A Fast Optimal Speed Planning System in Arterial Roads for Intelligent and Connected Vehicles

计算机科学 加速 实时计算 弹道 动态规划 电子速度控制 运动规划 模型预测控制 控制理论(社会学) 模拟 算法 人工智能 控制(管理) 机器人 工程类 物理 天文 电气工程 操作系统
作者
Chao Sun,Jianghao Leng,Fengchun Sun
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:9 (20): 20295-20307 被引量:23
标识
DOI:10.1109/jiot.2022.3172009
摘要

Speed planning system is generally equipped for intelligent and connected vehicles (ICVs). Under the circumstances of autonomous driving, an energy-optimal speed trajectory is usually desired, particularly on urban arterial roads with complex traffic conditions involved. However, the existing speed planning solutions in the literature have not dealt with the problem of time consuming. Also, the ego vehicle could not perfectly track a precalculated speed reference because of the dynamically varying traffic. Thus, optimal speed planning cannot always be guaranteed. In this article, a fast optimal speed planning system for complex urban driving situations is established through an adaptive hierarchical control framework. In the planning layer, dynamic programming (DP) and the interior-point optimizer are jointly used to compute the global speed trajectory with access to signal phase and timing (SPaT) information. The computational burden is greatly alleviated based on a weighted orientation graph assumption and problem decomposition. The following layer utilizes the Informer, which is a transformer-based model, to predict preceding vehicle speed. Then, a target-switching model-predictive controller (MPC) is adopted for global speed trajectory following and adaption. The proposed approach significantly reduces speed planning computation time compared to previous solutions. Simulation results based on real road traffic scenes manifest that 22.0% of energy is saved compared with human driving.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王高兴完成签到,获得积分10
刚刚
个性的平蓝完成签到 ,获得积分10
1秒前
十六日呀完成签到,获得积分10
2秒前
lhl完成签到,获得积分0
2秒前
Dorren完成签到,获得积分10
3秒前
orixero应助Jerome采纳,获得10
3秒前
Lincoln完成签到,获得积分10
4秒前
梁平完成签到 ,获得积分10
4秒前
Owen应助wjw采纳,获得10
5秒前
qqqdewq完成签到,获得积分10
5秒前
Pises完成签到,获得积分10
5秒前
小太阳完成签到,获得积分10
6秒前
袁俪毓完成签到,获得积分10
7秒前
xiaofenzi完成签到,获得积分10
8秒前
噜噜噜完成签到 ,获得积分10
9秒前
ckmen5完成签到 ,获得积分10
10秒前
富贵儿完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
清风完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
和谐的映梦完成签到,获得积分10
12秒前
Astoria完成签到,获得积分10
12秒前
活力鸡完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
Jerome发布了新的文献求助10
15秒前
布曲完成签到 ,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
15秒前
coollzl完成签到 ,获得积分10
18秒前
小王完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
一水独流完成签到,获得积分10
20秒前
百里幻翠完成签到,获得积分10
21秒前
搜集达人应助Jerome采纳,获得10
21秒前
凡事发生必有利于我完成签到,获得积分10
23秒前
今后应助chunyan_sysu采纳,获得10
23秒前
24秒前
逍遥子完成签到,获得积分10
25秒前
完美世界应助大狒狒采纳,获得10
26秒前
尤瑟夫完成签到 ,获得积分10
26秒前
大气思柔完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Digitizing Enlightenment: Digital Humanities and the Transformation of Eighteenth-Century Studies 1000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5671607
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4920377
关于积分的说明 15135208
捐赠科研通 4830460
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2587117
邀请新用户注册赠送积分活动 1540692
关于科研通互助平台的介绍 1499071