[发明专利]用于自适应巡航的车辆协同控制方法、装置及车辆

说明书

本申请公开了一种用于自适应巡航的车辆协同控制方法、装置及车辆，其中，方法包括：判断本车在自适应巡航车队中的行驶身份；若行驶身份为领导车辆，则采集本车的状态信息、与其他车的间距和所处环境的环境信息，并基于本车的行驶路径计算行驶身份为追随车辆的汽车的期望加速度；若行驶身份为追随车辆，则接收行驶身份为领导车辆的汽车发送的期望加速度，并根据期望加速度和实际加速度间的差值调整本车的驱动力和/或制动力，达到自适应巡航的目的。由此，不仅可以降低系统通讯延迟率，提高整个系统的计算效率和系统的动态性能，提高交通道路的利用率，而且可以保证车队行驶的安全性和舒适性。

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于自适应巡航的车辆协同控制方法、装置及车辆。

背景技术

自适应巡航系统(Adaptive Cruise Control，ACC)是一种高级驾驶辅助系统，传统的自适应巡航控制系统针对单车进行控制，可以减轻驾驶员的负担，但是不足以改善交通流量。随着智能汽车技术的迅速发展，自适应巡航系统不仅要考虑本车与前车之间的距离和速度信息，而且对四周的环境信息有了更高的要求，因此协同式自适应巡航控制系统应运而生，协同式自适应巡航控制已被证明允许更小的车间间距，同时保持车辆队列的稳定性，因此协同式自适应巡航控制系统可以保证整个智能车队行驶的安全性、舒适性，提高车队行驶的容错性。

相关技术中的leader-follower控制方法中，leader对整个车队中每辆车的状态信息以及周围环境信息进行处理，规划出整个车队的行驶轨迹以及车队中每辆车的轨迹，leader处理的交互信息数据量巨大，各车辆之间的通讯实时性要求性较高，控制算法复杂程度高，从而导致整个车队的计算效率相对较低。并且，由于车辆的执行机构只能提供有限的控制力矩，很容易产生控制输入受限的问题，过大的控制律很难实现，此问题会影响控制系统的稳定性和控制性能，甚至会导致整个系统不稳定，有待解决。

申请内容

本申请提供一种用于自适应巡航的车辆协同控制方法、装置及车辆，以解决相关技术中集中式控制系统交互信息的数据量巨大，控制算法复杂程度高，计算效率低等问题，不仅可以降低系统通讯延迟率，提高整个系统的计算效率和系统的动态性能，提高交通道路的利用率，而且可以保证车队行驶的安全性和舒适性。

本申请第一方面实施例提供一种用于自适应巡航的车辆协同控制方法，包括以下步骤：判断本车在自适应巡航车队中的行驶身份；

若所述行驶身份为领导车辆，则采集所述本车的状态信息、与其他车的间距和所处环境的环境信息，并基于所述本车的行驶路径计算所述行驶身份为追随车辆的汽车的期望加速度；以及

若所述行驶身份为所述追随车辆，则接收所述行驶身份为领导车辆的汽车发送的期望加速度，并根据所述期望加速度和实际加速度间的差值调整所述本车的驱动力和/或制动力，达到自适应巡航的目的。

可选地，所述计算所述行驶身份为追随车辆的汽车的期望加速度，包括：

根据车间期望间距、车辆动力学和车辆纵向动力学建立车队保持模型，获取辆车车距误差模型；

利用预设的自适应辅助策略生成饱和补偿，生成控制输入受限条件下的滑模协同控制律，以得到所述期望加速度。

可选地，所述控制输入受限条件下的滑模协同控制律为：

其中，C_a为空气阻力系数，M_i为第i辆车的质量，F_f为轮胎滚动阻力，ε0。

可选地，所述自适应辅助策略为：

其中，c₁0，c₂0，Δu＝u-v，u＝sat(v)，u为受限的控制量。