[发明专利]基于人工鱼群无人车行驶与编队控制方法及装置

权利要求书

1.一种基于人工鱼群的高速公路匝道无人车行驶与编队控制方法，该方法应用于车载控制装置中，其特征在于，该方法包括：

步骤1，获取所在车辆的状态信息，若接收到来自其他车辆的获取所述状态信息的请求，则向所述其他车辆发送所述状态信息；

步骤2，获取地图信息，并结合所在车辆当前所处的位置，判断所在车辆是否处于匝道出口响应区域中；

步骤3，当所在车辆处于匝道出口响应区域中，则向所述其他车辆发送获取状态信息的请求；

步骤4，计算目的地吸引控制力；

步骤5，计算受影响的控制力；

步骤6，将所述目的地吸引控制力与所述受影响的控制力相加，获得综合控制力；

步骤7，将所述综合控制力应用于车辆的动力控制系统，实现车辆的编队与行驶；

步骤5中所述受影响的控制力通过如下公式计算：

上述公式中的参数定义如下：

表示车辆周围的四个区域，k＝{1,2,3,4}；

表示在区域中的车辆集合；

λ_i为参数，其中为1，与为0.5，为0.2；

表示t时刻车辆j对车辆i的吸引力，表示t时刻车辆j对车辆i的排斥力；

参数λ_i通过如下公式计算：

其中，d_ij(t)为车辆i与车辆j在t时刻的距离；c为参数，取值范围为(0,1)，初始值设定为0.5，用以修正软硬件设施对算法准确性的干扰；

根据车载软硬件设施的可靠性对参数c的取值进行调整，具体调整方式为车载软硬件设施的可靠性越高，参数c的取值越大；

通过如下公式计算：

通过如下公式计算：

其中，为引力势函数、斥力势函数，p_i(t),p_j(t)表示车辆在t时刻的位置信息；

r_i为车辆i的物理当量半径，用以表示车辆的大小；

d_i为车辆i的最大感应距离；

k_A与k_R分别为引力参数与斥力参数，其中，k_A＝1，k_R通过如下公式计算：

所述综合控制力的计算公式如下：

其中，表示综合控制力，表示所述目的地吸引控制力，表示受影响的控制力。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

所述状态信息包括所在车辆当前所处的位置、车辆当前的行驶速度；

所述匝道出口响应区域为距离匝道出口2000米到3000米的区域。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述向所述其他车辆发送获取状态信息的请求包括：

向所述其他车辆发送获取状态信息的请求，并启动响应计时，若所述响应计时的时长已经超过了预设的最大访问时长，则执行步骤4；

否则，计算所在车辆与其他车辆之间的距离，若该距离在预先设定的感应半径以内，则记录所在车辆与其他车辆之间的距离，若该距离不在预先设定的感应半径以内，则不记录所在车辆与其他车辆之间的距离。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤4中所述目的地吸引控制力通过如下公式计算：

m_i表示车辆i的质量；v_i(t)表示车辆i在t时刻的瞬时速度，τ_i为车辆i的灵敏度，v⁰_i(t)为车辆i在t时刻的需求速度；

若车辆在高速公路匝道出口不驶离，则所述需求速度为巡航速度，若车辆在高速公路匝道出口驶离，则所述需求速度为匝道出口处的最大限速；所述需求速度为符合高速公路交通规则规定的值；

所述目的地的初始值为同向高速公路的无限远处，若车辆在高速公路匝道出口驶离，则将所述目的地变更为所述高速公路匝道出口。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述的控制方法。

6.一种控制装置，该装置包括处理器、非易失性存储器以及至少一个通信接口，其特征在于，所述处理器被配置为执行所述存储器中的可执行指令以实现权利要求1-4任一项所述的控制方法。