一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法.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CN113823079A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202111253977.0(22)申请日2021.10.27(71)申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号大连理工大学(72)发明人史彦军楚金龙李佳健沈卫明(74)专利代理机构北京东方盛凡知识产权代理事务所(普通合伙)11562代理人袁蕾(51)Int.Cl.G08G1/00(2006.01)G08G1/16(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，包括以下步骤，将目标路段划分为缓冲区和控制区，采集缓冲区的无人驾驶车辆的第一状态信息、有人驾驶车辆的第二状态信息以及无人驾驶车辆相对于有人驾驶车辆的第一位置信息；基于缓冲区与控制区的第二位置信息以及第一位置信息，通过调整第一状态信息、第二状态信息，将无人驾驶车辆和有人驾驶车辆在控制区进行编队；本发明在有人/无人驾驶车辆共存的环境下，提出了车辆编队形成的方式，并且通过测量车流量和速度来进行编队宏观调控，避免编队过短或过长带来的问题，双层运动规划能够平滑地切换车辆编队的不同结构，适应不同的交通场景，可以提升交通效率，提高燃油经济性。CN113823079ACN113823079A权利要求书1/3页1.一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于，包括以下步骤：将目标路段划分为缓冲区和控制区，采集所述缓冲区的无人驾驶车辆的第一状态信息、有人驾驶车辆的第二状态信息以及所述无人驾驶车辆相对于所述有人驾驶车辆的第一位置信息；基于所述缓冲区与所述控制区的第二位置信息以及所述第一位置信息，通过调整所述第一状态信息、所述第二状态信息，将所述无人驾驶车辆和所述有人驾驶车辆在所述控制区进行编队，其中，编队后的所述无人驾驶车辆和所述有人驾驶车辆具有相同的第三状态信息。2.根据权利要求1所述一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于：在进行编队的过程中，参与编队的两辆连续所述有人驾驶车辆之间的排间距相同，所述排间距用于表示两辆连续所述有人驾驶车辆车辆之间的后保险杠到前保险杠的车间距和动态跟车间距的差值，其中，所述动态跟车间距的表示式为：ai(t)＝τi·vi(t)+a0式中，τi表示第i辆所述有人驾驶车辆跟随前一所述有人驾驶车辆时需要保持的理想时间差，a(t)表示动态跟车间距，vi(t)表示两相邻车辆中后一辆车辆的速度，a0表示静态距离，所述静态距离表示停车时两相邻车辆前一辆车的后保险杠与后一辆车的前保险杠的最小距离。3.根据权利要求2所述一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于：在进行编队的过程中，所述排间距用于确定所述有人驾驶车辆的驾驶行为，确定所述驾驶行为的方法包括：当所述排间距大于0，所述驾驶行为表示为非耦合跟随模式，每辆所述有人驾驶车辆的速度趋向正无穷；当所述排间距小于0，所述驾驶行为表示为耦合跟随模式，每一辆所述有人驾驶车辆的速度趋向于前一辆车的速度；当所述有人驾驶车辆的前方没有车辆时速度趋向于正无穷；其中，所述排间距的表达式为：s(t)＝oi‑1(t)‑oi(t)‑ai(t)‑len式中，oi‑1(t)表示两相邻车辆中前一辆车前保险杠位置，oi(t)表示两相邻车辆中后一辆车前保险杠的位置，ai(t)是动态跟车间距，len是车辆前保险杠到后保险杠的长度，假设每辆车长度相同。4.根据权利要求3所述一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于：根据所述排间距、所述第一状态信息、所述第二状态信息，获取每辆所述有人驾驶汽车的跟车耦合动力学模型，所述跟车耦合动力学模型的表达式为：wi(t)＝ρ(Fi(pi(t‑δi),si(t‑δi))‑vi(t‑δi))2CN113823079A权利要求书2/3页式中，ρ表示司机的灵敏系数，δi是司机的感知延迟，Fi(si(t‑δi),ai(t‑δi))为平衡速度‑空间函数，其中，所述平衡速度‑空间函数的表达式为：5.根据权利要求4所述一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于：在进行编队的过程中，参与编队的所述无人驾驶车辆的控制输入表达式为：式中，tc表示无人驾驶车辆进入控制区的时刻，tt表示车辆从非耦合自由流模式转为耦合跟随模式的时刻，tf表示无人驾驶车辆离开控制区的时刻，wp表示在tc到tt时间内，无人驾驶车辆的控制输入减速度。wmin即是允许的最大减速度。6.根据权利要求5所述一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于：在进