[发明专利]基于安全间距策略的车辆队列行驶控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆智能控制技术领域，尤其涉及一种基于安全间距策略的车辆队列行驶控制系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着我国汽车保有量和交通出行的迅速增长，交通拥堵、环境恶化和交通事故等问题也进一步加剧。为了实现交通流的改善，通过降低空气阻力来降低燃油消耗，使多个车辆以比较短的车间距离以一个队列进行队列行驶的技术被关注。车辆的队列行驶是指若干车辆组成的一列车队以较小的车间距离沿着相同的路径行驶，通过列队行驶的模式，可以实现车辆纵向运动的自动控制，减轻驾驶员工作强度，增强交通安全性和提高车辆的燃油经济性，并且提高道路交通流量。现有车辆队列控制方法主要以固定车头时距法为基础来控制车辆间的距离，然而该方法不能保证交通流的稳定性，且道路交通流量也相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题： 提供一种基于安全间距策略的车辆队列行驶控制系统及其控制方法，以解决现有技术车辆队列控制方法主要以固定车头时距法为基础来控制车辆间的距离，存在不能保证交通流的稳定性，且道路交通流量也相对较低等问题。

本发明技术方案：

一种基于安全间距策略的车辆队列行驶控制系统，它包括：

车速检测装置，用于检测被控车辆自身的绝对车速以及被控车辆与相邻前车之间的相对速度，车速检测装置与基于安全间距策略的控制单元连接；

行车间距检测装置，用于检测被控车辆与相邻前车之间的行车间距，行车间距检测装置与基于安全间距策略的控制单元连接；

基于安全间距策略的控制单元，根据测量信息及车辆信息计算被控车辆的期望加速度，与车辆控制装置连接；

车辆控制装置，根据被控车辆的期望加速度来控制被控车辆的期望速度进而控制被控车辆与前车之间安全的行车间距。

车速检测装置包括毫米波雷达和轮速传感器，其分别与基于安全间距策略的控制单元导线连接。

行车间距检测装置为毫米波雷达。

一种基于安全间距策略的车辆队列行驶控制系统的控制方法，它包括下述步骤：

步骤1、通过车速检测装置和行车间距检测装置，检测被测车辆的绝对速度、被测车辆与相邻前车之间的相对速度和被测车辆与相邻前车之间的行车间距；

步骤2、根据检测信息及车辆自身信息，由基于安全间距策略的控制单元通过公式（1）                                                公式（2） 和公式（3）计算得出被控车辆的期望加速度，其中 代表期望的第辆车期望的车间距离；:纵向控制系统的时间延迟；：是车辆在水平和干燥路面上的制动距离，；是第i辆车到基准线的距离；L: 为被控车辆车身长度加上被控车辆与相邻前车之间的间距 ； :是安全系数；为第i辆车在最大制动动作时的减速度；；为被控车辆与相邻前方车辆之间的安全间距误差；是正的控制增益；为被控车辆期望加速度；

步骤3、根据被控车辆的期望加速度控制制动装置或节气门，由期望加速度的大小进行制动控制或节气门控制，通过节气门开度大小和制动强度来实现对被控车辆的速度控制，从而实现被控车辆与相邻前车保持安全的车间距离。

本发明有益效果：

本发明通过车速检测装置和行车间距检测装置检测被控车辆与相邻前车之间的各种数据信息，通过基于安全间距策略的控制单元采用安全间距策略计算出被控车辆的期望加速度以控制被控车辆与相邻前车的行车间距和被控车辆的速度，该控制系统能够使队列车辆间距误差趋近零，以保证队列行驶的稳定性，最后该系统能够保证在车辆急刹车和急加速情况下的安全性，使列队车辆以安全的车间距离实现队列行驶，同时还可以保证车辆列队行驶过程中有较高的交通流量；解决了现有车辆队列控制技术主要以固定车头时距法为基础来控制车辆间的距离，存在不能保证交通流的稳定性，且道路交通流量也相对较低等问题。

附图说明：

图1为本发明车辆队列行驶示意图；

图2为本发明车载控制系统示意图；

图3为本发明车辆队列行驶控制示意图。

具体实施方式：

以下参考附图对本发明进行详细的说明。

图1所示的车辆队列行驶示意图是有若干车辆组成的一列车队以较小的车间距离沿着相同的路径行驶。示意图中代表期望的第i辆车期望的车间距离；以队列车辆的最尾端作为基准线，是第i-1辆车到基准线的距离；是第i辆车到基准线的距离；是第i+1辆车到基准线的距离。