[发明专利]车辆轨迹控制方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种车辆轨迹控制方法，其特征在于，用于对混合车队中各车辆的轨迹进行控制，所述混合车队包括多个智能网联车辆和多个全人工驾驶车辆，所述车辆轨迹控制方法包括：

以所述智能网联车辆作为头车，将所述混合车队划分为多个子车队，每个所述子车队均包括一个所述智能网联车辆和至少一个所述全人工驾驶车辆；并选取所述智能网联车辆的车辆位置和车辆速度以及所述全人工驾驶车辆的车辆位置、车辆速度和车辆加速度作为状态变量，根据所述状态变量建立所述混合车队的状态向量；

选取所述智能网联车辆的加速度作为控制变量，并基于所述控制变量、车辆运动学模型以及速度差应激-反应模型建立车队连续时域状态转移方程；

对所述连续时域状态转移方程进行离散化，获得增广形式状态方程；

以所述智能网联车辆在路口停车线处运动状态与理想状态差最小及所述混合车队的累积油耗最小为目的建立优化目标函数，并确定所述优化目标函数的约束条件，基于所述增广形式状态方程、所述优化目标函数以及所述约束条件获得所述混合车队中智能网联车辆和所述全人工驾驶车辆的车辆轨迹；

所述基于所述控制变量、车辆运动学模型以及速度差应激-反应模型建立车队连续时域状态转移方程，包括：

基于所述控制变量以及所述车辆运动学模型建立所述智能网联车辆的头车状态方程；

基于所述控制变量以及所述速度差应激-反应模型建立所述全人工驾驶车辆的跟随车辆线性时变状态方程；

基于所述头车状态方程和所述跟随车辆状态方程建立所述子车队的车队连续时域状态转移方程。

2.根据权利要求1所述的车辆轨迹控制方法，其特征在于，所述车队连续时域状态转移方程为：

式中，为时刻第m个子车队的智能网联车辆的位置；为时刻第m个子车队的智能网联车辆的速度；为t时刻第m个子车队的智能网联车辆的位置；为t时刻第m个子车队的智能网联车辆的速度；为t时刻第m个子车队的智能网联车辆的加速度；为任意第m个子车队中第n辆全人工驾驶车辆的瞬时加速度；为驾驶员敏感系数，用于表示全人工驾驶车辆随速度差变化的应激反应快慢程度，为常数；为当前车辆与前车之间的实时距离差，为最优速度模型；为一阶导数；为第m个子车队时刻的状态向量；为连续时域内第m个子车队的状态转移矩阵；为第m个子车队为时刻的状态向量；为连续时域内第m个子车队的输入矩阵；为第m个子车队的输入向量。

3.根据权利要求1所述的车辆轨迹控制方法，其特征在于，所述对所述连续时域状态转移方程进行离散化，获得增广形式状态方程，包括：

基于离散的采样步长对所述连续时域状态转移方程进行离散化，建立离散时域内的状态转移和状态输出方程；

基于所述离散时域内的状态转移方程和状态输出方程获得增量形式状态方程；

基于所述增量形式状态方程获得预测时域内的增广形式状态方程。

4.根据权利要求3所述的车辆轨迹控制方法，其特征在于，所述增广形式状态方程包括增广状态转移方程和增广状态输出方程；

所述增广状态转移方程为：

所述增广状态输出方程为：

式中，为以时刻的增广状态向量预测的时刻的增广状态向量；为时刻的增广状态向量；为预测时域内的第m个子车队的增广形式的状态转移矩阵；为预测时域内的增广形式的状态转移矩阵；为第m个子车队的增广形式的输入矩阵；为k时刻的控制向量的变化值；为以时刻的输出向量预测的时刻的输出向量；为离散时域内的状态转移矩阵；为离散时域内的输入矩阵；为连续时域内第m个子车队的状态转移矩阵；为连续时域内第m个子车队的输入矩阵；Ca为增广形式的预设矩阵；e为自然常数，τ为离散化的控制矩阵；I为单位矩阵；O为零矩阵。