智能车辆多信号灯路口快速节能车速规划

现有面向多信号灯路口复杂场景的智能车辆节能车速规划方法,往往计算量大,难以实时应用。本文中提出了一种结合动态规划算法和内点法进行联合优化的智能车辆节能车速规划算法,能够基于车辆能耗模型和信号灯信息,快速计算道路节能参考车速,实现实时应用。本文中首先建立了车辆能耗模型和信号灯相位时刻数学模型,在每个信号灯路口进行时间采样,构建基于巡航车速单位距离能耗的有向无环图,并使用动态规划算法求解最优绿灯通行周期。将最优绿灯通行周期作为约束条件,建立最优控制问题并转化为非线性优化问题,使用内点法进行优化求解。动态规划求解有向无环图所得解为内点法提供近似最优的初始解,提升收敛速度。最后构建了仿真场景进行分析验证,结果表明:(1)本文提出的方法较改进的智能驾驶员模型能够有效降低能耗30%以上;(2)与基于规则的迭代初始值生成方法相比,动态规划提供的近似最优的初始解提高计算速度40%以上。

基于分层优化的智能车辆信号灯路口节能车速规划

为提高智能车辆在城市多信号灯路口道路通行时的燃油经济性,提出一种基于分层优化的节能车速规划方法。上层采用随机撒点方式划分可通行区域,基于车辆油耗模型构建加权有向无环图,利用Dijkstra算法求解加权有向无环图粗解,利用三次样条插值模型进行轨迹平滑;下层将车速规划最优控制问题转化为非线性优化问题,利用上层平滑后的轨迹作为内点法优化的初始迭代值。仿真结果表明,所提出的方法比改进的智能驾驶员模型(M-IDM)的油耗降低25%左右,与动态规划(DP)相比较,所提优化方法提高了计算速度,并兼顾节能与实时性计算要求。