预见性车速控制方法、装置、设备及存储介质与流程

本技术涉及车辆控制，尤其涉及一种预见性车速控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、预见性的车速控制是一种高级驾驶辅助方法，通过利用车辆前方道路的地形来预测出车辆在不同时间的车速，能够提高车辆的燃油效率、驾驶的舒适性、驾驶的安全性。

2、然而，现有的预见性车速控制技术，只考虑了前方道路的道路属性，导致预测出的车速无法适应现实中多个车辆共同行驶的交通场景。

技术实现思路

1、本技术提供一种预见性车速控制方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有的预见性车速控制技术，只考虑了前方道路的道路属性，导致预测出的车速无法适应现实中多个车辆共同行驶的交通场景的问题。

2、第一方面，本技术提供一种预见性车速控制方法，包括：

3、根据目标车辆前方道路的道路信息，将所述前方道路划分为若干段路段，并分别获取每段所述路段的道路信息；

4、获取当前时刻所述目标车辆的运动状态信息、所述目标车辆的前方车辆的运动状态信息；

5、根据每段所述路段的道路信息，确定所述目标车辆在每段所述路段的速度区间、加速度区间；

6、以所述目标车辆与所述前方车辆的距离区间、每段所述路段的所述速度区间、所述加速度区间作为所述目标车辆在每段所述路段的目标约束条件，根据所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，预测所述目标车辆在每段所述路段的期望车速值；

7、控制所述目标车辆在每段所述路段上，以当前所述路段对应的所述期望车速值行驶。

8、在一种可能的设计中，所述根据所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，预测所述目标车辆在每段所述路段的期望车速值，包括：

9、由模型预测控制算法，根据所述目标约束调节、所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，预测所述目标车辆在每段所述路段的所述期望车速值。

10、在一种可能的设计中，所述获取当前时刻所述目标车辆的运动状态信息、所述目标车辆的前方车辆的运动状态信息，包括：

11、根据滤波器在上一时刻对所述当前时刻所述目标车辆、所述前方车辆运动状态的预测信息、所述当前时刻通过探测设备检测的所述目标车辆、所述前方车辆运动状态的检测信息，通过所述滤波器计算所述当前时刻所述目标车辆的运动状态信息、所述目标车辆的前方车辆的运动状态信息。

12、在一种可能的设计中，所述以所述目标车辆与所述前方车辆的距离区间、每段所述路段的所述速度区间、所述加速度区间作为所述目标车辆在每段所述路段的目标约束条件，根据所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，预测所述目标车辆在每段所述路段的期望车速值，包括：

13、根据目标代价函数、每段所述路段的所述目标约束条件、所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，通过模型预测控制算法预测所述目标车辆在每段所述路段的期望车速值，以使所述目标车辆在每段所述路段以对应的所述期望车速值行驶时，所述目标代价函数的函数值最低，所述目标代价函数包括所述目标车辆的燃油消耗惩罚因子、加速度变化率惩罚因子、松弛变量惩罚因子，所述松弛变量用于调节所述距离区间、速度区间、加速度区间的区间范围。

14、在一种可能的设计中，所述根据目标车辆前方道路的道路信息，将所述前方道路划分为若干段路段，并分别获取每段所述路段的道路信息，包括：

15、根据所述前方道路的道路信息，将所述前方道路划分为若干段子路段；

16、获取每段所述子路段的坡度信息，根据每段所述子路段的坡度及预设坡度区间，确定每段所述子路段的坡度类型；

17、在所述子路段中，将连续且所述坡度类型一致的所述子路段合并为所述路段，并将剩余的所述子路段确定为所述路段；

18、获取每段所述路段的平均坡度信息，并将所述平均坡度信息作为每段所述路段的道路信息。

19、在一种可能的设计中，所述控制所述目标车辆在每段所述路段上，以当前所述路段对应的所述期望车速值行驶，包括：

20、获取所述目标车辆的期望位置值，检测所述目标车辆在当前所述路段的实际车速值以及所述目标车辆的实际位置值；

21、计算所述实际车速值与所述期望车速值的车速差值、所述实际位置值与所述期望位置值的位置差值；

22、根据所述车速差值与比例系数的乘积、所述位置差值与积分系数的乘积，通过比例积分算法计算目标加速度；

23、控制所述目标车辆以所述目标加速度行驶。

24、在一种可能的设计中，所述控制所述目标车辆在每段所述路段上，以当前所述路段对应的所述期望车速值行驶，还包括：

25、根据期望扭矩计算公式，计算当前所述路段对应的车轮期望扭矩，所述期望扭矩计算公式为：

26、

27、其中，reff为所述目标车辆车轮有效半径，r所述目标车辆变速箱变速比，rx为所述目标车辆车轮滚动阻力，je为所述目标车辆发动机有效转动惯量，we为所述目标车辆发动机转速，ca为所述目标车辆风阻系数；

28、将所述目标车辆车轮扭矩调节为所述期望扭矩。

29、在一种可能的设计中，所述确定所述目标车辆在每段所述路段的速度区间、加速度区间之后，所述以所述目标车辆与所述前方车辆的距离区间、每段所述路段的所述速度区间、所述加速度区间作为所述目标车辆在每段所述路段的目标约束条件之前，所述方法还包括：

30、获取所述目标车辆驾驶员输入的所述目标车辆与所述前方车辆的最小停车间距信息、最小跟车距离信息、最小跟车时间信息，根据所述最小停车间距信息、所述最小跟车距离信息、所述最小跟车时间信息，确定所述距离区间。

31、在一种可能的设计中，所述根据所述最小停车间距信息、所述最小跟车距离信息、所述最小跟车时间信息，确定所述距离区间，包括：

32、根据距离区间计算公式计算所述距离区间，所述距离区间计算公式为：

33、

34、其中，为第k时刻的所述最小停车间距，p(k)为第k时刻所述目标车辆与所述前方车辆的距离，pmax(k)为第k时刻所述目标车辆与所述前方车辆的最大允许距离，dmin为所述最小跟车距离，hmin为所述最小跟车时间，v(k)为第k时刻所述目标车辆的车速值。

35、在一种可能的设计中，根据每段所述路段的道路信息，确定所述目标车辆在每段所述路段的速度区间、加速度区间，包括：

36、根据每段所述路段的所述平均坡度信息，确定所述目标车辆在每段所述路段的所述速度区间、加速度区间。

37、第二方面，本技术提供一种预见性车速控制装置，所述装置包括：

38、划分模块，用于：根据目标车辆前方道路的道路信息，将所述前方道路划分为若干段路段，并分别获取每段所述路段的道路信息；

39、获取模块，用于：获取当前时刻所述目标车辆的运动状态信息、所述目标车辆的前方车辆的运动状态信息；

40、确定模块，用于：根据每段所述路段的道路信息，确定所述目标车辆在每段所述路段的速度区间、加速度区间；

41、预测模块，用于：以所述目标车辆与所述前方车辆的距离区间、每段所述路段的所述速度区间、所述加速度区间作为所述目标车辆在每段所述路段的目标约束条件，由模型预测控制算法根据每段所述路段的所述目标约束条件、所述目标车辆的运动状态信息、所述前方车辆的运动状态信息，预测每段所述路段的期望车速值；

42、控制模块，用于：控制所述目标车辆在每段所述路段上，以当前所述路段对应的所述期望车速值行驶。

43、第三方面，本技术提供一种预见性车速控制设备，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器；

44、所述存储器存储计算机执行指令；

45、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，以实现如第一方面所述的预见性车速控制方法。

46、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如第一方面所述的预见性车速控制方法。

47、本技术提供的一种预见性车速控制方法、装置、设备及存储介质，实现了如下技术效果：

48、本技术根据每段路段的道路信息，分别确定了每段路段上目标车辆的速度区间和加速度区间，使每段路段对应的期望车速值能够与道路属性相匹配。本技术中，根据当前实时的目标车辆、前方车辆运动状态信息，计算出在每段路段上能够使目标车辆同时满足速度区间、加速度区间、目标车辆与前方车辆的距离区间的期望车速值，预测出的车速值不仅能够与道路属性相匹配，由于考虑了当前实时的目标车辆、前方车辆运动状态，使预测出的车速值能够与当前实时的交通状况匹配，而保证目标车辆满足距离区间，可以保证行车安全。