[发明专利]一种智能网联汽车协同换道入队控制方法

说明书

本发明公开一种智能网联汽车协同换道入队控制方法，包括如下步骤：1：由请求入队车向队列中的决策车发送入队请求；2：决策车接收队列车和请求车的位置、速度、加速度信息，判断请求入队车的最佳插入位置，更新队列中相关车的ID并给出期望车距；3：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、后车达到如下条件后，开始换道并进入队列。本发明充分利用智能网联汽车技术，控制策略不仅可以保证车辆出入队列的安全性，还可以尽可能小地影响队列的运动，提高交通效率。同时，该控制策略具有普适性，不管车辆队列采用何种队列结构都不影响该控制策略的有效性。

技术领域

本发明属于智能网联汽车控制技术领域，具体涉及一种基于车车通信技术的智能网联汽车入队列控制方法。

背景技术

车辆的队列化可以显著减缓交通拥堵、改善交通效率、提高驾驶安全性和改进燃油经济性。车辆队列化控制的研究始于上世纪80年代美国加州的PATH项目。“队列化”是指将同一车道内的相邻车辆进行编队，根据相邻车辆信息自动调整车辆的纵向运动状态，从而使得车辆队列最终达到一致的行驶速度并保持期望的车距。

协同换道是指车辆在换道过程中，直行车辆通过减速或换道，为换道车辆提供足够的安全距离。统计表明在我国高速公路的众多交通事故中，因为违规变更车道导致事故的占13％，未保持安全车距占30.63％。同时，在高速公路入口匝道的合流区也是交通事故的高发区，队列秩序的混乱造成严重后果。

目前车辆队列的控制技术仅针对已经形成队列的纵向控制，而没有针对出入队列的机动控制策略。协同换道技术仅仅考虑想要换道的车辆和周围两辆车的情况，不考虑对整列车队的影响，与车出入队列有一定差别。

利用无线通信技术，汽车可以更容易地获取周围的车辆队列信息并进行实时分析，从而更好的实现协同换道。

发明内容

本发明提供了一种基于无线通信和队列控制技术的智能网联汽车协同换道入队控制方法，该方法可以应用于车辆队列行驶过程中的入队场景，该控制方法不仅可以保证入队列的安全性，还可以尽可能小地影响队列的运动，提高交通效率。

本发明解决以上技术问题所采用的技术方案如下：一种智能网联汽车协同换道入队控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：由请求入队车向队列中的决策车发送入队请求以及该车的位置、速度、加速度信息；

步骤2：决策车同时还接收队列中所有车辆的位置、速度、加速度信息，当接到入队请求后，根据当前时刻队列中各车和请求入队车的纵向相对位置、速度、加速度信息，判断请求入队车的最佳插入位置，更新队列中相关车的ID并给出期望车距；

其中，所述决策车判断最佳插入位置的方法如下：

1)首先，决策车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；

2)其次，决策车试算请求入队车在插入队列后车队的运动状态，选取车队速度波动最小的位置为合适的插入位置；

步骤3：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、后车达到达到允许距离后，开始换道并进入队列。

其中，队列中每辆车的控制律如下：