[发明专利]一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法

权利要求书

1.一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将快速路上匝道汇流区及其外延300-400米路段以汇流区中心点为圆心划分为两个圆形区域：感知区和控制区，感知区的范围大于控制区的范围；其中感知区内的道路一侧设置感知设备，控制区为网联自动驾驶车应用事件触发切换控制的区域；

步骤2：构建车辆运动学模型作为参考模型；

步骤3：利用路侧感知设备每隔0.1秒-0.8秒检测感知区内的所有车的位置和速度，将这些车按各自到汇流区的距离从小到大依次分配一个控制编号，并将它们按照各自到汇流区的距离映射到虚拟车队中；

步骤4：交通中的网联自动驾驶车判断当前自己的控制编号是否为1，若是，则转入步骤8，否则转入步骤5；

步骤5：交通中的网联自动驾驶车判断同车道中是否有前车，若否，则转入步骤6，否则转入步骤7；

步骤6：交通中的网联自动驾驶车判断是否可以在其虚拟车道的前车之前到达汇流区，若是，则转入步骤8，否则转入步骤10；

步骤7：交通中的网联自动驾驶车判断与同车道中的前车是否保持安全距离，若是，则转入步骤9，否则转入步骤10；

步骤8：网联自动驾驶车根据步骤3采集到的数据应用车辆自动控制算法I：

u_n(t)＝a_nt+b_n

其中，u_n(t)为第n辆车在时刻t的输入，a_n,b_n满足下列矩阵方程：

在上式中：

s_n(t)为第n辆车在时刻t时的位置；

v_n(t)为第n辆车在时刻t时的速度；

为第n辆车在时刻时的期望位置，通常取为汇流区起点或终点；

为第n辆车在时刻时的期望速度，通常取为当前道路最低限速；

为第n辆车进入汇流区的时间，计算方法为当前车辆到汇流区入口距离除以当前车速；

步骤9：网联自动驾驶车根据采集到的数据应用车辆自动控制算法II：

其中：a_n(t)为第n辆车在t时刻的加速度，也是第n辆车在时刻t的输入；v_n(t)为第n辆车在t时刻的车速；Δv_n(t)＝v_n-1(t)-v_n(t)为t时刻第n-1辆车与第n辆车的相对车速；v_max为最大车速；s_n(t)＝p_n-1(t)-p_n(t)是第n辆车与第n-1辆车在t时刻的车间距，p_n(t)为第n辆车在t时刻的位置；a＝1m/s²，b＝2m/s²，TT＝1.1s，θ的值取为1-4之间的任一整数，s₀取为0-10范围内的非负数；是当速度为v_n(t)，速度差为Δv_n(t)时第n辆车的期望车间距；

步骤10：网联自动驾驶车根据采集到的数据应用车辆自动控制算法III：

其中为应用车辆自动控制算法II后得出的加速度；p_n(t)为第n辆车在t时刻的位置；a_n(t)为第n辆车在t时刻的加速度，也是第n辆车在时刻t的输入；f(p_n)在区间(L₀,S₀)上单调减小，且0≤f(p_n)≤1，其中L₀为控制区的起点，S₀为汇流区的起点。

2.根据权利要求1所述的一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法，其特征在于：所述步骤2中的车辆运动学模型表达式为：

其中：y_n＝[p_n,v_n]^T，u_n＝a_n为加速度输入；p_n为第n辆车的位置；v_n为第n辆车的速度；τ(t)为车辆的输入延迟。