[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

说明书

本发明公开了一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法，包括以下步骤：将匝道附近路段分为控制区和感知区，构建车辆运动学模型，为所有感知区内的车辆分配编号，根据不同的算法来实现事件触发切换控制机制。本发明综合考虑了感知区内的所有车辆信息，从而为网联自动车匝道汇流控制提供了全面的数据信息，采用事件触发切换控制机制来控制网联自动车的汇流，根据每辆网联自动车所处的位置、速度的不同采取不同的控制策略，既能保障安全，又能提高通行效率。

技术领域

本发明属于智能汽车运动控制领域，具体涉及一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法。

背景技术

目前，市面上已经有搭载无人驾驶功能的车辆发售，还有部分车辆已经装备高级驾驶辅助系统(ADA步骤)，该系统利用车辆自身的安全辅助传感器，包括视频、微波、毫米波和激光雷达等，能够实现车辆一定工况下的自适应辅助驾驶。但是由于技术发展及法律法规限制，在未来的一段时间内，网联自动驾驶车和传统人驾车组成的混合交通将会是未来交通的主要形式。

在混合交通中，理想条件下的自动驾驶车上匝道汇流区控制方法的效率会降低，甚至可能会给交通带来负面影响。为此，有必要针对混合交通中的网联自动驾驶车设计新的汇流区控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种混合交通快速路上匝道汇流区网联自动车控制方法，以实现在网联自动驾驶车占有率不高时，优化快速路上匝道交通状况。该方法在原有策略的基础上，通过引入事件触发切换控制机制，以此来改善控制效果，提高通行能力。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

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；