[发明专利]一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法

说明书

本发明提供了一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法，包括以下步骤：S1.采集多人驾车切入混合交通的信息；S2.根据步骤S1采集的信息和牛顿第二定律构建车辆纵向动力学模型；S3.根据车辆纵向动力学模型建立车辆的状态空间；S4.根据车辆的状态空间整合网联自动车控制算法、人驾车控制算法以及切入人驾车控制算法，从而构建统一的混合车群误差动力学方程；S5.根据步骤S4，从物理信息的视角出发，构建多人驾车切入混合车群的协调控制方法。本发明一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法，能有效保证切入后的混合车群一致稳定的行驶，并能减少燃油消耗，提高道路交通的整体效率，为未来拥堵的混合交通提供一种安全可行的解决方案。

技术领域

本发明属于网联自动车的协同控制领域，具体涉及一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法。

背景技术

随着通信技术和自动驾驶技术在交通中的渗透，网联自动车(CAVs)逐渐出现在道路上。此外，由于网联自动车能够提供更快的响应时间和更短的车间距，交通通行效率更高，交通安全更能得到保障。但由于网联自动车技术还不太成熟，且受经济的制约，网联自动车还不能完全取代传统的人驾车(HVs)，因此未来的交通将由网联自动车和传统人驾车组成，形成新型的混合交通场景。在混合交通场景下，根据时间或车间距的变化，网联自动车和人驾车会自动的形成混合车群。

人驾车的驾驶员为了快速通过某一区域通常会强制向目标车道换道，可称之为人驾车的切入机制。但切入机制会影响目标车道上混合车群的稳定性，进一步会降低区域的通行效率。特别是，当同时有多辆人驾车向目标车道上的混合车群切入时，会严重影响混合车群的稳定性和通行效率，交通事故发生率提高，油耗增加。查阅现有的文献和专利，很少有学者研究混合交通条件下群体的切入对混合车群的影响。

因此，亟需一种能够协同控制多辆人驾车切入混合车群的方法，从而确保混合车群在有多辆人驾车同时切入时能够一致稳定的行驶。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法。本发明旨在解决多辆人驾车同时切入混合目标车道上的混合车群时，会严重影响混合车群稳定性以及通行效率的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种多人驾车切入混合车群的协同控制方法，包括以下步骤：

S1.采集多人驾车切入混合交通的信息；

S2.根据步骤S1采集的信息和牛顿第二定律构建车辆纵向动力学模型；

S3.根据车辆纵向动力学模型建立车辆的状态空间；

S4.根据车辆的状态空间整合网联自动车控制算法、人驾车控制算法以及切入人驾车控制算法，从而构建统一的混合车群误差动力学方程；

S5.根据步骤S4，从物理信息的视角出发，构建多人驾车切入混合车群的协调控制方法。

进一步，所述步骤S1采集的信息包括车道信息、以及各车道上人驾车和网联自动车的信息。

进一步，所述步骤S2中，车辆纵向动力学模型的构建步骤如下：

S2.1根据牛顿第二定律建立车辆纵向动力学方程，计算表达式如下：

M_ia_i(t)＝F_T,i(t)-F_R,i(t)

式中，M_i是第i辆车的质量，a_i表示纵向加速度，F_T,i表示施加在第i辆车上的牵引力，F_R,i表示施加在第i辆车上的总阻力；

S2.2定义牵引力和阻力，重新表示车辆纵向动力学方程，计算表达式如下：