【技术实现步骤摘要】
本申请属于车辆智能控制，提供一种基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法。
技术介绍
1、动态窗口逼近算法(dynamic window approach，dwa)是一种智能车辆路径规划及避障的实时算法，通过综合考虑智能车辆速度、加速度限制以及障碍物等环境约束建立评估函数，最终得到最优的行驶路径。
2、传统的dwa算法虽然已经被人们广泛使用，但其仍然存在一些问题需要不断改进与完善主要表现在：(1)智能车辆在进行避障过程中，移动距离过大，导致智能车辆行驶效率的下降；(2)在智能车辆避障结束后，存在无法回归原行驶轨迹的可能，在实际行驶情况下可能导致交通瘫痪，甚至交通事故发生。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的问题，本申请提供一种基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法，该控制方法包括以下步骤：
2、s1，建立车辆编队，所述车辆编队包括至少一辆领航车辆，每辆领航车辆包括至少一辆跟随车辆；
3、s2，所述领航车辆持续地按照领航模式行驶，以及各个所述跟随车辆持续地按照编队跟随模式行驶，直到所述车辆编队到达目标点并结束行驶，或者所述车辆编队中的任意车辆驶入模式切换范围并进入步骤s3；
4、s3，未进入模式切换范围的车辆保持行驶模式不变，进入模式切换范围的车辆持续地按照改进dwa算法进行规划路径及行驶，直到驶出所述模式切换范围并返回步骤s2。
5、进一步地，当所述车辆编队中的任意车辆驶入模式切换范围时，其与障碍物的距离小于如
6、
7、其中，dmin为该任意车辆躲避障碍物进行路径规划的最短距离，dmax为该任意车辆在所述车辆编队中保持编队队形的最远距离，vmax为该任意车辆的最大线速度，vt为该任意车辆的实时线速度，a为指数常数。
8、进一步地，步骤s3中所述进入模式切换范围的车辆持续地按照改进dwa算法进行规划路径及行驶，直到驶出所述模式切换范围并返回步骤s2，具体包括以下步骤：
9、s31，对所述进入模式切换范围的车辆的线速度v及角速度w进行采样；
10、s32，基于速度约束条件确定各个可选的采样速度组合，每个采样速度组合包括一组可选的线速度v和角速度w；
11、s33，模拟各个可选的采样速度组合对应的行驶轨迹；
12、s34，基于改进的dwa评价函数g(v,w)确定最优的行驶轨迹并控制所述模式切换范围的车辆沿所述最优的行驶轨迹行驶；
13、s35，判断所述最优行驶轨迹的终点是否已脱离所述模式切换范围，如是，则执行步骤s2，如否，则返回执行步骤s31。
14、进一步地，所述改进的dwa评价函数g(v,w)具体为：
15、
16、其中，dist_goal(v,w)为目标点距离评价函数，dist(v,w)为障碍物距离评价函数，velocity(v,w)为速度评价函数，ideal_way_goal(v,w)为轨迹贴合度评价函数，α、β、γ、η为权重系数，δ()为归一化操作。
17、优选地，所述轨迹贴合度评价函数ideal_way_goal(v,w)由下式确定：
18、ideal_way_goal(v,w)＝1/max[distance(path1,path2)]，
19、其中，path1为对采样速度组合进行模拟得到的行驶轨迹，path2为基于全局规划确定的行驶轨迹，distance(path1,path2)为两条轨迹上各个对应节点之间的距离。
20、优选地，步骤s2中所述领航车辆持续地按照领航模式行驶，具体为：所述领航车辆持续地按照a*算法或人工势场法确定的行驶轨迹行驶。
21、优选地，步骤s2中所述跟随车辆持续地按照编队跟随模式行驶，具体为循环地执行以下步骤：
22、s21，分别对跟随车辆j及其跟随的领航车辆i在当前时刻的位置、姿态、线速度及角速度进行采样；
23、s22，基于领航跟随法确定跟随车辆j在下一时刻的控制量，所述控制量为车辆的线速度及角速度；
24、s23，分别构建领航车辆i与跟随车辆j之间的相对距离势场及相对角度势场
25、s24，分别基于及确定领航车辆i与跟随车辆j之间的相对距离的势场力及相对角度的势场力得到领航车辆i与跟随车辆j之间的总势场力
26、s25，通过调节所述总势场力对跟随车辆j的控制量进行修正；
27、s26，基于修正后的控制量对跟随车辆j进行控制。
28、本申请的实施例提供的一种基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法，针对传统dwa算法进行改进，通过将方位角评价函数替换为车辆当前位置到目标位置的距离评价函数，有效解决了智能车辆在进行避障过程中，移动距离过大的问题，进一步通过引入轨迹贴合度评价函数，避免了车辆避障结束后无法回归原行驶轨迹的问题，从而有效地提升了车辆编队行驶的效率及安全性。
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1.一种基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，当所述车辆编队中的任意车辆驶入模式切换范围时，其与障碍物的距离小于如下式所示的模式切换阈值DS：
3.根据权利要求1所述的基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，步骤S3中所述进入模式切换范围的车辆持续地按照改进DWA算法进行规划路径及行驶，直到驶出所述模式切换范围并返回步骤S2，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，所述改进的DWA评价函数G(v,w)具体为：
5.根据权利要求4所述的基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，所述轨迹贴合度评价函数ideal_way_goal(v,w)由下式确定：
6.根据权利要求1所述的基于改进DWA算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，步骤S2中所述领航车辆持续地按照领航模式行驶，具体为：
7.根据权利要求1所述的基于改进DWA算
...【技术特征摘要】
1.一种基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，当所述车辆编队中的任意车辆驶入模式切换范围时，其与障碍物的距离小于如下式所示的模式切换阈值ds：
3.根据权利要求1所述的基于改进dwa算法的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，步骤s3中所述进入模式切换范围的车辆持续地按照改进dwa算法进行规划路径及行驶，直到驶出所述模式切换范围并返回步骤s2，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于改进dwa算法的车...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨娜，郭凤鑫，王剑锋，刘逸群，李卫华，李仲玉，贾永凯，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：
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