自動連接的車輛如何能夠提高安全性并節(jié)省交通能源

連接巡航控制使用車輛到車輛的通信，讓自動車輛一次響應多輛車，以節(jié)省能源和提高安全性。

美國密歇根大學的研究人員已經證明在公共道路上的有效性，即使只是一個自動化的車輛被人駕駛車輛中移動。

車對車通信或V2V是指汽車實時無線共享數據的能力，包括其速度和位置。連接巡航控制可以根據通過V2V獲得的信息調整車輛的速度。它與自適應巡航控制的不同之處在于它可以跟蹤更多的車輛，而不僅僅是前面的車輛。

公路上的測試顯示了自動駕駛汽車和傳統汽車之間的連接巡航控制和V2V如何在一個共同的交通場景中執(zhí)行 - 由一輛汽車在其他幾個汽車的頭部引起的鏈條反應制動和重新加速。使用連接式巡航控制系統的自動駕駛車輛能夠以人力駕駛員的汽車所需的G力減少60%。

從制動到加速的平穩(wěn)過渡使配備V2V的自動車輛的能效提高了19%。它也超過了沒有V2V運行的其他自動駕駛汽車的性能。結果最近發(fā)表在“ 運輸研究 ”雜志上。

“使用V2V數據的自動駕駛汽車不僅性能更好，而且還可以營造更友好的環(huán)境，在這種情況下，很少有安全隱患可以進入交通狀態(tài)，并且所有汽車都可以提高效率，”機械碩士副教授Gabor Orosz說。負責研究的工程師。

自動駕駛汽車即將到來，但在與人力車輛共用道路時將面臨許多挑戰(zhàn)。車載傳感器無法看到拐角處或看到公共汽車和卡車。如果汽車突然出現在傳感器視野內，那么自動駕駛汽車幾乎沒有時間做出響應，可能需要制動以避免潛在的碰撞 - 就像人類駕駛員一樣。

同樣，如果車輛前方有幾輛車觸發(fā)一連串制動，車載傳感器只會告訴自動車在前方車輛踩剎車時做出響應。沒有超越直接視線意味著在駕駛中遇到很多驚喜。

雖然經驗豐富的駕駛員經常預見到潛在的安全隱患，無法順利駕駛并保持安全，但如果車載傳感器是其唯一的信息來源，自動駕駛汽車仍有很長的路要走。

“隨著通用汽車，大眾汽車和豐田等主要汽車制造商在新車上部署此類通訊設備，道路上將有大量汽車在未來幾年內配備V2V通訊設備，”奧羅斯說。

“這些汽車中的大多數仍然是人為驅動的，但他們會廣播他們的運動信息，如位置，速度和加速度。當自動駕駛汽車在路上遇到這些信號時，它可以隨時獲取這些V2V數據并查看交通狀況超出車載傳感器范圍的情況。“

該研究小組在密歇根州東南部的公路上進行了一系列實驗，自動駕駛汽車從前方接收了多達六輛人力車輛的運動信息。

在實驗中，Orosz的團隊記錄了制動變得越來越嚴重的情況，同時沿著人力驅動的車輛連鎖。當速度從55英里/小時降到幾乎為零，然后再次達到55時，一些人大幅減速至0.8G，發(fā)送任何沒有彎曲的東西飛向擋風玻璃。然而，基于V2V的自動駕駛算法保持了更穩(wěn)定的速度曲線，在快速變化的交通漣漪中滑行。自動車輛的減速度保持低于0.3G，不會從滿杯咖啡中溢出。

奧羅斯說：“V2V數據允許自動駕駛汽車預測一旦有人開始制動前方幾輛車，前方車流量可能會減慢。” “基于V2V的連接式巡航控制裝置可以減輕燃氣并準備好早期剎車，在自動駕駛汽車經過走走停停的交通波浪時，可以避開重擊。

“相比之下，基于傳感器的自適應巡航控制裝置只會在車輛立即開始制動后開始制動，在減速后的幾秒鐘內由V2V廣播。在密集的車輛行駛中，這幾秒鐘是至關重要的“。

安全性和舒適性并不是自動駕駛汽車從附近的人力車駕駛V2V信息中獲得的唯一好處。Orosz的小組還發(fā)現，與傳統的基于傳感器的算法相比，基于V2V的自動駕駛算法可以節(jié)省停止走走的流量。畢竟，更穩(wěn)定的速度意味著制動浪費的能量更少，一加侖燃料或一包電池的里程更高。由于速度更加平穩(wěn)，即使是采用自動駕駛汽車的人力驅動汽車也可以節(jié)省高達7%的能源。

該研究的標題是“人力驅動車輛中連接自動車輛設計的實驗驗證”。該研究由Mcity資助，這是一個由UM領導的公私合作伙伴關系，致力于加速先進的移動性車輛和技術。