一种智能网联队列换道方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114299755A(43)申请公布日2022.04.08(21)申请号202111539448.7(22)申请日2021.12.14(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人吴任飞芮一康陆文琦李林恒冉斌曲栩(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人徐莹(51)Int.Cl.G08G1/16(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称一种智能网联队列换道方法(57)摘要本发明公开了一种智能网联队列换道方法，包括：产生队列换道意图；计算目标车道车辆动态间隙；计算队列换道所需间隙；判断目标车道车辆动态间隙是否大于队列换道所需间隙，若大于则选择此间隙作为换道目标间隙；若没有则判断是否属于强制换道，若是则目标车道车辆协助实现队列协同换道；若不是，则等待下一个间隙；队列内车辆逐个开始换道，获得换道车辆与各车辆的实际距离间隙，并计算换道车辆与各车辆的安全间隙，若各实际距离间隙全部满足了计算的安全间隙，则继续进行换道，否则调整换道车辆的运动状态；待所有队列内车辆逐个实现换道，则队列换道完成。本发明可有效实现队列整体换道，为智能网联队列实现安全、稳定地换道提供支撑。CN114299755ACN114299755A权利要求书1/4页1.一种智能网联队列换道方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：队列在行驶过程中，产生队列换道意图；S2：通过车路协同技术获得目标车道上队列前后范围内存在的车辆数量、车辆位置信息和各车辆的运动状态，计算并跟踪目标车道车辆之间的动态间隙；S3：根据车路协同技术或者队列内部通信获得队列内车辆数量、车辆位置信息和各车辆的运动状态，计算队列换道所需间隙；S4：在目标车道上队列前后范围内，判断目标车道车辆之间的动态间隙是否大于队列换道所需间隙，若大于则选择此间隙作为换道目标间隙，转S5；若没有满足此条件的目标车道车辆之间的动态间隙，则判断此时队列换道是否属于强制换道，若是则目标车道车辆协助实现队列协同换道；若不是，则队列等待下一个适合换道的间隙再进行换道，转S2；S5：队列内车辆逐个开始换道：获得换道车辆与当前车道前方车辆、目标车道前方车辆和目标车道后方车辆之间的实际距离间隙，并计算换道车辆与当前车道前方车辆之间的安全间隙、换道车辆与目标车道前方车辆之间的安全间隙、换道车辆与目标车道后方车辆之间的安全间隙，若获得的各实际距离间隙全部满足了所述计算的三种安全间隙，则继续进行换道，否则调整换道车辆的运动状态以满足各安全间隙要求；S6：在队列内换道车辆实现在目标车道上水平行驶后，换道车辆调整运动状态，实现小间隙队列跟驰行驶；S7：待所有队列内车辆逐个实现以上步骤，则队列换道完成。2.根据权利要求1所述的智能网联队列换道方法，其特征在于，所述步骤S3计算队列换道所需间隙，具体为：S3‑1：计算跟驰时队列内车辆i与其前方车辆之间的动态间隙：其中n＞i≥2式中，Di为队列内第i辆车在跟驰过程中与前方车辆所需保持的安全间隙，n为队列内车辆的数量；IPF表示队列车辆关系下的安全距离评估，Ev为队列关系下距离风险评估的阈值；表示车辆i行驶方向前方的安全距离下界，表示车辆i的队列前方车辆i‑1在行驶方向后方的安全距离下界，ai和ai‑1分别表示车辆i和队列前方车辆i‑1的行驶加速度，vi和vi‑1分别表示车辆i和队列前方车辆i‑1的行驶速度；α和τ是与速度和车道宽度相关的常数，λ和β分别是与虚拟质量和顺时针夹角相关的常数，γ表示队列车辆关系下车辆整体性相关的常数；Mi和Mi‑1分别表示车辆i和队列前方车辆i‑1的虚拟质量，其具体公式如下：‑146.687Mi＝mi(1.566×10vi+0.3345)式中，mi是车辆i的实际质量，vi是车辆i当前的行驶速度；S3‑2：计算跟驰时队列头车与目标车道前方车辆之间为行驶安全所需保持的安全间隙，若无前方车辆则所需间隙为0m；2CN114299755A权利要求书2/4页式中，D1表示队列头车与目标车道前方车辆之间为行驶安全所需保持的安全间隙，RPF表示非队列车辆关系下的安全距离评估，Er为非队列关系下距离风险评估的阈值；表示队列头车行驶方向前方的安全距离，表示队列头车的目标车道前方车辆在行驶方向后方的安全距离，a1和af分别表示队列头车和目标车道前方车辆的行驶加速度，v1和vf分别表示队列头车和目标车道前方车辆的行驶速度，M1和Mf分别表示队列头车和目标车道前方车辆的虚拟质量；S3‑3：计算跟驰时队列尾车与目标车道后方车辆之间为行驶安全所需保持的安全间隙，若无后方车辆则所需间隙为0m；式中，Dr表示队列尾车与目标车道后方车辆之间为行驶安全所需保持的安