[发明专利]动态事件触发机制的固定时间收敛编队控制系统和方法

说明书

本发明提供了动态事件触发机制的固定时间收敛编队控制系统和方法，包括上游模块、固定时间编队控制器、车联网模块和V2X路端模块，上游模块包括决策模块；上游模块获取场景信息；决策模块判断场景信息是否满足编队条件，如果满足，则通过车联网模块向V2X路端模块发送编队请求信息；V2X路端模块根据编队请求信息确定新成员加入编队后，初始化固定时间编队控制器，获取编队通信拓扑图和编队成员车辆状态信息；根据编队通信拓扑图和编队成员车辆状态信息构建新的通信拓扑图，依据新的通信拓扑图与邻居节点的车辆建立通信；获取邻居节点的状态信息和期望队形；根据邻居节点的状态信息和期望队形建立动态事件触发机制的固定时间编队控制器。

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其是涉及动态事件触发机制的固定时间收敛编队控制系统和方法。

背景技术

近年来，随着城市交通参与者增多，交通拥堵和事故频发，其制约着城市经济发展和人民的安全。为了解决此问题，自动驾驶技术应运而生。车辆编队控制技术作为自动驾驶技术的重要组成部分，将车辆组织成编队，避免了拥堵路段急刹，相互争抢导致的拥堵和事故，在十字路口，拥堵路段等场景下能够使车辆高效率，安全地通过拥堵路段。

目前车辆编队控制策略包括领导者-跟随者法、虚拟结构法和人工势场法等。编队控制器主要从渐进收敛，指数收敛，有限时间收敛等角度进行设计。编队通信机制主要包括基于固定周期触发和基于事件触发等。

从车辆编队控制策略角度来说，领导者-跟随者法的实现过程为：系统中存在一个或多个领导者，跟随者以领导者作为参考进行控制。但是跟随者控制协议依赖于领导者，当领导者出现故障时，编队系统将立刻崩溃，此外，领导者没有跟随者的状态信息反馈，致使系统鲁棒性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供动态事件触发机制的固定时间收敛编队控制系统和方法，编队组建采用分布式无领导者的固定时间编队控制器，组建新的通信拓扑图；系统鲁棒性强，容错性高，可扩展性强。

第一方面，本发明实施例提供了动态事件触发机制的固定时间收敛编队控制系统，所述系统包括上游模块、固定时间编队控制器、车联网模块和V2X路端模块，其中，所述上游模块包括决策模块；

所述上游模块、所述车联网模块分别与所述固定时间编队控制器相连接，所述上游模块和所述V2X路端模块分别与所述车联网模块相连接；

所述上游模块，用于获取场景信息；

所述决策模块，用于判断所述场景信息是否满足编队条件，如果满足，则通过所述车联网模块向所述V2X路端模块发送编队请求信息；

所述V2X路端模块，用于根据所述编队请求信息确定新成员加入编队后，初始化所述固定时间编队控制器，并获取编队通信拓扑图和编队成员车辆状态信息；根据所述编队通信拓扑图和所述编队成员车辆状态信息构建新的通信拓扑图，依据所述新的通信拓扑图与邻居节点的车辆建立通信；

获取所述邻居节点的状态信息和期望队形；根据所述邻居节点的状态信息和所述期望队形建立基于动态事件触发机制的所述固定时间编队控制器。

进一步的，所述固定时间编队控制器包括云端控制器和自车编队控制器，所述自车编队控制器包括内环控制器和外环控制器。

进一步的，所述决策模块，用于判断已组建编队与最近编队的欧氏距离是否满足要求、是否超过最大编队数量阈值、所述车辆是否处于可建队场景中、所述车联网模块是否得到进队请求，以及所述V2X路端模块是否满足建队要求；如果满足，则通过所述车联网模块向所述V2X路端模块发送所述编队请求信息。

进一步的，每个编队成员设置有对应的事件触发控制器，并且每个事件触发控制器管理对应的所述编队成员的动态变量；

所述V2X路端模块，用于当检测到满足事件触发条件时，使事件触发控制器更新动态变量，根据所述动态变量和误差项计算触发结果。