[发明专利]汽车协同编队行驶的动态路径规划方法有效

专利信息
申请号: 201410244994.1 申请日: 2014-06-04
公开(公告)号: CN104021664A 公开(公告)日: 2014-09-03
发明(设计)人: 张晋东;贾晓燕;李亚慧;冯阳;魏志杰;孙晨;马彬;李瑞升 申请(专利权)人: 吉林大学
主分类号: G08G1/00 分类号: G08G1/00;G01C21/34
代理公司: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 代理人: 汤东凤
地址: 130012 吉林省*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 汽车 协同 编队 行驶 动态 路径 规划 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及路径规划领域,特别是涉及一种汽车协同编队行驶的动态路径规划方法。

背景技术

就目前的情况来看,解决交通问题切实可行的办法是如何提高现有的道路交通容量和效率。例如使用先进的科学技术来提高汽车性能;利用自动化技术消除驾驶员反应延时和判断不准确等人为因素带来的干扰;采用更有效的交通管理办法对汽车合理调度等,这些方法不仅能够提高道路交通流量,同时可减轻交通阻塞、交通事故等不利现象的发生。

近些年来,各国都对智能交通各领域进行了追踪研究,我们发现:

最优路径规划模块是车载导航系统中的关键模块,最优路径规划算法的实时性和最优性是衡量导航系统性能好坏的重要指标。最优路径规划根据电子地图中的拓扑关系,考虑实时交通信息,规划出最优路径,供导航系统引导用户。这样,可以降低用户的出行费用,解决用户对陌生城市道路不熟悉的问题,甚至可以协调的控制城市的汽车出行路线,提高城市道路的利用效率,较少拥挤道路数量。

交通限制信息的复杂性以及交通状况随时间的不断变化的特性使得用一般的以理想网络图模型为基础的静态寻路算法所得到的最优路径很有可能与实际最优路径相去甚远,这样就要求导航系统具备考虑交通限制信息以及交通状况动态变化特性的动态寻路能力。因而,对汽车导航系统动态寻路技术包括动态交通路网建模,动态寻路算法的设计、实施,动态导航系统平台结构设计等方面作详细的分析和研究将具有重要的实际应用价值。

在众多的汽车调度方法中,对汽车进行编队控制就是一种有效的汽车调度方法。其目的是提高陆路交通的安全性、提高道路的通行能力、节约能源、减轻驾驶员的劳动强度、提高其舒适度等。

通过动态最优路径选取以及汽车编队的控制提高道路汽车密度,增加道路容量,同时,有效地缓解交通拥堵,增强交通的畅通性及安全性。此外,汽车编队行驶可以降低汽车受到的空气阻力,降低汽车耗油,节约能源。因此有必要对最优路径选取基础上的汽车编队的控制方法进行研究。

综上所述,进行动态选路基础上汽车的编队控制的研究在提高交通安全性和道路通行能力方面具有重大的理论和现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车协同编队行驶的动态路径规划方法,以提高道路交通的安全性、道路的通行能力、节约能源、减轻驾驶员的劳动强度、提高其舒适度,这样可以使道路容量尽可能的加大,使行驶尽可能的通畅。

为解决上述技术问题,作为本发明的一个方面,提供了一种汽车协同编队行驶的动态路径规划方法,包括:步骤10,判断是否到达目的地,如果未到达目的,则执行步骤20;步骤20,判断头车是否到达路口,如果头车到达路口,执行步骤30;步骤30,采用SPFA算法确定初始最短路径;步骤40,获取当前路口所有汽车的信息;步骤50,用Fuzzy编队算法判断当前路口是否适合编队,如果适合编队,执行步骤60,否则执行步骤70;步骤60,控制汽车在目标路段形成编队;步骤70,更新源路段和路段的相关信息;步骤80,执行步骤10。

进一步地,步骤20还包括:如果头车未到达路口,则执行步骤30’;步骤30’,取得前车信息;步骤40’,根据Fuzzy编队算法判断是否适合编队,如果适合,执行步50’,否则执行步骤60’;步骤50’,控制汽车在当前路段形成编队;步骤60’,执行步骤10。

进一步地,在步骤10之后且在步骤20之前还包括:步骤11,判断是否为头车,如果是头车,则执行步骤20,否则执行步骤10。

进一步地,在步骤10之前还包括:步骤1,加载地图信息;步骤2,初始化汽车信息;步骤3,启动汽车。

进一步地,步骤10中,在判断是否到达目的地之前,还包括对汽车位置和速度变化进行处理的步骤。

本发明进行了动态路径规划结合模糊控制汽车编队的情况下,汽车行驶策略的研究。运用本发明,汽车行驶时根据SPFA算法所选出的最优路径前进,并在行驶过程中,采用模糊控制方法,结合道路汽车信息进行编队行驶,可以使道路上所有汽车行驶时间总体减少。这样可以增加汽车流动,提高道路容量。

同时,在每辆汽车行驶过程中,考虑与周围汽车位置与路径的关系,判断是否进行编队。这样整体上提高了智能车的性能,整体上减小了所有汽车到达目的地的时间,从而缓和了道路的压力。进行编队,更重要的是,这样在应用中有很大的价值,能够使汽车新手能够快速的到达目的地,比如在一个有汽车驾驶经历十年的老手带队情况下,新手可以更安全,更节省时间,而且有效增强汽车行驶的安全性。

附图说明

图1示意性示出了本发明的算法流程图。

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