一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法技术

本发明专利技术公开了一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法，其特征在于，包括：利用路测设备获取控制区内的所有车辆的位置、速度和加速度；确定位于控制区域内的所有网联自动车；确定头车网联自动车和非头车网联自动车；对头车网联自动车应用第一车辆自动控制算法；对非头车网联自动车应用第二车辆自动控制算法。本发明专利技术实现了不同智能化等级车辆间的协同运动控制，提高了快速路车道缩减区的通行效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法


[0001]本专利技术属于涉及网联智能汽车的控制领域，具体的，涉及一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法。

技术介绍

[0002]随着信息及通信技术的快速发展及其在交通系统中的广泛应用,交通系统具有信息物理系统(CPS)的典型特征。在交通信息物理系统(T
‑
CPS)中,利用车载通信设备,车与车、车与路侧设备可以通过通信交换数据。然而,交通的全面智能化和自动化不可能一蹴而就。在未来一段时间内,传统人驾车和自动驾驶车将在一段时间内共存,形成一类新型混合交通。由于新型混合交通中的异构车辆在信息获取的类型、范围和实时性上存在较大差异，需要提出一种新的协同行驶的控制手段，保证异构车辆在快速路瓶颈区过程中兼顾车间间距一致性和速度一致性的同时，提高通行效率。
[0003]通过查阅相关专利和论文发现，从网络的角度，模型中的每辆车可以视为节点，并挑选特殊的节点对其施加反馈控制，采取牵制控制的思路，可以通过调节自动驾驶车的运动状态,进而间接影响、诱导、控制交通中存在的人驾车,达到优化整个交通系统的目的。专利申请114067559A充分考虑传统一般车辆的随机性,具体为将车道合并瓶颈处的路段分为控制区、合流区和合并下游区，在车辆进入控制区后,实时收集其速度和位置，根据获得的车辆轨迹信息,确定控制区内各车道的车辆数，采用双层优化算法对自动车的最优合流次序和合流轨迹进行设计，提出了一种自动车专用道并入普通车道的合流优化控制方法，但该方法只考虑了自动驾驶车并入普通车道的场景，不具有一般性。专利111583644B将匝道附近路段分为控制区和感知区,构建车辆运动学模型,为所有感知区内的车辆分配编号,根据不同的算法来实现事件触发切换控制机制，提出了一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法，但该方法没有考虑自动驾驶车辆对人驾车辆的间接影响，没有充分体现自动驾驶车辆的引导作用。
[0004]因此，需要提供一种有效的针对快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]利用路测设备获取控制区内的所有车辆的位置、速度和加速度；
[0008]确定位于所述控制区域内的所有网联自动车；
[0009]将所述控制区域中的网联自动车中位于沿车流方向最前方的网联自动车记为头车网联自动车，将所述控制区域中的网联自动车中的其他网联自动车记为非头车网联自动车；
[0010]对所述头车网联自动车应用第一车辆自动控制算法:
[0011][0012]其中，t为执行众从牵制控制的时间，τ
s
表示车辆对自身状态的处理导致的时延，x0(t
‑
τ
s
)＝[s0(t
‑
τ
s
),v0(t
‑
τ
s
)]T
表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的状态向量，s0(t
‑
τ
s
)＝[x0(t
‑
τ
s
),y0(t
‑
τ
s
)]T
表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的位置向量，x0(t
‑
τ
s
)和y0(t
‑
τ
s
)分别表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的横向位置和纵向位置，表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的速度向量，和分别表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的横向速度和纵向速度，表示对x0(t)中的t求一阶导数，f(t,x0(t
‑
τ
s
))表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的运动状态对其自身在t时刻的影响；
[0013]对所述非头车网联自动车中的每个非头车网联自动车i应用第二车辆自动控制算法：
[0014][0015]其中，x
i
(t
‑
τ)＝[s
i
(t
‑
τ),v
i
(t
‑
τ)]T
表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的状态向量，s
i
(t
‑
τ)＝[x
i
(t
‑
τ),y
i
(t
‑
τ)]T
表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的位置向量，x
i
(t
‑
τ)和y
i
(t
‑
τ)分别表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的横向位置和纵向位置；表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的速度向量，和分别表示表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的横向速度和纵向速度，其中，τ取τ
s
或τ
c
，f(t,x
i
(t
‑
τ
s
))表示非头车网联自动车i的在t
‑
τ
s
时刻的运动状态对其自身在t时刻的影响，p(t,x
j
(t
‑
τ
c
),x
i
(t
‑
τ
c
))表示车辆j和非头车网联自动车i在t
‑
τ
c
时刻的运动状态对非头车网联自动车i在t时刻的影响，τ
c
表示车辆j对其周边车辆状态的采集和处理导致的时延，τ
c
大于τ
s
，车辆j表示所述控制区内除非头车网联自动车i之外的其他车辆，N+1表示控制区内的车辆总数，u
i
(t
‑
τ
i
)表示牵制控制输入，τ
i
表示牵制输入时延；
[0016]根据所述第二车辆自动控制算法，确定对非头车网联自动车i的牵制控制输入u
i
(t)和车辆j对非头车网联自动车i的影响p(t,x
j
(t
‑
τ
c
),x
i
(t
‑
τ
c
))；
[0017]将所述牵制控制输入u
i
(t
‑
τ
i
)和p(t,x
j
(t
‑
τ...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速路车道缩减区的混合交通众从牵制控制方法，其特征在于，包括：利用路测设备获取控制区内的所有车辆的位置、速度和加速度；确定位于所述控制区域内的所有网联自动车；将所述控制区域中的网联自动车中位于沿车流方向最前方的网联自动车记为头车网联自动车，将所述控制区域中的网联自动车中的其他网联自动车记为非头车网联自动车；对所述头车网联自动车应用第一车辆自动控制算法:其中，t为执行众从牵制控制的时间，τ
s
表示车辆对自身状态的处理导致的时延，x0(t
‑
τ
s
)＝[s0(t
‑
τ
s
),v0(t
‑
τ
s
)]
T
表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的状态向量，s0(t
‑
τ
s
)＝[x0(t
‑
τ
s
),y0(t
‑
τ
s
)]
T
表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的位置向量，x0(t
‑
τ
s
)和y0(t
‑
τ
s
)分别表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的横向位置和纵向位置，表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的速度向量，和分别表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的横向速度和纵向速度，表示对x0(t)中的t求一阶导数，f(t,x0(t
‑
τ
s
))表示头车网联自动车在t
‑
τ
s
时刻的运动状态对其自身在t时刻的影响；对所述非头车网联自动车中的每个非头车网联自动车i应用第二车辆自动控制算法：其中，x
i
(t
‑
τ)＝[s
i
(t
‑
τ),v
i
(t
‑
τ)]
T
表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的状态向量，s
i
(t
‑
τ)＝[x
i
(t
‑
τ),y
i
(t
‑
τ)]
T
表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的位置向量，x
i
(t
‑
τ)和y
i
(t
‑
τ)分别表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的横向位置和纵向位置；表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的速度向量，和分别表示表示非头车网联自动车i在t
‑
τ时刻的横向速度和纵向速度，其中，τ取τ
s
或τ
c
，f(t,x
i
(t
‑
τ
s
))表示非头车网联自动车i的在t
‑
τ
s
时刻的运动状态对其自身在t时刻的影响，p(t,x
j
(t
‑
τ
c
),x
i
(t
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：孙棣华，刘忠诚，赵敏，梁勇康，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：