[發明專利]一種高速公路卡車編隊系統

在審

• 申請號: 202110318051.9
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113071490A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 何少煒;金智林
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/165
• 分類號: B60W30/165;B60W40/02;B60W50/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本發明公開了一種高速公路卡車編隊系統，包括環境感知模塊、車聯網通信模塊、決策控制模塊。將領航車的決策控制模塊作為隊列控制中心，根據各車的行駛里程大小進行編號產生隊列，實時進行局部路徑規劃，控制隊列車輛對最優路徑實現跟蹤，并實時監測隊列是否需要進行緊急避撞。可實現高速公路卡車隊列行駛，提高道路交通效率、降低燃油消耗率，且隊列整體運輸效率高、穩定性高、安全可靠。

技術領域

本發明涉及車輛協同技術領域，具體為一種高速公路卡車編隊系統。

背景技術

車輛編隊行駛技術是目前自動駕駛領域研究的新技術，旨在通過車車協同技術，根據領航車的操作改變駕駛策略，實現編隊控制，在保證安全性的基礎上縮短跟馳間距，減小成員車速度波動，從而增加現有道路的交通流量，提高交通效率和駕乘舒適性。高速公路上卡車編隊可極大地減小前后車的車間距離，使后車進入前車的尾流區，由于兩輛車的空氣流場發生干涉，使前后車的氣動特性參數發生變化，從而降低了前后車高速行駛時的空氣阻力以及編隊行駛時整體的空氣阻力。這對長途公路運輸而言，能夠有效降低燃油消耗、尾氣排放，燃油經濟性極大提升的同時降低環境污染。其次，卡車編隊能夠減少駕駛員疲勞駕駛、人為失誤等情況帶來的事故風險，同時減小成員車的速度波動，從而提高編隊行駛整體速度，提高貨物運輸效率。

目前，對于車輛編隊技術的方法已有很多，中國專利201910452625.4公開了一種基于車路協同技術的車輛編隊方法，其中的目標車輛向任一路側單元RSU發送請求創建編隊的信息，任一RSU允許創建編隊后接受其他車輛發送來的請求加入編隊的信息，之后發送允許加入編隊的信息及目標車輛的編隊信息給其他車輛。該方法可更好地協調道路上多個車輛的整體通行行為，有助于解決交通擁堵的狀況，節約能源的消耗。但該方法功能簡單，在復雜交通情況下可能導致功能失效。

中國專利201910422168.4提供了一種高速公路重型卡車編隊縱向行駛控制方法，在建立的兩車相互運動學模型基礎上設計分布式自適應車輛編隊控制器，使用相鄰車通信結構，控制器通過獲取與本車所相鄰的前后車道路交通信息，在跟隨過中將前后車動態變化考慮進來，保證了編隊車輛整體的安全性。但分布式控制器對車間通信要求高，車間信息處理量大、效率低。

中國專利201811100708.9提出了一種車輛編隊自主跟隨控制系統及方法，包括控制裝置、通信裝置和視頻探測裝置，實現了車輛編隊的自主跟隨控制，減低了車輛編隊跟車失誤率，解決了車輛跟丟后不能重新跟隨的問題。但當出現視頻探測裝置無法測到前車距離等情況下，缺乏有效的處理手段。

發明內容

發明目的：針對上述現有技術，提出一種高速公路卡車編隊系統，可更好的實現高速公路卡車編隊，提高隊列行駛整體速度，提高貨物運輸效率。

技術方案：一種高速公路卡車編隊系統，每輛卡車上安裝包括環境感知模塊、車聯網通信模塊、決策控制模塊；

所述環境感知模塊用于感知車輛周圍道路環境并將周圍是否有車以及車間距信號傳遞給決策控制模塊；

所述車聯網通信模塊用于車輛與道路以及其他車輛之間的信息傳遞；

所述決策控制模塊用于根據環境感知模塊和車聯網通信模塊傳遞的信息進行信息融合處理，根據融合處理后的信息實時進行局部的路徑規劃并控制車輛對最優路徑進行跟蹤行駛或跟隨前車行駛。

進一步的，所述決策控制模塊包括執行如下步驟的存儲器：

步驟1：駕駛員通過車聯網通信模塊發起編隊申請，通過車輛的行程規劃將各車輛按行駛里程從大到小依次排序編號為0、1、2、3……，并將各編號發送給每一輛車，各車根據編號排序行駛形成隊列，其中編號為0的車輛V0作為隊列領航車，由駕駛員參與駕駛操控，并將車輛V0的決策控制模塊作為隊列控制中心；

步驟2)：隊列控制中心根據車輛V0的環境感知模塊所得到的信息和車聯網通信模塊所得到的周圍車輛位置信息，進行局部路徑規劃，決策出一條局部最優路線；