[發(fā)明專利]一種基于車路協(xié)同的有人/無人駕駛車輛的編隊控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111253977.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113823079B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史彥軍;楚金龍;李佳健;沈衛(wèi)明
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: G08G1/00
• 分類號: G08G1/00;G08G1/16
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 袁蕾

1.一種基于車路協(xié)同的有人/無人駕駛車輛的編隊控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

將目標(biāo)路段劃分為緩沖區(qū)和控制區(qū)，采集所述緩沖區(qū)的無人駕駛車輛的第一狀態(tài)信息、有人駕駛車輛的第二狀態(tài)信息以及所述無人駕駛車輛相對于所述有人駕駛車輛的第一位置信息；

基于所述緩沖區(qū)與所述控制區(qū)的第二位置信息以及所述第一位置信息，通過調(diào)整所述第一狀態(tài)信息、所述第二狀態(tài)信息，將所述無人駕駛車輛和所述有人駕駛車輛在所述控制區(qū)進行編隊，其中，編隊后的所述無人駕駛車輛和所述有人駕駛車輛具有相同的第三狀態(tài)信息；

在進行編隊的過程中，參與編隊的兩輛連續(xù)所述有人駕駛車輛之間的排間距相同，所述排間距用于表示兩輛連續(xù)所述有人駕駛車，車輛之間的后保險杠到前保險杠的車間距和動態(tài)跟車間距的差值，其中，

所述動態(tài)跟車間距的表示式為：

a_i(t)＝τ_i·v_i(t)+a₀

式中，τ_i表示第i輛所述有人駕駛車輛跟隨前一所述有人駕駛車輛時需要保持的理想時間差，a_i(t)表示動態(tài)跟車間距，v_i(t)表示兩相鄰車輛中后一輛車輛的速度，a₀表示靜態(tài)距離，所述靜態(tài)距離表示停車時兩相鄰車輛前一輛車的后保險杠與后一輛車的前保險杠的最小距離；

在進行編隊的過程中，所述排間距用于確定所述有人駕駛車輛的駕駛行為，確定所述駕駛行為的方法包括：

當(dāng)所述排間距大于0，所述駕駛行為表示為非耦合跟隨模式，每輛所述有人駕駛車輛的速度趨向正無窮；

當(dāng)所述排間距小于0，所述駕駛行為表示為耦合跟隨模式，每一輛所述有人駕駛車輛的速度趨向于前一輛車的速度；

當(dāng)所述有人駕駛車輛的前方?jīng)]有車輛時速度趨向于正無窮；

其中，所述排間距的表達式為：

s(t)＝o_i-1(t)-o_i(t)-a_i(t)-len

式中，o_i-1(t)表示兩相鄰車輛中前一輛車前保險杠位置，o_i(t)表示兩相鄰車輛中后一輛車前保險杠的位置，a_i(t)是動態(tài)跟車間距，len是車輛前保險杠到后保險杠的長度，假設(shè)每輛車長度相同；

根據(jù)所述排間距、所述第一狀態(tài)信息、所述第二狀態(tài)信息，獲取每輛所述有人駕駛汽車的跟車耦合動力學(xué)模型，所述跟車耦合動力學(xué)模型的表達式為：

w_i(t)＝ρ(F_i(p_i(t-δ_i),s_i(t-δ_i))-v_i(t-δ_i))

式中，ρ表示司機的靈敏系數(shù)，δ_i是司機的感知延遲，F(xiàn)_i(s_i(t-δ_i),a_i(t-δ_i))為平衡速度-空間函數(shù)，其中，所述平衡速度-空間函數(shù)的表達式為：

在進行編隊的過程中，參與編隊的所述無人駕駛車輛的控制輸入表達式為：

式中，t_c表示無人駕駛車輛進入控制區(qū)的時刻，t_t表示車輛從非耦合自由流模式轉(zhuǎn)為耦合跟隨模式的時刻，t_f表示無人駕駛車輛離開控制區(qū)的時刻，w_p表示在t_c到t_t時間內(nèi)，無人駕駛車輛的控制輸入減速度w_min即是允許的最大減速度；

在進行編隊的過程中，控制所述無人駕駛車輛在進行編隊前，判斷車輛是否滿足編隊條件，如果滿足，則進行編隊，如果不滿足，則不編隊，所述編隊條件為：

式中，Δ(t)表示最前方的無人駕駛車輛與編隊中最后一輛有人駕駛車輛的累計排間距，Δ(t_c)就是在t_c時刻的累計排間距，w_p為無人駕駛車輛的控制輸入減速度，從t_c到t_t之間的車輛編隊過渡持續(xù)時間為T_t，即無人駕駛車輛后方跟隨的有人駕駛車輛從非耦合模式轉(zhuǎn)變?yōu)轳詈细S模式所需要的時間，其中w_p(t)小于0；

在進行編隊的過程中，T_t的取值范圍如下：

其中，H₂＝L_c-v₁(t_c)·T_s，式中，L_c表示控制區(qū)的長度，v₁(t_c)表示無人駕駛車輛在t_c時刻的速度，T_s表示編隊到達穩(wěn)定所需要的時間，即t_p-t_s，t_p是編隊形成的時刻，v_min是路段上允許的最小速度。