CN111824147A - 一种队列换道的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种队列换道的方法，该方法包括如下步骤：1)根据车队前进方向，依次对车辆进行编号V₁、V₂、V₃、V_x……V_n，队列行驶车速为v；2)V_x判断与目标车道内后方车辆是否满足安全距离；3)车辆V_x变道以后，其余的车辆V₁、V₂、V₃……V_n形成新队列；4)新队列的尾车V_n与车辆V_x保持水平距离，避免在目标车道内被超车；5)V₁判断与目标车道内前方车辆是否满足安全距离；6)确认目标车道内无其他车辆；7)条件同时满足时，新队列集体换道；8)将完成换道的状态进行反馈操作。本发明的队列换道的方法可保持头车不变，变道条件容易满足，可以实现随时变道，降低了软件算法的实施难度，缩短了换道时间。

Description

一种队列换道的方法

技术领域

本发明属于智能车辆领域的技术领域，具体涉及一种队列换道的方法。

背景技术

在高速路上，车辆按照队列行驶一方面能节约人力成本，另一方面还能降低油耗，同时也能最大限度地保证安全性。队列车辆在行进过程中，需要根据规划路线和实际交通状况进行队列换道，与单车自动驾驶换道相比，队列换道比较困难。

目前，高速路上车辆队列换道决策方法主要包括如下步骤：1)队列头车A首先判断满足换道条件后进行换道；2)头车后的跟随车B加速超过头车，判断满足换道条件后换道至A号车前方；3)B号车与A号车拉开间距，以便后续车辆换道；4)C号车判断满足换道条件后，换道至B号车和A号车中间；5)其余车辆重复步骤4)，直到所有车辆换道成功。上述方法采用头车变尾车，跟随车变头车，其他车辆依次换道的方式，存在以下不足：(1)换道过程中队列的头车发生变化，原有队列的通讯策略及跟随策略需要实时进行改变，对自动驾驶控制器要求较高，实施难度较大；(2)当头车完成变道完成后，后面的车要先完成超车才能开始变道，这会受两个车道的前车影响，造成换道时间过长，即使保证了非队列车辆不会进入队列，但容易交通拥堵。

现有技术中，公开号为CN 110884493A的中国发明专利公开了一种高速场景队列换道的行为决策方法及其系统，该方法包括如下步骤：1)根据车队前进方向，依次对车辆进行编号P₁、P₂……P_N，队列行驶车速为V；2)P_N判断与目标车道内后方车辆是否满足安全距离；3)P₁判断与目标车道内前方车辆是否满足安全距离；4)确认目标车道内无其他车辆；5)当步骤2～步骤4)的条件同时满足时，可以开始进行换道操作，直至队列全部车辆完成换道；6)将完成换道的状态进行反馈操作。然而，上述方法需要尾车和头车来判断前方和后方同时满足安全距离，对变道的条件太苛刻，而实际行驶过程中不易满足，无法实现随时变道。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种队列换道的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种队列换道的方法，包括如下步骤：

1)根据车队前进方向，依次对车辆进行编号V₁、V₂、V₃、V_x……V_n，队列行驶车速为v；

2)V_x的感知系统确认本车车速v、目标车道内后方车辆车速v₂、本车与目标车道内后方车辆的距离L₂，判断与目标车道内后方车辆是否满足安全距离；

3)当V_x的感知系统判断与目标车道内后方车辆处于安全距离内，则进行变道；车辆V_x变道以后，其余的车辆V₁、V₂、V₃……V_n形成新队列；

4)新队列的尾车V_n与车辆V_x保持水平距离，避免在目标车道内被超车；

5)V₁的感知系统确认本车车速v、目标车道内前方车辆车速v₁、本车与目标车道内前方车辆的距离L₁，判断与目标车道内前方车辆是否满足安全距离；

6)通过队列全部车辆的感知系统，进行感知融合对目标车道进行全区域的监视，确认目标车道内无其他车辆；

7)当步骤5)和步骤6)的条件同时满足时，新队列V₁、V₂、V₃……V_n集体换道；

8)当队列全部车辆完成换道后，将完成换道的状态进行反馈操作。

上述技术方案中，所述步骤3)中，当车辆V_x变道以后，位于V_x后面的车辆提速，与位于V_x前面的车辆的形成新队列，然后新队列整体提速，尾车V_n与V_x保持水平距离。

上述技术方案中，所述步骤4)中，车辆V_x换道后，在目标车道内保持车速或者降低车速。

上述技术方案中，所述步骤5)中，V₁的感知系统还需要确认目标车道内前方车辆车速v₁大于队列车速v。

上述技术方案中，所述步骤7)中，若步骤5)和步骤6)的条件同时满足时，新队列的尾车V_n执行方向盘操作指令开始换道的同时，向新队列的其他车辆发送方向盘转向力矩和方向盘转角指令，使新队列其他车辆基本达到同时换道。

上述技术方案中，所述步骤7)中，若步骤5)和步骤6)任一条件不满足时，则回到上一步骤继续进行感知检测，直至同时满足所有条件。

上述技术方案中，所述步骤8)中，反馈操作具体包括如下步骤：

8.1)队列车辆完成换道，先将完成换道的状态反馈给头车V₁；

8.2)头车V₁接收到队列车辆V₂到V_n完成换道的状态信息，确认所有车辆换道完成后，通过HMI提醒驾驶员，显示队列换道完成，并将队列换道完成的指令发送至队列中其他车辆V₂到V_n。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

其一，本发明的队列换道的方法首先由队列车辆除首车外各自确认是否满足换道条件，V_x车换道后在目标车道保持车速或降低车速，其余车辆在V_x后车辆提速，与前车形成新的队列，并整体提速，保持尾车与V_x合适距离，避免被超车，待新队列的目标车队符合变道条件时，同时将方向盘转向力矩和方向盘转角指令发送给新队列中所有车辆，队列车辆基本达到同时换道，该方法可保持头车不变，变道条件容易满足，可以实现随时变道，降低了软件算法的实施难度，缩短了换道时间。

其二，本发明的换道方法利用队列车辆相互通讯，在队列尾车换道的同时发送方向盘转向力矩和方向盘转角指令，使得队列车辆基本达到同时换道，不仅变道过程快速高效，而且提高了队列换道的安全性。

其三，本发明的换道过程中队列当车辆V_x完成变道完成后，位于V_x后面的车辆提速，与位于V_x前面的车辆的形成新队列，然后新队列整体提速，后面的车不需要先完成超车才能开始变道，不会受两个车道的前车影响，缩短了换道时间，即保证了非队列车辆不会进入队列，又避免造成交通拥堵。

附图说明

图1为本实施例的队列车辆的通信系统的示意图；

图2为本实施例车辆V_x换道的示意图；

图3为本实施例新队列换道的示意图；

图4为本实施例全部车辆换道后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

本实施例的队列换道的车辆都配备有智能感知系统、自动驾驶控制器以及V2V，智能感知系统用于采集其他相关车辆信息及周边环境信息，智能感知系统可采用雷达和摄像头。V2V通信单元用于队列车辆之间发送或接收相应的数据信息进行相互通讯；自动驾驶控制器根据智能感知系统采集的数据信息执行换道或者继续前行。

本实施例的一种队列换道的方法，包括如下步骤：

1)根据车队前进方向，依次对车辆进行编号V₁、V₂、V₃、V_x……V_n，队列行驶车速为v；

2)V_x的感知系统确认本车车速v、目标车道内后方车辆车速v₂、本车与目标车道内后方车辆的距离L₂，判断与目标车道内后方车辆是否满足安全距离；

3)当V_x的感知系统判断与目标车道内后方车辆处于安全距离内，则进行变道；车辆V_x变道以后，其余的车辆V₁、V₂、V₃……V_n形成新队列；

当车辆V_x变道以后，位于V_x后面的车辆提速，与位于V_x前面的车辆的形成新队列，然后新队列整体提速，尾车V_n与V_x保持水平距离；

4)新队列的尾车V_n与车辆V_x保持水平距离，避免在目标车道内被超车；车辆V_x换道后，在目标车道内保持车速或者降低车速。

5)V₁的感知系统确认本车车速v、目标车道内前方车辆车速v₁、本车与目标车道内前方车辆的距离L₁，判断与目标车道内前方车辆是否满足安全距离，并确认目标车道内前方车辆车速v₁大于队列车速v；

6)通过队列全部车辆的感知系统，进行感知融合对目标车道进行全区域的监视，确认目标车道内无其他车辆；

7)当步骤5)和步骤6)的条件同时满足时，新队列V₁、V₂、V₃……V_n集体换道，新队列的尾车V_n执行方向盘操作指令开始换道的同时，向新队列的其他车辆发送方向盘转向力矩和方向盘转角指令，使新队列其他车辆基本达到同时换道；若步骤5)和步骤6)任一条件不满足时，则回到上一步骤继续进行感知检测，直至同时满足所有条件；

8)当队列全部车辆完成换道后，将完成换道的状态进行反馈操作：队列车辆完成换道，先将完成换道的状态反馈给头车V₁；头车V₁接收到队列车辆V₂到V_n完成换道的状态信息，确认所有车辆换道完成后，通过HMI提醒驾驶员，显示队列换道完成，并将队列换道完成的指令发送至队列中其他车辆V₂到V_n。

以上，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，其余未详细说明的为现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种队列换道的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据车队前进方向，依次对车辆进行编号V₁、V₂、V₃、V_x……V_n，队列行驶车速为v；

2)V_x的感知系统确认本车车速v、目标车道内后方车辆车速v₂、本车与目标车道内后方车辆的距离L₂，判断与目标车道内后方车辆是否满足安全距离；

3)当V_x的感知系统判断与目标车道内后方车辆处于安全距离内，则进行变道；车辆V_x变道以后，其余的车辆V₁、V₂、V₃……V_n形成新队列；

4)新队列的尾车V_n与车辆V_x保持水平距离，避免在目标车道内被超车；

5)V₁的感知系统确认本车车速v、目标车道内前方车辆车速v₁、本车与目标车道内前方车辆的距离L₁，判断与目标车道内前方车辆是否满足安全距离；

6)通过队列全部车辆的感知系统，进行感知融合对目标车道进行全区域的监视，确认目标车道内无其他车辆；

7)当步骤5)和步骤6)的条件同时满足时，新队列V₁、V₂、V₃……V_n集体换道；

8)当队列全部车辆完成换道后，将完成换道的状态进行反馈操作。

2.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤3)中，当车辆V_x变道以后，位于V_x后面的车辆提速，与位于V_x前面的车辆的形成新队列，然后新队列整体提速，尾车V_n与V_x保持水平距离。

3.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤4)中，车辆V_x换道后，在目标车道内保持车速或者降低车速。

4.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤5)中，V₁的感知系统还需要确认目标车道内前方车辆车速v₁大于队列车速v。

5.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤7)中，若步骤5)和步骤6)的条件同时满足时，新队列的尾车V_n执行方向盘操作指令开始换道的同时，向新队列的其他车辆发送方向盘转向力矩和方向盘转角指令，使新队列其他车辆基本达到同时换道。

6.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤7)中，若步骤5)和步骤6)任一条件不满足时，则回到上一步骤继续进行感知检测，直至同时满足所有条件。

7.根据权利要求1所述的队列换道的方法，其特征在于：所述步骤8)中，反馈操作具体包括如下步骤：

8.1)队列车辆完成换道，先将完成换道的状态反馈给头车V₁；

8.2)头车V₁接收到队列车辆V₂到V_n完成换道的状态信息，确认所有车辆换道完成后，通过HMI提醒驾驶员，显示队列换道完成，并将队列换道完成的指令发送至队列中其他车辆V₂到V_n。

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