[发明专利]一种网联式车辆编队行驶方法和系统

权利要求书

1.一种网联式车辆编队行驶方法，其特征在于：包括以下步骤：

S0：在车辆上安装依次连接的天线、定位模块、控制模块，以及连接控制模块的无线通信模块；

S1：设一个包括n辆车的车辆编队在水平面上正常行驶，第i(i＝1，2，…，n)辆车在平面直角坐标系下的位置为(x_i，y_i)，速度为v_i，其中领航车的位置为(x₀，y₀)，速度为v₀；建立车辆运动学模型和跟车模型，计算车辆的期望跟车行驶状态；

S2：车辆编队在包括直线和弯道的多种场景中按照跟车模型正常行驶；场景包括车辆通过红绿灯路口场景，包括前方路口为红灯、领航车变道、路口红灯变为绿灯的工况；

S3：非编队车辆通过提出跟车需求、匹配车队、调整行驶状态加入车辆编队；

S4：车辆在编队行驶的过程中，周期性的计算本车的当前位置与目的地的行驶距离；当行驶距离小于设定的距离阈值时，车辆发出离队通知并离队。

2.根据权利要求1所述的一种网联式车辆编队行驶方法，其特征在于：所述的步骤S1中，具体步骤为：

S11：选取车辆的“自行车”模型作为车辆运动学模型；设车辆质心为G，在平面直角坐标系中坐标为(x，y)；车辆前轮的中心坐标为(x_α，y_α)，车辆后轮的中心坐标为(x_β，y_β)；车辆质心分别到车辆前轴和后轴的长度均为l；前轮转角为车辆航向角为θ；车辆的横向速度为v_α、纵向速度为v_β；

车辆的前轮、后轮分别与质心之间的关系表示为：

车辆在平面直角坐标系x轴方向的速度y轴方向的速度分别表示为：

车辆的纵向速度与横向速度关系表示为：

S12：建立跟车模型，设跟车距离L为领航车与跟随车的中心连线的距离，表示跟随车与领航车间的相对距离；设领航车的中心点为G_i(x_i，y_i)，跟随车的中心点为G_j(x_j，y_j)；车辆中心与前轴和后轴距离均为l；领航车的行驶方向与x轴的夹角为θ_i，跟随车的行驶方向与x轴的夹角为θ_j；领航车的前轮转角为跟随车的前轮转角为领航车的横向速度为v_αi，跟随车的横向速度为v_αj；领航车的纵向速度为v_βi，跟随车的纵向速度为v_βj；

以领航车中心为坐标原点，行驶方向为y轴，垂直于车辆行驶方向指向右侧为x轴正方向建立车辆坐标系；

设邻车与本车的相对方位角τ，为在车辆坐标系中，从坐标轴的纵轴正方向起，顺时针量到本车质心点与邻车质心点所决定的直线间的夹角，取值范围为[0，2π]：

设跟车角度ω＝2π-τ是领航车的中心轴与两车中心连线间的夹角，表示跟随车与领航车的相对度；

将领航车与跟随车之间的相对距离L分解为x轴和y轴方向上的L_x和L_y得到：

求导得：

L_x和L_y与领航车、领航车的位置关系如下：

求导得：

将(2)式代入(7)式得：

将(8)式代入(5)式得：

设领航车与领航车的中心连线与x轴的夹角为α，跟随车的水平轴与两车中心连线的夹角为则将式(9)简化为：

对ω求导得：

将(8)式代入(11)式得：