Safety-Aware Human-Lead Vehicle Platooning by Proactively Reacting to Uncertain Human Behaving

要約

人間の主要な協同組合適応クルーズコントロール（HL-CACC）は、実世界の実装における有望な車両の小隊技術と見なされています。
小隊のリーダーとして人間主導の車両（HV）を利用することにより、HL-CACCはコストを削減し、知覚と意思決定の信頼性を高めます。
ただし、最先端のHL-CACCテクノロジーは、主要な人間のドライバーの不確実な行動を考慮していないため、運転の安全性に大きな制限があります。
この研究では、HL-CACCコントローラーは、確率モデル予測制御（SMPC）に基づいて設計されています。
主要な接続された人間駆動車（CHV）の運転意図を予測することができます。
提案されているコントローラーには、次の機能があります。i）振動トラフィックの知覚される安全性の強化。
ii）ハードブレーキに対する安全性を保証する。
iii）リアルタイム実装の計算効率。
提案されたコントローラーは、Prescan＆Simulinkシミュレーションプラットフォームで評価されます。
シミュレーションのキャリブレーションのために、実際の車両軌道データが収集されます。
結果は、提案されているコントローラーが次のとおりであることが明らかになりました。i）振動するトラフィックでは、知覚される安全性が19.17％改善されます。
ii）ハードブレーキに対して実際の安全性を7.76％強化する。
iii）弦の安定性で確認されます。
Intel I5-13500H CPUを装備したラップトップで実行すると、計算時間は約3.2ミリ秒です。
これは、提案されたコントローラーがリアルタイムの実装の準備ができていることを示しています。

要約(オリジナル)

Human-Lead Cooperative Adaptive Cruise Control (HL-CACC) is regarded as a promising vehicle platooning technology in real-world implementation. By utilizing a Human-driven Vehicle (HV) as the platoon leader, HL-CACC reduces the cost and enhances the reliability of perception and decision-making. However, state-of-the-art HL-CACC technology still has a great limitation on driving safety due to the lack of considering the leading human driver’s uncertain behavior. In this study, a HL-CACC controller is designed based on Stochastic Model Predictive Control (SMPC). It is enabled to predict the driving intention of the leading Connected Human-Driven Vehicle (CHV). The proposed controller has the following features: i) enhanced perceived safety in oscillating traffic; ii) guaranteed safety against hard brakes; iii) computational efficiency for real-time implementation. The proposed controller is evaluated on a PreScan&Simulink simulation platform. Real vehicle trajectory data is collected for the calibration of the simulation. Results reveal that the proposed controller: i) improves perceived safety by 19.17% in oscillating traffic; ii) enhances actual safety by 7.76% against hard brakes; iii) is confirmed with string stability. The computation time is approximately 3.2 milliseconds when running on a laptop equipped with an Intel i5-13500H CPU. This indicates the proposed controller is ready for real-time implementation.

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