[發明專利]一種基于多源信息拓撲通信系統的異構多車協同控制方法

有效

• 申請號: 202110284273.3
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113022585B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 吳超仲;楊鑫煒;賀宜;黃珍;雷劍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B60W50/00
• 分類號: B60W50/00;H04L67/12;H04L41/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

本發明提出了一種基于多源信息拓撲通信系統的異構多車協同控制方法。本本發明系統包括中心服務器、車載狀態監控系統、動力管理控制系統。本發明方法以中心服務器設定車輛列隊的通信鄰域范圍、車頭時距參數，并根據車輛編號、狀態信息構造出單一前饋信號的協同控制器；在此基礎上單一前饋信號的協同控制器擴展為通信延時下的多源前饋信息控制器；將協同控制器耦合成單車的狀態空間閉環控制模型；再構建通信延時下的單車閉環控制模型的擴展狀態空間模型；最后構多輛車內部耦合的閉環控制狀態空間模型，實時同步計算所有車輛的期望狀態信息。本發明通過V2V實現異構車輛列隊在通信延時環境下的協同控制，確保安全性的同時，兼顧穩定性。

技術領域

本發明屬于多車協同控制技術和智能網聯技術領域，尤其一種基于多源信息拓撲通信系統的異構多車協同控制方法。

背景技術

隨著交通安全需求、通行效率需求以及節能需求的不斷提高，有研究表明將單一車輛的智能控制逐步過渡到群體車輛的協同控制，既能保證交通的安全性，也能大大提高交通流的通行效率降低擁堵和降低能耗實現生態駕駛。現階段多車的協同駕駛技術還處在探究階段，由于真實路面交通的復雜性和不確定性，因此僅有少部分的實車測試，設計一套完備的多車協同控制系統將是未來的研究熱點。

專利CN110816529A提出一種基于可變時距間距策略的車輛協同式自適應巡航控制方法；專利CN111811834A提出一種基于車車通信的車輛隊列自主行駛能力的測試方法及系統，此方法僅能實現兩車間的V2V通信，但是缺乏對通信時滯問題的深入分析，還未考慮當前車與前向多車的信息交互技術；專利CN109144076B提出一種多車輛橫縱向耦合協同控制系統及控制方法，此方法能改進車輛的安全性能，但是缺乏對通信延時問題的考慮，此外，采用神經網絡分析，會增加系統的計算時間，缺乏時效性；專利CN111845745A提出一種考慮經濟性的車輛隊列控制方法及系統，綜合考慮車輛列隊行駛的經濟性優化，但是對于多車的異構特性缺乏有效分析，存在局限性。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種基于多源前向信息拓撲通信系統的異構多車協同控制方法。

本發明系統的技術方案為一種多源前向信息拓撲通信系統，其特征在于，包括：

中心服務器、n+1個車載狀態監控系統、n+1個動力管理控制系統；

所述中心服務器與每個車載狀態監控系統通過無線方式依次連接；所述車載狀態監控系統安裝于每一輛車上；

所述車載狀態監控系統由定位模塊、速度傳感器、加速度傳感器、微處理器、無線通信模塊構成；

所述車載狀態監控系統的微處理器分別與所述的定位模塊、速度傳感器、加速度傳感器、無線通信模塊通過有線方式依次連接；所述無線通信模塊與所述中心服務器通信模塊通過無線方式連接；

所述的定位模塊采集車輛經緯度，并傳輸至所述微處理器；

所述的速度傳感器安裝于車輪，將車輛的輪胎轉速轉化為車輛車速，并傳輸至所述微處理器；

所述的加速度傳感器安放于車輛ESP系統內部，采集車輛加速度，并傳輸至所述微處理器；

所述無線通信模塊安裝于車輛的左視鏡或右視鏡上，所述微處理器將車輛經緯度、車輛車速、車輛加速度通過所述無線通信模塊無線傳輸至所述中心服務器；

所述的動力管理控制系統與車載狀態監控系統有線連接；

所述的中心服務器接收到列隊中n+1臺車輛的當前經緯度、n+1臺車輛的車速、n+1臺車輛的車輛加速度，同時計算每臺車輛的期望加速度，同時將每臺車輛的期望加速信息按對應的編號通過無線通信依次傳遞給n+1臺車載狀態監控系統，再傳遞給當前車輛的動力管理控制系統進行車速控制。

本發明方法的技術方案為一種異構多車協同控制方法，其特征在于，包括以下步驟：