[发明专利]一种高速公路场景中开放式无人驾驶车车群动态演化方法

权利要求书

1.一种高速公路场景中开放式无人驾驶车车群动态演化方法，其特征是，包括：

步骤1，定义出四个独立变化事件以演化出每一个无人驾驶车辆“生命周期”迭代，包括节点出现、节点消失、节点加入、节点离开；

所述节点出现为在高速公路场景下，无人驾驶车辆节点从匝道入口进入道路，从车群网络拓扑结构来讲，就是一个无人驾驶车辆节点在当前时刻出现，并且之前的时刻中并不存在该节点，称其为节点出现事件，数学表达式为(2)：

其中，v表示新出现的节点，V_i、V_j表示在时间i和j下无人驾驶车群中无人驾驶车辆节点的集合；

所述节点消失为无人驾驶车辆节点在高速公路运动过程中，因遇到突发事件或者到达指定目的地离开高速公路，关闭与外界的通信；从车群网络拓扑结构来讲，就是当前时刻找不到一个之前一直存在的节点，称其为发生了节点消失事件，数学表达式为(3)：

其中，v表示消失的节点，V_i、V_j表示在时间i和j下无人驾驶车群中无人驾驶车辆节点的集合；

所述节点加入为无人驾驶车辆节点在高速公路场景运动中，对于游离节点来说，运行过程中，如果在其附近检测到车群，则向车群的引领节点发出请求加入的消息，等到接收到确认指令后，节点则加入到该无人驾驶车群，则称节点发生了加入事件，数学表达式为(4)：

其中，v表示加入车群的节点，表示在时间i、j下的两个车群，表示节点v加入车群后，转换为

所述引领节点定义为：负责管理所在车群的各项信息的节点；

所述游离节点定义为：在无人驾驶车辆节点运动过程中，若节点不能连接到任何现有车群，且周围不存在可以连通的节点，则此节点处于游离节点状态；

所述节点离开为无人驾驶车辆节点在高速公路场景运动中，已经属于车群的节点如果遇到车辆到达目的地，或有人驾驶干扰，发生减速，从而远离车群，导致与车群的连接断开，不能继续在车群中运动，则称节点发生了离开事件，数学表达式为(5)：

其中，v表示加入车群的节点，表示在时间i、j下的两个车群，表示节点v加入车群后，转换为

步骤2，描述出无人驾驶车辆车群动态演化过程，包括：

(1)车群形成事件

在无人驾驶车辆节点运动过程中，当前i时刻存在一个无人驾驶车群但在之前时刻中找不到一个车群与之相似，则称无人驾驶车群是一个新形成的车群，其数学表达式为(6)：

(2)车群消亡事件

无人驾驶车群在运动过程中，受到有人驾驶车辆节点强行加塞，以及无人驾驶车辆节点离开、消失因素的影响，导致车群内节点不能保持互相连通通信，造成车群不能保持原有状态运动下去，无人驾驶车群内节点都转换为游离节点，称无人驾驶车群发生消亡事件，其数学表达式为(7)：

(3)车群生存事件

无人驾驶车群在运动过程中，车群内车辆节点之间能保持互联互通状态稳定运行，在探测到的元车群序列中，存在一个无人驾驶车群与之当前车群相似，称无人驾驶车群发生生存事件，其数学表达式为(8)：

(4)车群分裂事件

无人驾驶车群运动过程中，受到有人驾驶车辆节点随意变更车道、恶意别车，将车窗抛物检测为障碍物，以及无人驾驶车辆节点离开、加入、消失因素的影响，导致车群内部分车辆节点离开车群形成一个新的无人驾驶车群，在探测到的元车群序列中，存在两个或以上的车群与之前某一时刻的同一个车群相似，则称车群发生了分裂事件，其数学表达式为(9)：

1)

2)

即在时刻j中存在多个车群构成集合在时刻i中，且ji，中的车群与的车群相似度值大于k，其中，表示车群的车辆节点，表示集合中的任一车群的车辆节点，k表示相似度阈值；此外，为了防止中过多的节点离开车群，车群集合的共同车辆节点与相似度值也大于k，其中，分别表示集合中的车群的车辆节点,k表示相似度阈值；

(5)车群合并事件

无人驾驶车群运动过程中，出现两个车群彼此靠近，互相传递信息，形成一个新的车群，在探测到的元车群序列中，当前时刻下存在一个车群与之前多个车群都存在相似关系，则称车群发生了合并事件，其数学表达式为(10)：

1)

2)

其中，在时刻j中存在车群在时刻i中，且ji，找到车群集合使得中的车群与的车群相似度值都大于k，其中，表示车群的车辆节点，表示集合中的任一车群的车辆节点，k表示相似度阈值；同样，为了防止无人驾驶车群的大部分成员不是来自之前的车群集合，保证的节点与车群集合中所有节点的相似值大于k，其中，分别表示集合中的车群的车辆节点,k表示相似度阈值。