[发明专利]一种基于多源信息拓扑通信系统的异构多车协同控制方法

说明书

本发明提出了一种基于多源信息拓扑通信系统的异构多车协同控制方法。本本发明系统包括中心服务器、车载状态监控系统、动力管理控制系统。本发明方法以中心服务器设定车辆列队的通信邻域范围、车头时距参数，并根据车辆编号、状态信息构造出单一前馈信号的协同控制器；在此基础上单一前馈信号的协同控制器扩展为通信延时下的多源前馈信息控制器；将协同控制器耦合成单车的状态空间闭环控制模型；再构建通信延时下的单车闭环控制模型的扩展状态空间模型；最后构多辆车内部耦合的闭环控制状态空间模型，实时同步计算所有车辆的期望状态信息。本发明通过V2V实现异构车辆列队在通信延时环境下的协同控制，确保安全性的同时，兼顾稳定性。

技术领域

本发明属于多车协同控制技术和智能网联技术领域，尤其一种基于多源信息拓扑通信系统的异构多车协同控制方法。

背景技术

随着交通安全需求、通行效率需求以及节能需求的不断提高，有研究表明将单一车辆的智能控制逐步过渡到群体车辆的协同控制，既能保证交通的安全性，也能大大提高交通流的通行效率降低拥堵和降低能耗实现生态驾驶。现阶段多车的协同驾驶技术还处在探究阶段，由于真实路面交通的复杂性和不确定性，因此仅有少部分的实车测试，设计一套完备的多车协同控制系统将是未来的研究热点。

专利CN110816529A提出一种基于可变时距间距策略的车辆协同式自适应巡航控制方法；专利CN111811834A提出一种基于车车通信的车辆队列自主行驶能力的测试方法及系统，此方法仅能实现两车间的V2V通信，但是缺乏对通信时滞问题的深入分析，还未考虑当前车与前向多车的信息交互技术；专利CN109144076B提出一种多车辆横纵向耦合协同控制系统及控制方法，此方法能改进车辆的安全性能，但是缺乏对通信延时问题的考虑，此外，采用神经网络分析，会增加系统的计算时间，缺乏时效性；专利CN111845745A提出一种考虑经济性的车辆队列控制方法及系统，综合考虑车辆列队行驶的经济性优化，但是对于多车的异构特性缺乏有效分析，存在局限性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于多源前向信息拓扑通信系统的异构多车协同控制方法。

本发明系统的技术方案为一种多源前向信息拓扑通信系统，其特征在于，包括：

中心服务器、n+1个车载状态监控系统、n+1个动力管理控制系统；

所述中心服务器与每个车载状态监控系统通过无线方式依次连接；所述车载状态监控系统安装于每一辆车上；

所述车载状态监控系统由定位模块、速度传感器、加速度传感器、微处理器、无线通信模块构成；

所述车载状态监控系统的微处理器分别与所述的定位模块、速度传感器、加速度传感器、无线通信模块通过有线方式依次连接；所述无线通信模块与所述中心服务器通信模块通过无线方式连接；

所述的定位模块采集车辆经纬度，并传输至所述微处理器；

所述的速度传感器安装于车轮，将车辆的轮胎转速转化为车辆车速，并传输至所述微处理器；

所述的加速度传感器安放于车辆ESP系统内部，采集车辆加速度，并传输至所述微处理器；

所述无线通信模块安装于车辆的左视镜或右视镜上，所述微处理器将车辆经纬度、车辆车速、车辆加速度通过所述无线通信模块无线传输至所述中心服务器；

所述的动力管理控制系统与车载状态监控系统有线连接；

所述的中心服务器接收到列队中n+1台车辆的当前经纬度、n+1台车辆的车速、n+1台车辆的车辆加速度，同时计算每台车辆的期望加速度，同时将每台车辆的期望加速信息按对应的编号通过无线通信依次传递给n+1台车载状态监控系统，再传递给当前车辆的动力管理控制系统进行车速控制。

本发明方法的技术方案为一种异构多车协同控制方法，其特征在于，包括以下步骤：