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专利号: 2017112412453
申请人: 湖北汽车工业学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,所述车辆协作式编队行驶方法通过捕获车辆感知信息和车辆的绝对位置信息,进行感知融合、路径规划、决策控制;并整合车辆道路环境信息,实现车辆的编队车辆汇聚、跟驰、退出、停车和协作式换道协同驾驶策略。

2.如权利要求1所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,所述车辆协作式编队行驶方法具体包括:步骤一,使用专用实验网络,搭建网络层架构,采用5G方式实现网络层的中心服务单元CSU、路侧单元RSU、车载单元OBU直接通信;

步骤二,使用车载传感器及高精度地图,采集车辆定位模块信息;

步骤三,使用协调层的人机交互模块HMI选择编队行驶终点,利用中心服务单元CSU下发全局规划路径,由路侧单元RSU透传给车载单元OBU后解算局部规划路径;

步骤四,使用协调层的人机交互模块HMI创建编队;

步骤五,创建编队完成后向控制层下发编队指令;根据车辆汇聚、车辆跟驰、退出编队、编队停车、协作式换道的编队状态填充控制字段实现实时控制;

步骤六:控制层的控制器根据车载传感器获得的前车状态信息,进行速度控制,完成车辆汇聚;

步骤七,车辆汇聚达到目标距离时进入车辆跟驰状态;

步骤八,车辆中途退出编队时,进入编队车辆退出状态;

步骤九,编队到达全局规划重点前,进入编队车辆停车状态。

3.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,步骤一中,所述车载单元OBU通过无线网络与无线路由器通信;所述无线路由器通过以太网分别与中心服务单元CSU、路侧单元RSU通信;

步骤二具体包括:加装包括感知模块的车载传感器;所述感知模块包括视觉和毫米波雷达传感器;加装包括GPS\惯导和高精度地图的定位模块,所述GPS\惯导用于接收GPS信号和车载传感器信号,解算出自车的绝对位置信息;加装车载控制器,所述车载控制分别通过CAN总线和以太网获取感知模块和定位模块的通信数据,并与网络层进行交互,同时获取路侧系统提供的交通信息,形成链接层。

4.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,步骤三具体包括:

在协调层,通过人机交互界面HMI选择引导车辆编队行驶目的地,上报至网络层后,中心服务单元CSU作全局路径规划,并向引导车辆下发高精度地图脚本定义路径,车载单元OBU获得路径规划关键点列表后,以当前起点作重规划,每隔1m增加生成一条道路平滑中心线,最终得到包含关键点在内的局部路径规划,由车辆的控制层调用。

5.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,步骤四具体包括:引导车辆在人机交互界面HMI选择中,加入编队的车辆ID,通过网络通信发送创建编队请求,同一车道线内的车辆接受请求后,通过车载单元OBU解算自身位置信息,通过车载传感器获取的车辆行驶环境信息,检测识别交通标志、道路标线和动静态障碍物,进行多源信息融合处理后,请求或拒绝加入编队;引导车辆在固定周期内确认加入编队车辆数目、位置的信息,并向编队车辆下发路径规划信息,进行编队创建。

6.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,步骤六中,编队车辆汇聚时,采用如下控制输入模型通过GPS\惯导获得本车相对位置xi,本车速度vi,本车加速度ai,借助车载传感器探测解算前车相对位置xi-1,前车速度vi-1,前车加速度ai-1前车控制目标加速度 由网络层获取,最终解算出本车控制目标 通过车辆的控制层完成输出;

步骤七中,编队车辆跟驰时,设定目标跟驰距离Δdtar为一定值,设Δd=xi-1-xi,为目前实际编队车辆距离,当|Δdtar-Δd|≤1m时令vi=vi-1,车辆保持跟驰状态,否则进入步骤六;

步骤八中,车辆中途退出编队时向引导车发送请求,准许退出时,车辆通过摄像头及车载侧向毫米波雷达探测相邻车道内有无动静态障碍物,交通标识,经过信息融合决策判断当前道路环境是否可以变道;车载单元OBU经计算变道后,车辆切换至单车自动驾驶模式,并向车载控制器填充换道指令字段,车辆换道完成并向引导车辆发送退出成功消息,引导车辆更新编队车辆数目及状态信息,回到步骤六。

7.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,步骤九中,判断全局路径规划脚本终点与引导车辆当前近行驶路径点距离,当此距离小于100m时,进入编队车辆停车模式;引导车辆根据自身速度设置跟驰时距,令Δdtar=th*vl+Δdsafe,时距参数th设定后则编队车辆减距离随着速度降低而降低,最终停车时保持的安全距离为Δdsafe。

8.如权利要求2所述的车辆协作式编队行驶方法,其特征在于,所述车辆协作式编队行驶方法还包括:

车队协作式换道,当相邻道路车辆发现正在行驶的车队时,向引导车发送加入请求,引导车辆根据车队最大车辆数目及编队状态限制接受\拒绝加入请求;当车辆被允许加入车队后,计算加入点,同时向头车发送加入点前后车辆的ID,以加入点的前车为跟驰目标,向加入车辆控制器设置纵向速度,逐渐向加入点靠近;当到达加入点后,向引导车辆发送换道请求,加入车辆此时调用车队汇聚算法,加入点后方车辆此时将目标跟驰距离设为2Δdtar,为换道车俩拉开与前车的距离;当到达目标距离后,引导车辆向加入车辆发送换道指令,换道成功后,加入点后方车辆将跟驰目标换为加入车辆,重回车队汇聚状态,引导车更新车队车辆数目,状态信息。

9.一种如权利要求1所述车辆协作式编队行驶方法的车辆协作式编队行驶系统。