[发明专利]一种车辆队列建图及其自适应跟车间距计算方法

说明书

本发明公开了一种车辆队列建图及其自适应跟车间距计算方法，包括：地图采集车采集车辆队列行驶路径上的GPS点，构建特征地图；对车辆队列中每辆车从1～n编号；车辆队列中每辆车均执行以下操作：获取本车的位置和速度信息；根据本车的位置信息，在特征地图上找到距离本车最近的点，将该点在特征地图中的位移作为本车的位移；将本车的车辆编号、位移、速度信息无线发送给其他车辆；根据本车车辆编号、速度以及接收的其他车辆的车辆编号、速度，定义期望自适应跟车间距，进而结合本车位移以及接收的其他车辆的位移计算跟车间距误差。本发明可提高协同跟车间距的计算精度、车辆队列的灵活性，兼顾交通流密度与跟车安全性。

技术领域

本发明涉及车辆队列协同控制领域，特别是一种车辆队列建图及其自适应跟车间距计算方法。

背景技术

车辆队列协同控制是未来无人系统研究的重要内容之一，实现车辆队列行驶可以提高道路潜在容量、减小空气阻力，对于缓解交通压力、降低能耗具有重要应用价值。实现车辆队列协同控制首先需要对行驶路径进行建图，并获取车辆间准确的间距信息。然而，在实际场景中，仍有以下问题制约车辆队列协同控制的应用。

(1)向工程应用的车辆队列特征地图创建方法是实现车辆队列协同控制的前提条件，然而，还未有公开的车辆队列建图方法；

(2)传统的实际跟车间距计算方法在弯道行驶场景下存在较大的误差。如采用毫米波雷达等车载感知传感器感知前车的相对距离以及通过里程计记录本车的位移等均存在一定的问题。车载感知传感器会存在感知盲区，并且传感器获取的是两车之间的直线距离，在弯道场景下与实际的跟车间距存在偏差；里程计会存在累积误差，并且当车辆离开队列后，由于累计的车辆位移不在期望路径上，车辆无法再回到队列中，限制了队列的灵活性；

(3)传统的期望跟车间距策略无法兼顾车辆队列的安全性与交通流密度。目前，最常用的跟车间距策略是恒时距策略d_i(t)＝l+h*v_i与恒距离策略d_i(t)＝l，然而这两种策略在实际应用中都存在一定的缺陷。恒时距策略与本车车速v_i成正比，当车速较高时，跟车间距d_i(t)会过大，限制了交通流密度。恒距离策略将跟车间距固定为定值，在高速跟车状态下，如果前车制动，后车可能来不及响应，有可能发生碰撞危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种车辆队列建图及其自适应跟车间距计算方法，提高跟车间距的计算精度，提高车辆队列的灵活性与安全性。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种车辆队列建图及其自适应跟车间距计算方法，包括以下步骤：

步骤一：装配有组合惯导的地图采集车采集车辆队列行驶路径上的GPS点，构建特征地图；

步骤二：按照车辆队列行驶方向，从前到后依次对车辆队列中每辆车从1～n编号，n为车辆队列中车辆总数，所述编号记作车辆编号；

步骤三：车辆队列中每辆车上的V2X车载终端，均通过本车上的车载组合惯导获取本车的位置和速度信息；根据本车的位置信息，在特征地图上找到距离本车最近的点，将该点在特征地图中的位移作为本车的位移；通过V2X车载终端将本车的车辆编号、位移、速度信息无线发送给其他车辆，同时接收其他车辆的车辆编号、位移、速度信息；

步骤四：车辆队列中的每辆车根据本车车辆编号、速度以及接收的其他车辆的车辆编号、速度，计算期望自适应跟车间距d_ij(t)，进而结合本车位移以及接收的其他车辆的位移计算跟车间距误差。

进一步地，期望自适应跟车间距d_ij(t)的计算方法为：