辆在制动过程中，一方面车辆受摩擦阻力与空气阻力作用，车辆制动力动态地变化，另一方面，V2V消息也影响车辆的制动策略，V2V消息的时效性越高，计算出来的通信时延越精确。目前，多数研究忽略摩擦阻力和空气阻力，亦或不考虑V2V消息的时效性近似地计算通信时延，当然，采取近似的方法，计算的复杂度会降低，但是，计算出的结果不精确、有误差。在紧急制动场景中，微小的误差可能导致严重的危害，车辆发生追尾碰撞。由此，符合车辆真实场景的最大通信时延检测方法显得尤为重要。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法。
为实现本发明的目的，提供一种面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，包括如下步骤：
S10，初始化车辆初始速度V0、摩擦阻力系数a0、空气阻力系数b0、车辆的质量m、重力加速度g、前车和后车的最大刹车力Fbrake(max)、初始的车间距离dref、刹车力函数多项式系数：K1、K2、K3，以及V2V消息传输时间间隔σ；K1表示刹车力函数多项式系数的常数项，K2表示刹车力函数多项式系数的一次项系数，K3表示刹车力函数多项式系数的三次项系数；
S20，在车辆制动过程中，获取前车制动力函数FA(t)；
S30，在车辆多次重传V2V消息时，后车在未接收到有效的V2V消息之前，获取t＝0～n*σ时间内，后车的第一制动力函数Fb(t)；n表示当前循环序号；t＝0～n*σ时间内表示后车在未接收到有效的V2V消息之前的时间范围内；
S40，后车在接收到有效的V2V消息后，根据V2V消息中的位置信息判断出两车实时距离dn*σ，后车根据两车实时距离dn*σ、前车的实时速度VA(n*σ)以及前车的刹车力Fbrake(max)，求得在t＝n*σ～TB时间内，后车的第二制动力函数FB(t)；tB表示后车停止运动的时间；
S50，在t＝0～TA时间内，获取前车行驶的距离LA，在t＝0～TB时间内，获取后车行驶的距离LB，获取两车停止时的距离dfinal；其中，dfinal＝LA+dref-LB，dfinal>0表示两车没有碰撞，dfinal<0两车发生碰撞，TA表示前车停止运动的时间；
S60，若dfinal>0，n＝n+1，执行步骤S40和步骤S50，若dfinal<0，退出循环，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
在一个实施例中，前车制动力函数FA(t)包括：
FA(t)＝Fbrake(max)+a0*m*g+b0*VA(t) 2，
其中，Fbrake(max)表示前车刹车后，前车制动力函数FA(t)受最大的刹车力，a0*m*g表示前车所受的摩擦阻力，b0*VA(t) 2表示前车所受的空气，VA(t)表示前车在时刻t的实时速度。
在一个实施例中，第二制动力函数FB(t)包括：
Figure BDA0002750004170000021
式中，dn*σ表示t＝n*σ时刻两车的距离，
Figure BDA0002750004170000022
表示后车根据dn*σ产生的刹车力函数，VA(n*σ)表示前车在时刻n*σ的实时速度，
Figure BDA0002750004170000023
表示后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数，Fbrake(max)表示前车采取的最大刹车力，VB(t)表示后车在时刻t的实时速度。
具体地，后车根据dn*σ产生的刹车力函数
Figure BDA0002750004170000024
包括：
Figure BDA0002750004170000025
t＝n*σ时刻两车的距离包括：
Figure BDA0002750004170000031
后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数
Figure BDA0002750004170000032
包括：
Figure BDA0002750004170000033
其中，min()表示求最小值，dref表示初始时刻后车至前车的距离。
在一个实施例中，
Figure BDA0002750004170000034
Figure BDA0002750004170000035
其中，前车和后车的初始速度相同，均为V(0)。
在一个实施例中，最大通信时延tmax的确定过程包括：
S61，赋初值n＝1，
S62，执行步骤S40和S50；
S63，判断是否dfinal>0，若判断结果为真，令n＝n+1，重新执行步骤S62和步骤S63，若判断结果为假，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
上述面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，通过初始化各个参数，在车辆制动过程中，获取前车制动力函数FA(t)，在车辆多次重传V2V消息时，后车在未接收到有效的V2V消息之前，获取t＝0～n*σ时间内，后车的第一制动力函数Fb(t)，后车在接收到有效的V2V消息后，根据V2V消息中的位置信息判断出两车实时距离dn*σ，后车根据两车实时距离dn*σ、前车的实时速度VA(n*σ)以及前车的刹车力Fbrake(max)，求得在t＝n*σ～TB时间内，后车的第二制动力函数FB(t)，在t＝0～TA时间内，获取前车行驶的距离LA，在t＝0～TB时间内，获取后车行驶的距离LB，获取两车停止时的距离dfinal，若dfinal>0，n＝n+1，再循环执行获取后车第二制动力函数FB(t)、两车停止时的距离dfinal等过程，若dfinal<0，退出循环，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ，以此得到相应车辆的最大通信时延，提高了相应检测过程的效率，使检测得到的最大通信时延具有更高的准确性。
附图说明
图1是一个实施例的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法流程图；
图2是一个实施例的场景模型示意图；
图3是一个实施例的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法执行过程。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参考图1所示，图1为一个实施例的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法流程图，包括如下步骤：
S10，初始化车辆初始速度V0、摩擦阻力系数a0、空气阻力系数b0、车辆的质量m、重力加速度g、两车(前车和后车)的最大刹车力Fbrake(max)、初始的车间距离dref、刹车力函数多项式系数：K1、K2、K3，以及V2V消息传输时间间隔σ；K1表示刹车力函数多项式系数的常数项，K2表示刹车力函数多项式系数的一次项系数，K3表示刹车力函数多项式系数的三次项系数。
S20，在车辆制动过程中，获取前车制动力函数FA(t)。
车辆制动过程中，前车保持最大的刹车力不变，前车的制动力受摩擦阻力和空气阻力的影响，摩擦阻力取决于车辆质量，空气阻力正比于车辆速度的二次方，以此可以求得前车制动力函数FA(t)。
S30，在车辆多次重传V2V消息时，后车在未接收到有效的V2V消息之前，获取t＝0～n*σ时间内，后车的第一制动力函数Fb(t)；n表示当前循环序号，n又表示V2V消息重传次数；t＝0～n*σ时间内表示后车在未接收到有效的V2V消息之前的时间范围内。
在通信环境较差的情况下，车辆多次重传V2V消息，提高包接收概率，提高车辆行驶安全，假设后车接收到的第n次重传V2V消息才是有效的，后车在未接收到有效的V2V消息之前，即t＝0～n*σ范围内，仅空气阻力与摩擦阻力影响后车的制动力，求得后车第一制动力函数Fb(t)。
S40，后车在接收到有效的V2V消息后，根据V2V消息中的位置信息判断出两车实时距离dn*σ，后车根据两车实时距离dn*σ、前车的实时速度VA(n*σ)以及前车的刹车力Fbrake(max)，求得在t＝n*σ～TB时间内，后车的第二制动力函数FB(t)；TB表示后车停止运动的时间。
S50，在t＝0～TA时间内，获取前车行驶的距离LA，在t＝0～TB时间内，获取后车行驶的距离LB，获取两车停止时的距离dfinal；其中，dfinal＝LA+dref-LB，dfinal>0表示两车没有碰撞，dfinal<0两车发生碰撞，TA表示前车停止运动的时间。
S60，若dfinal>0，n＝n+1，执行步骤S40和步骤S50，若dfinal<0，退出循环，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
上述面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，通过初始化各个参数，在车辆制动过程中，获取前车制动力函数FA(t)，在车辆多次重传V2V消息时，后车在未接收到有效的V2V消息之前，获取t＝0～n*σ时间内，后车的第一制动力函数Fb(t)，后车在接收到有效的V2V消息后，根据V2V消息中的位置信息判断出两车实时距离dn*σ，后车根据两车实时距离dn*σ、前车的实时速度VA(n*σ)以及前车的刹车力Fbrake(max)，求得在t＝n*σ～TB时间内，后车的第二制动力函数FB(t)，在t＝0～TA时间内，获取前车行驶的距离LA，在t＝0～TB时间内，获取后车行驶的距离LB，获取两车停止时的距离dfinal，若dfinal>0，n＝n+1，再循环执行获取后车第二制动力函数FB(t)、两车停止时的距离dfinal等过程，若dfinal<0，退出循环，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ，以此得到相应车辆的最大通信时延，提高了相应检测过程的效率，使检测得到的最大通信时延具有更高的准确性。
在一个实施例中，前车制动力函数FA(t)包括：
FA(t)＝Fbrake(max)+a0*m*g+b0*VA(t) 2，
其中，Fbrake(max)表示前车刹车后，前车制动力函数FA(t)受最大的刹车力，a0*m*g表示前车所受的摩擦阻力，b0*VA(t) 2表示前车所受的空气，VA(t)表示前车在时刻t的实时速度。
具体地，前车刹车后，前车的制动力函数FA(t)受最大的刹车力Fbrake(max)、摩擦阻力a0*m*g、以及空气阻力b0*VA(t) 2作用。VA(t)表示前车实时的速度，数值上
Figure BDA0002750004170000061
在一个实施例中，第二制动力函数FB(t)包括：
Figure BDA0002750004170000062
式中，dn*σ表示t＝n*σ时刻两车的距离，
Figure BDA0002750004170000063
表示后车根据dn*σ产生的刹车力函数，VA(n*σ)表示前车在时刻n*σ的实时速度，
Figure BDA0002750004170000064
表示后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数，Fbrake(max)表示前车采取的最大刹车力，VB(t)表示后车在时刻t的实时速度。
具体地，后车根据dn*σ产生的刹车力函数
Figure BDA0002750004170000065
包括：
Figure BDA0002750004170000066
t＝n*σ时刻两车的距离包括：
Figure BDA0002750004170000067
后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数
Figure BDA0002750004170000068
包括：
Figure BDA0002750004170000069
其中，min()表示求最小值，dref表示初始时刻后车至前车的距离。
具体地，VA(n*σ)表示为t＝n*σ时刻前车的速度，表示如下：
Figure BDA00027500041700000610
在一个实施例中，
Figure BDA00027500041700000611
Figure BDA00027500041700000612
Figure BDA0002750004170000071
其中，前车和后车的初始速度相同，均为V(0)。
在一个实施例中，最大通信时延tmax的确定过程包括：
S61，赋初值n＝1，
S62，执行步骤S40和S50；
S63，判断是否dfinal>0，若判断结果为真，令n＝n+1，重新执行步骤S62和步骤S63，若判断结果为假，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
在一个实施例中，以图2所示的场景模型为例，上述面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法的执行过程可以参考图3所示，包括如下内容：
1、车辆的参数
假设两辆车行驶在一条笔直的道路上，两车辆的最大刹车力均为Fbrake(max)，前方车辆A感知到前方区域存在障碍，A车采取最大的刹车力Fbrake(max)制动，并广播V2V消息，V2V消息传输的时间间隔为σ，V2V消息内容包括A车当前时刻的速度、位置坐标、刹车力。在t＝0时刻，后方车辆B与车辆A的距离为dref，速度相同且V(0)，质量相同为m，车辆与道路的摩擦阻力系数为a0，空气阻力系数b0，车辆的刹车力函数系数K1、K2、K3。
2、模型分析
提出一种新型的最大通信时延检测方法。车辆A以最大的刹车力Fbrake(max)制动，同时广播V2V消息，车辆A停止运动的时刻TA，车辆A的制动力函数微分方程如下：
FA(t)＝Fbrake(max)+a0*m*g+b0*VA(t) 2，
Figure BDA0002750004170000072
Figure BDA0002750004170000073
求解上述微分方程得到车辆A的制动力函数FA(t)，车辆A停止运动的时刻TA。
假设在t＝n*σ时刻，车辆B接收到有效的V2V消息，在t＝0～n*σ范围内，车辆B的制动力受摩擦阻力和空气阻力影响，制动力函数Fb(t)的微分方程如下：
Fb(t)＝a0*m*g+b0*Vb(t) 2，
Figure BDA0002750004170000081
求解上述微分方程得到在t＝0～n*σ范围内，车辆B的制动力函数Fb(t)。
车辆B根据V2V消息中A车的位置，计算出当前时刻两车的距离dn*σ，车辆B根据V2V消息中A车的实时速度VA(n*σ)和两车实时距离dn*σ采取相应的刹车力
Figure BDA0002750004170000082
Fbrake(max)，同时，车辆B受摩擦阻力和空气阻力影响，两车的实时距离dn*σ、实时速度VA(n*σ)、刹车力
Figure BDA0002750004170000083
以及车辆B的制动力函数FB(t)的微分方程如下：
Figure BDA0002750004170000084
Figure BDA0002750004170000085
Figure BDA0002750004170000086
Figure BDA0002750004170000087
Figure BDA0002750004170000088
Figure BDA0002750004170000089
求解上述微分方程得到t＝n*σ～TB时间内，车辆B的制动力函数FB(t)。
TA表示车辆A停止运动的时刻，TB表示车辆B停止运动的时刻。LA为在0～TA时间内,车辆A行驶的距离，LB为在0～TB时间内，车辆B行驶的距离，dfinal为车辆停止运动时，车俩A与车辆B的距离，dfinal>0即两车最终没有碰撞，dfinal<0两车发生碰撞，TB、LA、LB、dfinal表示如下：
Figure BDA00027500041700000810
Figure BDA00027500041700000811
Figure BDA00027500041700000812
求解上述方程得到t＝n*σ时刻，车辆B接收到有效的V2V消息，两车最终的距离dfinal。
判断t＝n*σ时刻，dfinal>0是否成立，判断结果为真，令n＝n+1，重新计算dfinal，判断结果为假，输出V2V最大通信时延为tmax＝(n-1)*σ。
本实施例首先初始化模型参数，包括车辆制动参数、运动力学参数和通信参数；然后生成车辆的制动力函数，以最小车辆间距离为目标，基于所提出的检测方案求解出车辆间所能允许的最大通信时延；能精确有效地计算出车辆制动所能允许的最大通信时延。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二\第三”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
本申请实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤或模块，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10，初始化车辆初始速度V0、摩擦阻力系数a0、空气阻力系数b0、车辆的质量m、重力加速度g、前车和后车的最大刹车力Fbrake(max)、初始的车间距离dref、刹车力函数多项式系数：K1、K2、K3，以及V2V消息传输时间间隔σ；K1表示刹车力函数多项式系数的常数项，K2表示刹车力函数多项式系数的一次项系数，K3表示刹车力函数多项式系数的三次项系数；
S20，在车辆制动过程中，获取前车制动力函数FA(t)；
S30，在车辆多次重传V2V消息时，后车在未接收到有效的V2V消息之前，获取t＝0～n*σ时间内，后车的第一制动力函数Fb(t)；n表示当前循环序号；t＝0～n*σ时间内表示后车在未接收到有效的V2V消息之前的时间范围内；
S40，后车在接收到有效的V2V消息后，根据V2V消息中的位置信息判断出两车实时距离dn*σ，后车根据两车实时距离dn*σ、前车的实时速度VA(n*σ)以及前车的刹车力Fbrake(max)，求得在t＝n*σ～TB时间内，后车的第二制动力函数FB(t)；TB表示后车停止运动的时间；
S50，在t＝0～TA时间内，获取前车行驶的距离LA，在t＝0～TB时间内，获取后车行驶的距离LB，获取两车停止时的距离dfinal；其中，dfinal＝LA+dref-LB，dfinal>0表示两车没有碰撞，dfinal<0两车发生碰撞，TA表示前车停止运动的时间；
S60，若dfinal>0，n＝n+1，执行步骤S40和步骤S50，若dfinal<0，退出循环，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
2.根据权利要求1所述的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，前车制动力函数FA(t)包括：
FA(t)＝Fbrake(max)+a0*m*g+b0*VA(t) 2，
其中，Fbrake(max)表示前车刹车后，前车制动力函数FA(t)受最大的刹车力，a0*m*g表示前车所受的摩擦阻力，b0*VA(t) 2表示前车所受的空气阻力，VA(t)表示前车在时刻t的实时速度。
3.根据权利要求1所述的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，第二制动力函数FB(t)包括：
Figure FDA0002750004160000021
式中，dn*σ表示t＝n*σ时刻两车的距离，
Figure FDA0002750004160000022
表示后车根据dn*σ产生的刹车力函数，VA(n*σ)表示前车在时刻n*σ的实时速度，
Figure FDA0002750004160000023
表示后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数，Fbrake(max)表示前车采取的最大刹车力，VB(t)表示后车在时刻t的实时速度。
4.根据权利要求3所述的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，后车根据dn*σ产生的刹车力函数
Figure FDA0002750004160000024
包括：
Figure FDA0002750004160000025
t＝n*σ时刻两车的距离包括：
Figure FDA0002750004160000026
后车根据VA(n*σ)生成的刹车力函数
Figure FDA0002750004160000027
包括：
Figure FDA0002750004160000028
其中，min()表示求最小值，dref表示初始时刻后车至前车的距离。
5.根据权利要求1所述的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，
Figure FDA0002750004160000029
Figure FDA00027500041600000210
其中，前车和后车的初始速度相同，均为V(0)。
6.根据权利要求1所述的面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法，其特征在于，最大通信时延tmax的确定过程包括：
S61，赋初值n＝1，
S62，执行步骤S40和S50；
S63，判断是否dfinal>0，若判断结果为真，令n＝n+1，重新执行步骤S62和步骤S63，若判断结果为假，输出最大通信时延tmax＝(n-1)*σ。
CN202011180353.6A 2020-10-29 2020-10-29 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法 Active CN112461550B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011180353.6A CN112461550B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法
PCT/CN2021/125556 WO2022089308A1 (zh) 2020-10-29 2021-10-22 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法
US18/033,805 US20230311825A1 (en) 2020-10-29 2021-10-22 Maximum communication delay measurement method for safe braking of smart connected vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011180353.6A CN112461550B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112461550A true CN112461550A (zh) 2021-03-09
CN112461550B CN112461550B (zh) 2021-09-07

Family

ID=74834269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011180353.6A Active CN112461550B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230311825A1 (zh)
CN (1) CN112461550B (zh)
WO (1) WO2022089308A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114274183A (zh) * 2021-11-22 2022-04-05 深圳优地科技有限公司 刹车性能测试系统、方法及测试控制器
WO2022089308A1 (zh) * 2020-10-29 2022-05-05 河海大学 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601001A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 普天信息技术有限公司 一种车辆通信方法及系统
KR20170127871A (ko) * 2016-05-13 2017-11-22 (주)이노시뮬레이션 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법
US9831922B1 (en) * 2016-11-15 2017-11-28 Nxp B.V. System and method for determining tread wear of a tire
CN108263442A (zh) * 2018-01-31 2018-07-10 中车青岛四方车辆研究所有限公司 列车制动系统、动车组及制动控制方法
CN109591804A (zh) * 2018-11-22 2019-04-09 湖南大学 考虑通信时延的车辆队列稳定性控制方法
CN110097786A (zh) * 2019-06-05 2019-08-06 华砺智行(武汉)科技有限公司 一种基于v2x的车车碰撞检测方法及应用系统
CN111645649A (zh) * 2019-01-21 2020-09-11 克诺尔商用车制动系统有限公司 用于在紧急制动时控制车队的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5918559B2 (ja) * 2012-02-11 2016-05-18 トヨタ自動車株式会社 隊列走行制御装置
CN105355087A (zh) * 2015-11-19 2016-02-24 深圳前海达闼云端智能科技有限公司 一种车联网中车辆的控制方法、装置、系统及车辆
CN108347281B (zh) * 2017-01-23 2020-12-25 中国移动通信有限公司研究院 一种车辆通信方法、车辆通信装置和车辆
CN112461550B (zh) * 2020-10-29 2021-09-07 河海大学 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106601001A (zh) * 2015-10-16 2017-04-26 普天信息技术有限公司 一种车辆通信方法及系统
KR20170127871A (ko) * 2016-05-13 2017-11-22 (주)이노시뮬레이션 차량 시뮬레이터 및 그 제어방법
US9831922B1 (en) * 2016-11-15 2017-11-28 Nxp B.V. System and method for determining tread wear of a tire
CN108263442A (zh) * 2018-01-31 2018-07-10 中车青岛四方车辆研究所有限公司 列车制动系统、动车组及制动控制方法
CN109591804A (zh) * 2018-11-22 2019-04-09 湖南大学 考虑通信时延的车辆队列稳定性控制方法
CN111645649A (zh) * 2019-01-21 2020-09-11 克诺尔商用车制动系统有限公司 用于在紧急制动时控制车队的方法
CN110097786A (zh) * 2019-06-05 2019-08-06 华砺智行(武汉)科技有限公司 一种基于v2x的车车碰撞检测方法及应用系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
UCHIDA, N : "Evaluation of Vehicle-to-Vehicle Communication with Delay Tolerant Networks for Safety Surveillance System", 《2015 IEEE 29TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ADVANCED INFORMATION NETWORKING AND APPLICATIONS WORKSHOPS WAINA 2015》 *
常雪阳: "通信时延与丢包下智能网联汽车控制性能分析", 《中国公路学报》 *
张海霞 等: "基于车辆行为分析的车联网超可靠低时延通信关键技术", 《中兴通讯技术》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022089308A1 (zh) * 2020-10-29 2022-05-05 河海大学 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法
CN114274183A (zh) * 2021-11-22 2022-04-05 深圳优地科技有限公司 刹车性能测试系统、方法及测试控制器
CN114274183B (zh) * 2021-11-22 2024-01-30 深圳优地科技有限公司 刹车性能测试系统、方法及测试控制器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022089308A1 (zh) 2022-05-05
CN112461550B (zh) 2021-09-07
US20230311825A1 (en) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107867288B (zh) 用于检测前向碰撞的方法
CN107346612B (zh) 一种基于车联网的车辆防碰撞方法和系统
CN112461550B (zh) 面向智能网联汽车安全制动的最大通信时延检测方法
US20190098471A1 (en) Method, devices and computer program for initiating or carrying out a cooperative driving maneuver
JP6800565B2 (ja) 適合化予測のために広域的シーンコンテクストを使用する方法およびシステム並びに対応するプログラム、該システムを備えた乗り物
US20080059050A1 (en) Road congestion detection by distributed vehicle-to-vehicle communication systems
CN113044059A (zh) 用于车辆的安全系统
Dolk et al. Cooperative automated driving for various traffic scenarios: Experimental validation in the GCDC 2016
CN111845742B (zh) 智能驾驶车辆的跟车控制系统及方法
CN111332283A (zh) 用于控制机动车的方法和系统
CN110851995A (zh) 一种混合交通流跟驰模型及仿真方法
CN115662131A (zh) 网联环境下道路事故路段的多车道协同换道方法
Zinchenko et al. Reliability analysis of vehicle-to-vehicle applications based on real world measurements
Yang et al. Driver distraction detection for vehicular monitoring
US11804128B2 (en) Target classification
CN110920623B (zh) 自动驾驶中车辆变道至目标车道前车之后的预测方法
CN113269974A (zh) 一种目标丢失预警及控制方法和装置
CN115817460A (zh) 一种混合流条件下智能网联车主动协调避撞方法
CN110920622B (zh) 自动驾驶中车辆变道至目标车道前车之前的预测方法
JP7188004B2 (ja) 情報処理装置及び運転支援装置
CN113205681A (zh) 碰撞预警方法及装置、电子设备和计算机可读存储介质
JP7446419B2 (ja) 他の道路利用者と通信するための通信ネットワークにおいて道路利用者の周辺で検知された物体に関する物体メッセージを提供するための方法
Caruntu et al. TrueTime testing of inter-vehicular communications for cooperative vehicles using distributed generalized predictive control
CN113419430B (zh) 一种汽车自适应巡航控制系统事件触发控制器的设计方法及系统
JP2006178674A (ja) 走行支援装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant