[发明专利]一种基于空间域的网联智能车编队行驶控制方法

权利要求书

1.一种基于空间域的网联智能车编队行驶控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：受控车辆的控制系统采集受控车辆的前车信息，受控车辆与前车通讯；通讯失败，进行步骤2，否则，进行步骤3；

步骤2：出现数据包丢失，受控车辆的控制系统从数据库中读取上一次采集存入的数据包，视作当前时刻的前车信息；

步骤3：受控车辆的控制系统保存前车信息至数据库中；

步骤4：控制系统计算受控车辆和前车驶过受控车辆目前所在位置时的车头位置的车头时距和车头间距；

步骤5：控制系统计算受控车辆与前车当前的车头间距下，道路上每隔一定距离的前车信息；

步骤6：控制系统结合受控车辆信息与计算所得的前车信息，对受控车辆的加速、制动及转向过程进行优化，将优化结果传输至受控车辆的动力装置、制动装置及转向装置；

所述步骤6中，优化包括以下步骤：

步骤6.1：计算受控车辆的控制初态其中，g^*为期望车头时距，g₀为初态时刻的受控车辆车头时距，为前车经过受控车辆非转向轮的车轴中心位置的慢度，v_f,0为前车经过受控车辆非转向轮的车轴中心位置的速度，为受控车辆初态时刻的慢度，v₀为受控车辆初态时刻的速度，f₀为受控车辆非转向轮的车轴中心位置与计算车头时距时受控车辆非转向轮的车轴中心位置的距离，为前车非转向轮的车轴中心位置经过受控车辆非转向轮的车轴中心位置时前车的航向角，为受控车辆初态时刻的航向角，为受控车辆初态时刻的加慢度，a₀为受控车辆初态时刻的加速度，δ₀为受控车辆初态时刻的转向轮偏角；

步骤6.2：计算动态矩阵；

其中，L为受控车辆的轴距，τ_b为受控车辆动力系统和制动系统的一阶惯性延迟常数，τ_δ为受控车辆转向系统的一阶惯性延迟参数，x_r为车辆控制的空间间距；k为控制步序数；

其中，b_f为前车在每一位置的加慢度，ρ为前车轨迹在每一位置的曲率；

步骤6.3：计算成本函数矩阵

k∈{0,1,2,…,N+1}，k∈{0,1,2,…,N}，其中β_i对应车辆控制过程中的控制偏好，β_i为正数，i＝{1,2,3…,8}，N为控制计算总步数；

步骤6.4：计算末态伴随矩阵

步骤6.5：逆向计算伴随矩阵；

步骤6.6：顺向计算控制向量和状态向量；

步骤7：受控车辆的动力装置、制动装置及转向装置根据优化结果行驶距离S或时间T，返回步骤1或停止。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间域的网联智能车编队行驶控制方法，其特征在于：所述前车信息包括前车状态信息和前车驾驶信息，所述前车状态信息包括车辆航向角及位置，所述前车驾驶信息包括车辆速度。

3.根据权利要求2所述的一种基于空间域的网联智能车编队行驶控制方法，其特征在于：所述步骤4中，计算车头时距和车头间距包括以下步骤：

步骤4.1：取数据库中前车位置与受控车辆位置最近的两点P₁、P₂，所述前车对应驶过两点的时间分别为t₁、t₂；

步骤4.2：计算受控车辆位置距线段P₁P₂最近的位置P₃；

步骤4.3：计算前车驶过P₃的时间t₃，其中，||P₃P₂||、||P₁P₂||、||P₁P₃||和||P₁P₂||分别为两点之间的距离；

步骤4.4：车头时距g＝t₀-t₃，其中，t₀为受控车辆的车头驶过P₃的时间；

步骤4.5：车头间距其中，v(t)为前车在时刻t₃时车辆速度，Δt为前车相邻两次信息传输的时间差。