[发明专利]一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法

摘要

一种基于车路协同技术的车队管理方法，该方法包括以下步骤：形成车队步骤、加入车队步骤、离开车队步骤、解散车队步骤和车队切换步骤；其中，车队切换步骤包括：S1：当头车侦测到从第一路侧单元的覆盖范围进入到第二路侧单元；S2：头车判断是否有搜寻到第二路侧单元的车队授权信息；S3：头车判断行驶方向是否与车队可行驶方向相同；S4：头车判断是否符合车型要求；是则，头车设定车队状态T_state为0，更新车队状态消息TSM并发布，进入解散车队步骤。基于车路协同技术实现移动互联环境下的车队管理，可更好地协调道路上多个车辆的整体通行行为，且有助于解决交通拥堵的状况，节约能源的消耗。

主权项

1.一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法，利用现有车辆具备的自适应巡航控制功能，结合无线通信技术，通过车路协同技术，包括车辆与路侧设备RSU之间数据交互的通信技术V2I和车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V，实现移动互联网环境下的车辆组队管理；该方法包括以下步骤：形成车队步骤、加入车队步骤、离开车队步骤、解散车队步骤和车队切换步骤；其中，所述车队切换步骤，即车队在路侧单元RSU之间切换的步骤，包括：S1：当头车侦测到从前一路侧单元RSUA的覆盖范围进入到后一路侧单元RSUB时；所述头车是指已经组队行驶的车队第一辆车；所述车队是指已经组队行驶的车辆编队；S2：所述头车判断是否搜寻到所述RSUB的车辆组队授权信息TAM，所述TAM包括：车队形成区域Qzone、车队可行驶方向Qdirect、车队车速上限Qv‑max、车队最大容量Qn‑max和车型Qv‑type；是则，执行步骤S3；否则，执行步骤S8；S3：所述头车判断车队行驶方向是否与Qdirect相同；是则，执行步骤S4；否则，执行步骤S8；S4：所述头车判断车队车型是否与Qv‑type相同或兼容；是则，执行步骤S5；否则，执行步骤S8；S5：所述头车判断所述车队的目标车速Vtarget是否大于车队车速上限Qv‑max；是则，执行步骤S6；否则，不对车队目标车速Vtarget进行任何调整，继续以当前的速度行驶直至下一个RSU；S6：所述头车调整更新车队状态消息TSM并以车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V发布，所述TSM包括时间、车队当前位置、车队新目标车速Vtarget‑new和车队当前时速Vteam‑new，且满足Vteam‑new≤V target ‑new≤Q v‑max；S7：车队的所有车辆通过V2V接收到TSM，以车速Vteam‑new继续进行组队行驶直至下一个RSU，RSU切换完成；及S8：所述头车设定车队状态Tstate为0，更新车队状态消息TSM并发布，车队终止编队行驶，进入解散车队步骤；所述形成车队步骤具体包括：S9：路侧单元RSU周期性广播其通信覆盖范围是否允许车辆组队行驶及其编队管理声明，即车队授权消息TAM；所述TAM包括，车队形成区域Qzone、车队可行驶方向Qdirect、车队车速上限Qv‑max、车队最大容量Qn‑max和车型Qv‑type；S10：在RSU通信覆盖范围的车辆开启巡航控制模式行驶，并采用V2I方式接收RSU广播的消息，若接收到TAM消息，则确定该区域允许执行车辆组队行驶，存储TAM消息{Qzone，Qdirect，Qv‑max，Qn‑max，Qv‑type}并转至步骤S11，否则不可进行组队行驶，不进行任何操作；S11：判断自身车型Sv‑type是否与Qv‑type相同或兼容；是则，执行步骤S12；否则，不申请进入组队行驶；S12：车型相同或兼容的车辆采用车辆与RSU之间数据交互的通信技术V2I发起形成车队请求消息TFRM到RSU，所述TFRM包括所述车辆当前位置、车队目标车速Vtarget、车辆标识Vid、车队标识Tid和目的节点Ttarget；S13：RSU确定处于同一行驶方向请求编队的车辆数目是否小于预设值；是则，执行步骤S14；否则，执行步骤S15；S14：RSU不发送响应消息，发出TFRM的车辆继续按各自的方式行驶并根据自身需求确定是否继续发出TFRM；S15：RSU根据同一行驶方向请求编队车辆间的位置关系确定行驶方向最前方的车辆为头车，发送响应消息FTRM；所述FTRM包括系统时间和头车标示Hid；S16：在RSU通信覆盖范围的车辆通过V2I接收到FTRM，判断头车标示Hid与自身车辆标识Vid的异同性，若相同则确定自身为车辆组队行驶的头车且转至步骤S17；反之，确定自身申请头车失败，丢弃步骤(10)存储的{Qzone，Qdirect，Qv‑max，Qn‑max，Qv‑type}和步骤S12存储的Tid；若继续参与车辆组队行驶，则发起车队加入请求；反之，则不进行任何操作，继续按自己的方式行驶；S17：头车采用车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V方式发布车辆组队行驶的车队状态消息TSM；所述TSM至少包括系统时间、车队当前位置的FPV{Llat，Llong，Lele}值、车队标识Tid、目标车速Vtarget、车队时速Vteam、车头标识Hid、当前车队车数Tnum、车队状态Tstate，其中Tstate用来表征当前车队是继续正常运行还是终止操作，0为终止编队，1为继续编队，且满足Vteam≤Vtarget；及S18：接收到TSM消息的车辆开始加入车队步骤，并完成车辆组队；所述加入车队步骤具体包括:S19：在RSU通信覆盖范围的车辆开启巡航编队模式，车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V接收到车队状态消息TSM，获取的车队标识Tid并发送加入车队请求消息JTRtM，其中，所述JTRtM至少包括车队标识Tid、请求加入车队的车辆标识Rtid、车型Rtv‑type、车道编号Rtlane、当前位置、行驶方向Rtdir和目标速度Rttarget‑V；S20：头车通过V2V接收所述JTRtM，判断JTRtM中的Tid是否与当前车队标识一致；是则，执行步骤S21；否则，头车不作出任何响应；S21：头车判断当前车队的数量是否达到上限；是则，向请求车辆发出拒绝加入车队的消息；否则，执行步骤S22；S22：头车判断请求车辆的车型是否符合当前车队的车型要求；是则，进入步骤S23；否则，向请求车辆发出拒绝加入车队的消息；S23：头车判断请求车辆所行驶的车道是否与当前车队所处车道相同；是则，进入步骤S24；否则，向请求车辆发出拒绝加入车队的消息；S24：头车根据请求车辆的位置与自己位置关系判断请求车辆是否位于自身当前位置前方；是则，向请求车辆发出拒绝加入车队的消息；否则，执行步骤S25；S25：发送同意加入车队的响应消息到请求加入车队的车辆；及S26：请求加入车队的车辆加入到当前车队的尾部或车队中间位置，完成加入车队步骤；所述离开车队步骤具体包括:步骤S27：组队行驶的某一车辆，即出队车，在行驶过程中需要离开车队时，出队车采用车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V发布离开车队消息LTM，所述LTM至少包括当前FPV值{Llat，Llong，Lele}、行驶方向Ldir、行驶离开车队的原因‑变道/变速/左转弯/右转弯；步骤S28：车队车辆通过自身FPV值确定与出队车{Llat，Llong，Lele}的相对位置关系，协助出队车完成离开车队操作；即若位于出队车前方的车辆，则以车速Vteam维持当前的行驶状态；反之进入步骤S29；步骤S29：出队车后方的车辆统一减速以车速CV进入慢行状态；步骤S30：出队车减速为LV进入慢行，满足CV＜LV＜Vteam；步骤S31：待出队车与前后方车辆拉开足够的安全距离后，离开车队并停止广播LTM；及步骤S32：头车更新TSM，更新后的TSM至少包括系统时间、车队当前位置的FPV值、当前车队车数Tnum、车队状态Tstate；车队继续按新的组队状态行驶；所述解散车队步骤具体包括:当车队进入非授权组队行驶区域或到达目的地时，所述车队的头车广播解散消息以解散组队行驶的车队。