[发明专利]一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法

权利要求书

1.一种基于车路协同的有人/无人驾驶车辆的编队控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

将目标路段划分为缓冲区和控制区，采集所述缓冲区的无人驾驶车辆的第一状态信息、有人驾驶车辆的第二状态信息以及所述无人驾驶车辆相对于所述有人驾驶车辆的第一位置信息；

基于所述缓冲区与所述控制区的第二位置信息以及所述第一位置信息，通过调整所述第一状态信息、所述第二状态信息，将所述无人驾驶车辆和所述有人驾驶车辆在所述控制区进行编队，其中，编队后的所述无人驾驶车辆和所述有人驾驶车辆具有相同的第三状态信息；

在进行编队的过程中，参与编队的两辆连续所述有人驾驶车辆之间的排间距相同，所述排间距用于表示两辆连续所述有人驾驶车，车辆之间的后保险杠到前保险杠的车间距和动态跟车间距的差值，其中，

所述动态跟车间距的表示式为：

a_i(t)＝τ_i·v_i(t)+a₀

式中，τ_i表示第i辆所述有人驾驶车辆跟随前一所述有人驾驶车辆时需要保持的理想时间差，a_i(t)表示动态跟车间距，v_i(t)表示两相邻车辆中后一辆车辆的速度，a₀表示静态距离，所述静态距离表示停车时两相邻车辆前一辆车的后保险杠与后一辆车的前保险杠的最小距离；

在进行编队的过程中，所述排间距用于确定所述有人驾驶车辆的驾驶行为，确定所述驾驶行为的方法包括：

当所述排间距大于0，所述驾驶行为表示为非耦合跟随模式，每辆所述有人驾驶车辆的速度趋向正无穷；

当所述排间距小于0，所述驾驶行为表示为耦合跟随模式，每一辆所述有人驾驶车辆的速度趋向于前一辆车的速度；

当所述有人驾驶车辆的前方没有车辆时速度趋向于正无穷；

其中，所述排间距的表达式为：

s(t)＝o_i-1(t)-o_i(t)-a_i(t)-len

式中，o_i-1(t)表示两相邻车辆中前一辆车前保险杠位置，o_i(t)表示两相邻车辆中后一辆车前保险杠的位置，a_i(t)是动态跟车间距，len是车辆前保险杠到后保险杠的长度，假设每辆车长度相同；

根据所述排间距、所述第一状态信息、所述第二状态信息，获取每辆所述有人驾驶汽车的跟车耦合动力学模型，所述跟车耦合动力学模型的表达式为：

w_i(t)＝ρ(F_i(p_i(t-δ_i),s_i(t-δ_i))-v_i(t-δ_i))

式中，ρ表示司机的灵敏系数，δ_i是司机的感知延迟，F_i(s_i(t-δ_i),a_i(t-δ_i))为平衡速度-空间函数，其中，所述平衡速度-空间函数的表达式为：

在进行编队的过程中，参与编队的所述无人驾驶车辆的控制输入表达式为：

式中，t_c表示无人驾驶车辆进入控制区的时刻，t_t表示车辆从非耦合自由流模式转为耦合跟随模式的时刻，t_f表示无人驾驶车辆离开控制区的时刻，w_p表示在t_c到t_t时间内，无人驾驶车辆的控制输入减速度w_min即是允许的最大减速度；

在进行编队的过程中，控制所述无人驾驶车辆在进行编队前，判断车辆是否满足编队条件，如果满足，则进行编队，如果不满足，则不编队，所述编队条件为：

式中，Δ(t)表示最前方的无人驾驶车辆与编队中最后一辆有人驾驶车辆的累计排间距，Δ(t_c)就是在t_c时刻的累计排间距，w_p为无人驾驶车辆的控制输入减速度，从t_c到t_t之间的车辆编队过渡持续时间为T_t，即无人驾驶车辆后方跟随的有人驾驶车辆从非耦合模式转变为耦合跟随模式所需要的时间，其中w_p(t)小于0；

在进行编队的过程中，T_t的取值范围如下：

其中，H₂＝L_c-v₁(t_c)·T_s，式中，L_c表示控制区的长度，v₁(t_c)表示无人驾驶车辆在t_c时刻的速度，T_s表示编队到达稳定所需要的时间，即t_p-t_s，t_p是编队形成的时刻，v_min是路段上允许的最小速度。