一种实现车辆编队的方法及设备技术

本申请公开了一种实现车辆编队的方法及设备，方法包括：将车队划分为编队粒，在车队包括的编队粒中，由每一个编队粒中的控制车辆控制其所在编队粒中的其它车辆实现车辆编队，和/或由上一个的编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队。本申请所公开的实现车辆编队方法，能够有效提高车辆编队的扩展性和行驶稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种实现车辆编队的方法及设备
本专利技术涉及驾驶控制
，特别是指一种实现车辆编队的方法及设备。
技术介绍
车辆编队是指一组车辆协同行驶，对于提高道路的通行能力、缓解拥堵、提高车辆行驶安全性、降低油耗具有重要意义。为了维持编队车辆之间的距离，车辆之间通过某种通信方式共享速度、加速度、方向等信息。车辆编队可用于高速路车辆编队自动驾驶、车辆巡航等
编队头车是位于整个编队最前面的一辆车，头车具有管理编队成员并向相关编队成员发送自身车辆状态信息的功能。图1所示为传统ACC和CACC编队控制技术的示意图。传统的ACC(自适应巡航控制，adaptivecruisecontrol)编队技术是车辆通过车载传感器获得前车的状态信息，然后通过车载计算机计算自身的最佳加速度和速度，从而形成一个编队。传统的CACC(协作自适应巡航控制，cooperativeadaptivecruisecontrol)编队技术是对ACC技术的扩展，增加了编队成员应用无线通信(如IEEE802.11p或C-V2X)方式获得头车的状态信息，然后通过车载计算机计算自身最佳加速度和速度，从而形成一个编队。编队技术的目的是为了提高交通效率，减少人为因素造成的安全问题，降低事故中的二次伤害。在高速公路场景下，采用一个由头车控制的扩展性强的编队，能够极大地提高交通运输效率，减少司机的数量。编队车辆之间的间距是影响整个车队速度和燃油效率的关键因素。根据气动原理，车辆之间的距离越近，后车获得的风阻越小，车辆编队行驶时越节省燃料。通常情况下，为了得到更小的车间距，编队采用固定车间距的车辆控制方式。ACC和CACC是现有研究中常见的编队控制方式。但是ACC级联(图1中的信息流逐级向后传播的方式)编队控制方式得到的编队稳定性欠佳，主要是由于ACC车辆采用传感器方式获取前车的状态信息然后通过车载计算系统计算前车的运动状况，这一过程产生的延迟远远大于无线通信的延迟。因此造成ACC级联编队中车间距过大、编队一致性差等问题。CACC的编队方式采用无线通信手段，头车把自身的运动状况发送到其他所有本编队成员车辆，同时前车也把车辆本身的运动状况发送到后车，除头车外的后续成员车辆根据这些信息计算一个该车最优的加速度。该方式能够得到比ACC更短车间距的编队，但是由于车辆本身的通信范围有限，所以造成了编队长度受到了限制即扩展性差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种实现车辆编队的方法及设备。基于上述目的，本专利技术提供了：一种实现车辆编队的方法，将车队划分为编队粒，包括：在车队包括的编队粒中，由每一个编队粒中的控制车辆控制其所在编队粒中的其它车辆实现车辆编队，和/或由上一个的编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队。进一步地，所述由上一个的编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队，包括：由所述上一个的编队粒中的所述控制车辆向所述下一个编队粒中的所述控制车辆发送控制信息。进一步地，方法包括：所述车队中的车辆根据其相邻前方车辆的控制信息以及其所在编队粒的所述控制车辆的控制信息控制自身行驶。进一步地，所述将车队划分为编队粒的方式为：将与所述控制车辆的距离在预定距离内的车辆划分到同一编队粒中。进一步地，所述将与所述控制车辆的距离在预定距离内的车辆划分到同一编队粒中包括：计算参考车辆与其后方车辆的距离，将满足所述距离不大于所述预定距离的车辆纳入所述参考车辆所在编队粒。进一步地，在计算参考车辆与其后方车辆的距离前，还包括：将预定车辆作为参考车辆和/或将所述编队粒中距离所述参考车辆距离最大的车辆作为下一个计算用参考车辆。进一步地，所述根据其相邻前方车辆的控制信息以及其所在编队粒的所述控制车辆的控制信息控制自身行驶，包括：根据所述相邻前方车辆的加速度信息、所述控制车辆的加速度信息、预定时间、相邻车辆之间的预订距离计算自身行驶的加速度。进一步地，所述计算自身行驶参数包括通过以下方式计算自身加速度：t＝t-delay_timea＝1-Wb＝W其中，是第i辆车的理想加速度，是第i辆车的前方车辆加速度，为车辆i所在编队粒的头车加速度；t为所述预定时间，delay_time预定控制模式下的延迟时间；gapdes为所述相邻两车之间的间隔距离；N是车队的车辆数；W是所述车辆i所在编队粒的头车的权重系数，a为所述前方车辆的权重系数；ξ是风阻系数，bw是信息流发送的频率。一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行时，使所述至少一个处理器执行上述实现车辆编队的方法。一种实现车辆编队的方法，包括：确定一个第一车辆作为计算用参考车辆，按照车队行驶方向的反方向，依次计算所述参考车辆后方车辆与所述参考车辆的距离，将最后一辆满足所述距离不大于预定距离的第二车辆作为下一个计算用参考车辆；将所述第一车辆、所述第二车辆以及所述第一车辆与所述第二车辆之间的车辆纳入一个编队粒，实现编队。进一步地，方法包括：使用所述编队粒中处于前方的编队粒控制处于其后方的编队粒行驶。进一步地，所述使用所述编队粒中处于前方的编队粒控制处于其后方的编队粒行驶，包括：控制所述处于前方的编队粒中的最前方车辆向所述处于其后方的编队粒中的最前方车辆发送控制信息。本专利技术提供的粒化的车辆编队的方式，既克服了ACC编队方式下稳定性差的问题，又克服了CACC的扩展性不足的问题。该编队方式具有更稳定的行驶状态和更强的扩展性。为了得到一个扩展性强的编队，本专利技术根据头车的有效通信距离设置一些代理头车，这些车辆的作用是向该车辆有效通信范围内的编队成员广播该车的运动状况(如：速度、加速度、刹车系数、方向等)。车辆根据收到的前车和代理头车信息计算自身的最优加速度，从而整个编队表现为运动行为一致。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统ACC和CACC编队控制技术的示意图；图2为本专利技术实施例中一种粒化的巡航车辆编队示意图；图3为本专利技术实施例中计算编队粒头车数组的流程图；图4为本专利技术实施例中一种电子设备结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。本专利技术设计了一种粒化的方法来解决编队的扩展性问题。图2所示为一种粒化的巡航车辆编队示意图。其中车辆向右行驶，编队的第一辆车表示头车(头车位于编队的首部)，黑色虚线框内的车辆表示一个编队粒。编队粒指的是一个编队经过粒化后的子集。本实施例中，将车队划分为多个编队粒(在车辆数目较少能够通过一个控制车辆控制整个车队时，允许只有一个编队粒，即整个车队为一个编队粒)，在每一个编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现车辆编队的方法，其特征在于，将车队划分为编队粒，包括：在车队包括的编队粒中，由每一个编队粒中的控制车辆控制其所在编队粒中的其它车辆实现车辆编队，和/或由上一个的编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队。

【技术特征摘要】
1.一种实现车辆编队的方法，其特征在于，将车队划分为编队粒，包括：在车队包括的编队粒中，由每一个编队粒中的控制车辆控制其所在编队粒中的其它车辆实现车辆编队，和/或由上一个的编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述由上一个编队粒中的车辆控制下一个编队粒中的车辆实现车辆编队，包括：由所述上一个编队粒中的所述控制车辆向所述下一个编队粒中的所述控制车辆发送控制信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：所述车队中的车辆根据其相邻前方车辆的控制信息以及其所在编队粒的所述控制车辆的控制信息控制自身行驶。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述将车队划分为编队粒的方式为：将与所述控制车辆的距离在预定距离内的车辆划分到同一编队粒中。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将与所述控制车辆的距离在预定距离内的车辆划分到同一编队粒中包括：计算参考车辆与其后方车辆的距离，将满足所述距离不大于所述预定距离的车辆纳入所述参考车辆所在编队粒。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算参考车辆与其后方车辆的距离前，还包括：将预定车辆作为参考车辆和/或将所述编队粒中距离所述参考车辆距离最大的车辆作为下一个计算用参考车辆。7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据其相邻前方车辆的控制信息以及其所在编队粒的所述控制车辆的控制信息控制自身行驶，包括：根据所述相邻前方车辆的加速度信息、所述控制车辆的加速度信息、预定时间、相邻车辆之间的预订距...

【专利技术属性】
技术研发人员：时岩，高伟，陈山枝，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11