[发明专利]一种自动驾驶车辆队列行驶管理系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种自动驾驶车辆队列行驶管理系统及其控制方法，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；行驶管理系统对车队的所有车辆进行统一控制，将相邻两车之间的距离缩短到最小安全距离；受控车队通过吸收自由行驶的自动驾驶车辆入队来降低平均每辆车的节油量，并通过云计算模块的远程数值分析计算得出最佳插入位置，使得车队中所有车辆的节油量差别最小，实现公平受益。本发明可实现队列行驶的车辆自由入队、离队，并可使车队中各辆车在整个行程中的节油量收益均衡化。

技术领域

本发明属于自动驾驶车辆队列行驶控制领域，具体指代一种考虑车辆风阻系数的自动驾驶车辆队列行驶管理系统及其控制方法。

背景技术

近年来，随着环境问题越来越受到人们的重视，队列行驶技术及方法的研究日渐成为自动驾驶技术研究领域的一个重要分支。自动驾驶车辆进行队列行驶与单独行驶相比具有更节能，更环保、更安全的优点。研究表明，大约在车速v＝60km/h时，空气阻力与滚动阻力几乎相等，而当v＝150km/h时，空气阻力相当于滚动阻力的2倍甚至3倍，可见车辆在高速行驶时，发动机产生的大部分能量被用来克服空气阻力。若车辆采用队列行驶可以使后车处于前车的尾流区，能大幅度降低后车的空气阻力，进而降低车队的整体油耗量，减少尾气排放，且两车之间的间距越小，空气阻力越小；另外，在队列行驶中，车辆之间彼此信息相连，可以随时监控所有车辆的运行状态，当遇到紧急刹车的情况时，可以在极短的时间内完成制动动作，反应时间要快于车辆单独行驶，大大提高了行车的安全性。

因此，在公路上，单独行驶的自动驾驶车辆应加入到车队当中去，进行队列行驶，尽量减少公路上单独行驶的车辆。然而通过仿真研究表明，车辆在队列行驶时头部车辆和尾部车辆的空气阻力下降的较少，只有中部的车辆空气阻力下降较多，因此如何对自动驾驶车辆的队列行驶进行合理有效的管理，使得车队中的每辆车都能公平受益，且使利益尽量最大化成为有待解决的问题。

中国发明专利申请号为CN201710885105.3中涉及一种车辆队列行驶控制方法与管理平台，针对行驶队列中车辆的离队请求，先降低离队请求车辆及其后面车辆的车速，并在请求离队车辆与其相邻前车和相邻后车的相对距离均大于安全距离时，允许请求离队车辆离队。当所有请求离队的车辆离队后，先控制剩下降低车速行驶的车辆进行队列行驶，形成一个单独的队列，再控制该队列加速，与请求离队车辆前面行驶的车辆合并，进行队列行驶，合并形成一个队列。该队列行驶控制方法不仅能够实现行驶途中车辆的离队控制，还能在车辆离队后的部分车辆立即进行队列行驶并加速，最终形成一个整体的队列，实现更好的节油效率。

中国发明专利申请号为CN201710885106.8中涉及一种车辆队列行驶管理平台、控制方法和车载终端，车载终端上传的用户入队请求和出行信息，管理平台判断是否同意加入队列行驶，若同意需向对应的车载终端发送指令信息，该车载终端接收指令信息后，开始同步前面车辆的行车状态。该专利的队列行驶控制具有灵活性，不但适用于固定的汽车进行队列行驶，还能实现高速公路上的其他车辆根据需求加入队列，进而实现智能编队。

然而，上述现有队列行驶控制方法仅对车辆队列行驶时的编队方法进行了研究，主要集中于车辆入队和离队的控制研究，并没有从车队各车在行驶过程中所受的空气阻力不同这个角度出发去考虑各车之间利益平衡问题。目前，国内尚无技术研究过这一问题。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动驾驶车辆队列行驶管理系统及其控制方法，以解决现有技术中暂无从车队各车在行驶过程中所受的空气阻力不同这个角度出发去考虑各车之间利益平衡的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种自动驾驶车辆队列行驶管理系统，包括：云计算模块、云控制模块及云存储模块；

所述云计算模块包含：车间距计算模块、数值仿真计算模块及评价指标计算模块；

车间距计算模块用于根据车辆的制动性能计算出相邻两车辆之间的最小安全距离；