[发明专利]基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法

说明书

本发明涉及一种基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法，包括：避障控制步骤，建立无人车辆线性动力学模型，基于无人车辆自身及其邻居无人车辆的全局坐标位置信息，进行与邻居车辆之间的避障控制；领导车辆观测步骤，利用基于自适应事件触发的分布式观测器获取领导车辆的状态信息；路径跟随步骤，利用基于自适应事件触发的车辆协同控制器，根据所述领导车辆的状态信息调节无人车辆自身的状态信息。与现有技术相比，本发明引入事件触发机制，能够保证降低车辆之间的通信负载，实现了车流的协同编队控制。

技术领域

本发明属于智能交通控制系统技术领域，涉及一种多车辆通信控制方法，尤其是涉及一种基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法。

背景技术

智能交通控制技术中的车流协同编队控制是其核心。而车辆之间的安全距离是车流协同编队控制的基本问题，可以构成车辆变道、避障、跟车等机动动作。通过车流的协同编队控制方法，可以有效地提高道路交通容量，缓解交通拥堵，减少燃料污染。

车流协同编队控制使用分布式观测控制的方法，能更好地避免使用全局信息，实现分布式控制，提高车辆协同编队控制的稳定性和鲁棒性，因此被广泛应用到智能交通控制领域。如专利CN105702018B公开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：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；头车判断是否有搜寻到第二路侧单元的车队授权信息；头车判断行驶方向是否与车队可行驶方向相同；头车判断是否符合车型要求；是则，头车设定车队状态T为0，更新车队状态消息TSM并发布，进入解散车队步骤。但是车流协同编队控制还存在通信负载高的主要缺点。现有车辆之间的频繁的数据通信，会引起很多不必要的数据传输，造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的技术问题而提供一种降低车辆之间的通信负载的基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于自适应事件触发的车流分布式协同编队控制方法，包括：

避障控制步骤，建立无人车辆线性动力学模型，基于无人车辆自身及其邻居无人车辆的全局坐标位置信息，进行与邻居车辆之间的避障控制；

领导车辆观测步骤，利用基于自适应事件触发的分布式观测器获取领导车辆的状态信息；

路径跟随步骤，利用基于自适应事件触发的车辆协同控制器，根据所述领导车辆的状态信息调节无人车辆自身的状态信息。

进一步地，所述建立无人车辆线性动力学模型时，选择惯性系XOY作为全局坐标系，分别建立跟随无人车辆和领导车辆的线性动力学模型。

进一步地，建立的所述跟随无人车辆的线性动力学模型为：

其中，是第i辆无人车辆的位置，是第i辆无人车辆的速度，u_i(t)∈R^mi是第i辆无人车辆的控制输入，i＝1,…,N。

进一步地，建立的所述领导车辆的线性动力学模型为：

其中，S∈R^p×p是领导车辆的常数系统矩阵，其所有特征值都没有负的实部，x_l(t)∈R^p是领导车辆的状态信息。

进一步地，所述基于自适应事件触发的分布式观测器表示为：