[发明专利]一种智能网联汽车协同换道入队控制方法

权利要求书

1.一种智能网联汽车协同换道入队控制方法，其特征在于：

在队列中指定一辆决策车，决策车利用请求入队车状态信息以及队列中车辆信息，根据队列中各车控制器的控制律和动力学模型，预测车辆队列未来的运动状态；

然后通过试算选取入队车的最佳插入位置，即入队车在队列中的ID，然后向入队车发送该ID值，同时向队列中原本ID大于入队车ID的车辆发送更新的ID，使它们ID在原值基础上加1；

队列中所有车辆以及请求入队车根据决策车返回的更新ID，自行控制车速，当请求入队车与它即将插入队列位置的前、后车达到允许距离后，开始换道并进入队列；

其中，决策车选取入队车最佳插入时机和插入位置的方法是：

a)决策车首先根据当前请求入队车状态信息以及队列中车辆信息找出距离请求入队车最近的队列中的两辆车的ID：a和a+1；

b)设b为请求入队车插入队列后的ID，即插入位置；t₀为队列更新ID的时刻，忽略通信时延，认为等于决策车接到入队请求的时刻；T为计算步长；t_t为所有车辆速度重新一致的时刻；则，

决策车依据车辆控制律表达式：

其中，i∈(1,n],i∈Z，n为队列中车辆的数目，u_i(t)为第i辆车的控制律，k_ij,#(#＝p,v,a)是控制器的增益，p_i(t)是t时刻第i辆车的位置，p_j(t)是t时刻第j辆车的位置，d_i,j是第i辆和第j辆车的期望车距，v_i(t)、a_i(t)分别是t时刻第i辆车的速度和加速度，v_j(t)、a_j(t)分别是t时刻第j辆车的速度和加速度，Π_i第i辆车的邻域，即第i辆车可以接收到消息范围内的车，第i辆车的i就是该车对应的ID，第j辆车的j也是该车对应的ID；

假设请求入队车从b位置插入，根据收到的所有当前车辆状态信息x_i(t₀)，计算车辆的控制律u_i(t₀)；

其中，

T为计算步长；τ_i为车辆纵向动力系统的时滞常数，u_i(t₀)为t₀时刻第i辆车的控制律；p_i(t₀)是t₀时刻第i辆车的位置，v_i(t₀)是t₀时刻第i辆车的速度，a_i(t₀)是t₀时刻第i辆车的加速度；

c)再将u_i(t₀)代入车辆动力学模型x_i(t+T)＝A_ix_i(t)+B_iu_i(t)，估计出车辆在t₀+T时刻的状态x_i(t₀+T)，再计算u_i(t₀+T)，依次迭代计算，直到|v_i(t)-v_j(t)|≤0.1m/s,i∈[1,n),j∈(1,n]，j＞i为止，即队列中所有车辆，包括新入队车辆的速度重新一致，记此时刻为t_t；

d)计算请求入队车引起的车队中所有车辆的速度波动和Δv(b)：

当Δv(b)最小时的b即为所选，b在a～n之间。