[发明专利]一种车联网环境下车辆编队控制系统与方法

权利要求书

1.一种车联网环境下车辆编队控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1)：联网车辆将自身信息，包括目的地、计算能力、通信速率和编队请求上传到车辆调度中心；

步骤2)：调度中心选取自动驾驶等级较高、计算能力与通信能力更强的车辆作为领航车辆，领航车辆周期的广播预编队信息；

步骤3)：跟随车辆接收到领航车辆的预编队信息后，与领航车辆建立V2V加入编队，并且跟随车辆按照1～N进行编号，跟随车辆的数量到达预编队的长度时N_max时，禁止车辆加入编队，完成编队，编队行驶控制周期开始；

步骤4)：编队完成后，领航车辆接收调度中心与路边单元RSU的路况信息进行编队行驶决策的制定，包括行驶路径、行驶速度和变道，领航车辆周期发布速度、加速度、刹车、转弯和转向信息给跟随车辆；

步骤5)：在编队行驶过程当中，编队中的跟随车辆将利用通信模块将自身的编号、位置、速度、转向角度、误差和间距的自身信息周期性发送给领航车辆；

步骤6)：在行驶过程中，如有编号为i的跟随车辆请求离开编队，i≤N_max，则跟随车辆需要先向领航车辆发起离队请求，等待领航车辆向其下达离队指令后，其驶离编队；如果有队外车辆想加入编队，则需要向领航车辆发起入队请求，领航车辆检测控制系统中的编号列表，如果现有车辆最大编号M，且M＜N_max，M≥0则允许车辆加入编队；

步骤7)：等待下个命令周期，从步骤4)开始；

所述步骤3)具体为：

S31：通信模块中，车间通信、车辆与路边单元RSU通信使用PC5接口通信，车辆与基站使用Uu接口通信；

S32：无线定位模块中，车辆使用GNSS获取自身的位置信息；

S33：车道检测模块中，车辆使用高精度车载摄像头采集前方车道与相邻车道的路况信息；

S34：距离检测模块中，车辆使用激光、雷达、超声波或者红外线获取距离信息；

所述步骤5)中，跟随车辆系统误差模型和理想跟随距离模型如下：

S51：跟随车辆横向位置误差由如下公式计算：

其中，D^d表示理想跟随距离，β^d表示两车质心连线与跟随车辆横向速度方向夹角，ω^d表示下个时刻两车相对角度，v_ωl、v_ul表示领航车的横向和纵向速度，v_ωf表示当前刻跟随车辆的横向速度，e_Y、e_θ表示当前时刻两车的纵向位置误差和角度误差，常数b表示车辆的后轴到质心的距离；

S52：跟随车辆纵向误差信息由如下公式计算：

其中，e_X表示两车横向位置误差；

S53：跟随车辆角度误差信息由如下公式计算：

S54：车辆间的理想跟随距离信息由如下公式计算：

其中，v_ul、v_uf分别表示领航车和跟随车辆的行驶速度；

跟随车辆通过计算系统误差和理想跟随距离并发送给领航车，领航车就在下个指令周期下达更为准确的控制信息。