[发明专利]基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法

权利要求书

1.一种基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，包括于以下步骤：

获取当前路口范围内自主车辆的定位信息；

根据所述定位信息将同一车道距离接近的自主车辆合并成车辆编队，其中第一辆为领航者，其余为跟随者；

根据所述定位信息计算所述车辆编队动态优先级；

根据所述动态优先级设定所述车辆编队的规划运动状态；

以所述规划运动状态为参考引导相应的车辆编队控制实际运动状态；

其中，所述根据所述定位信息计算所述车辆编队的动态优先级的步骤包括以下步骤：

根据车辆编队领航者的速度、在当前路口的最大限速、在当前路口停留的时间以及到最近冲突点的距离计算车辆编队动态优先级的数值，

式中，PR_i为第i个车辆编队V_i的动态优先级，v_i,1为领航者车辆V_i,1的速度，为当前路口的最大限速，t为当前时间，为领航者车辆V_i,1进入当前路口的时间，为领航者车辆V_i,1到最近冲突点的距离；

所述根据动态优先级设定车辆编队的规划运行状态的步骤包括以下步骤：

构建关于运动状态规划的目标函数；所述目标函数为

其中，s_i,1为第i个车辆编队的领航者车辆V_i,1在轨迹上的一维位置，a_i,1为领航者车辆V_i,1的加速度，T为离散系统的周期，N_p为规划时域，s_i,1(N_p-1)-s_i,1(0)为规划时域N_p内的前进距离，为规划时域N_p内的加速度平方和；

以约束条件为优化对象求解所述目标函数；所述约束条件包括车辆编队的领航者沿轨迹的一维运动方程，初始位置和速度，速度与加速度范围约束，以及同车道避免追尾和不同车道避免碰撞；

根据求解结果规划车辆编队领航者车辆的规划运动状态。

2.根据权利要求1所述的基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，所述获取当前路口范围内自主车辆的定位信息的步骤之前还包括以下步骤：

根据当前路口各车道的走向、进入路口与离开路口的位置建立当前路口的二维坐标路口模型，所述路口模型包括车道边界、停车线、行车轨迹线、各行车轨迹线的相交形成的冲突点、各冲突点在二维坐标系内的冲突点坐标与同一行车轨迹线上相邻冲突点之间的长度以及停车线到冲突点之间的长度，所述路口模型分为编队区、通行区和解散区。

3.根据权利要求1所述的基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，所述根据定位信息将同一车道距离接近的自主车辆合并成车辆编队的步骤之前还包括以下步骤：

初始时将当前路口范围内的每一个自主车辆构成一个车辆编队，且该自主车辆为该编队的领航者车辆。

4.根据权利要求2所述的基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，所述根据定位信息将同一车道距离接近的自主车辆合并成车辆编队的步骤之后还包括以下步骤：

将已驶离通行区进入解散区的领航者车辆从队列中脱离，由第一个跟随者车辆代替原来的领航者成为新的领航者车辆。

5.根据权利要求1所述的基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，所述根据定位信息将同一车道距离接近的自主车辆合并成车辆编队的步骤之后还包括以下步骤：

对于在同一车道内的两车辆编队，若前队尾车与后队头车间的距离小于编队合并距离阈值，则两队合并，其中前队的领航者为新编队的领航者，其余自主车辆为新编队的跟随者。

6.根据权利要求2所述的基于车辆编队的路口自主车辆调度与控制方法，其特征在于，所述根据动态优先级设定车辆编队的规划运行状态的步骤还包括以下步骤：

基于编队一致性策略，结合车辆编队领航者车辆的规划运动状态，获得车辆编队跟随者车辆的规划运动状态。