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专利号: 202110819497X
申请人: 常州机电职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种网联式智能车队自适应巡航控制方法,其特征在于,包括:步骤S1,构建头车、领航者与跟随者之间的通信拓扑关系,设定跟随者以接收头车及领航者的行驶信息或领航者的行驶信息;

步骤S2,当前跟随者采集笛卡尔坐标系下的位姿信息和所述行驶信息,实施坐标变换得到该跟随者在Frenet坐标下的位姿信息;

步骤S3,基于Frenet坐标下的位姿信息,对当前跟随者进行纵横向解耦控制,并将该跟随者作为领航者向其跟随者发送行驶信息;

重复步骤S2和步骤S3,以使行驶信息依次发送至最后车辆。

2.根据权利要求1所述的网联式智能车队自适应巡航控制方法,其特征在于,所述步骤S1中构建头车、领航者与跟随者之间的通信拓扑关系的方法包括:对车队车辆行驶车序进行编号,取头车为1,领航者为K,跟随者为K+1,其中所述头车、领航者、跟随者均基于V2V通信形成编队控制。

3.根据权利要求2所述的网联式智能车队自适应巡航控制方法,其特征在于,所述行驶信息包括:速度信息、位姿信息和轨迹信息。

4.根据权利要求3所述的网联式智能车队自适应巡航控制方法,其特征在于,所述步骤S2中实施坐标变换得到该跟随者在Frenet坐标下的位姿信息的方法包括:当前跟随者根据头车及领航者的轨迹信息,采用五次B样条曲线拟合原理得到曲线函数模型;

根据曲线函数模型,得到轨迹点曲率及轨迹点曲率变化率信息;

在Frenet坐标下对当前跟随者进行数学建模;

根据由传感器单元采集得到的笛卡尔坐标系下的自车位姿信息及前述轨迹信息,实施坐标变换得到自车在Frenet坐标下的位姿信息。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述采用五次B样条曲线拟合原理得到的曲线函数模型的表达式为:其中,a0,a1,a2,a3,a4,a5,b0,b1,b2,b3,b4,b5为拟合系数,X(u)为横坐标上的分量,Y(u)为纵坐标上的分量,u为自变量。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据曲线函数模型得到轨迹点曲率及轨迹点曲率变化率信息的表达式为:曲率变化率记为 表示为:

其中,ci(u)为轨迹点曲率, 为曲率变化率,s为相邻轨迹点之间的弧长。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,在Frenet坐标下对编队中当前跟随者进行数学建模,表达式为:其中,si表示该投影点在参考轨迹上走过的弧长,即Frenet坐标系下的横坐标,yi表示投影点切线垂直方向上的距离车辆后轴中心线的距离大小,即Frenet坐标系下的纵坐标,为方位角误差,vi为车辆前进方向上的速度,δi为车辆前轮转角,ci为轨迹点曲率,L为车身长度。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,获取笛卡尔坐标系下,编队车辆的位姿信息为(Xi,Yi,θi),表示为:其中,(Xi,Yi)为车辆在笛卡尔坐标系中的位置坐标,θi为车辆航向角。

9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S3中基于Frenet坐标下的位姿信息,对当前跟随者进行纵横向解耦控制的方法包括:

根据轨迹点曲率及轨迹点曲率变化率信息,在Frenet坐标下对自车进行纵横向解耦,得到横向最有控制量和纵向最优控制量,并进行期望轨迹处理。

10.一种网联式智能车队自适应巡航控制系统,其特征在于,包括:车间通讯单元、位姿计算单元、传感器单元和控制单元;

所述车间通讯单元,用于实施车间通讯,在跟随者状态下接受头车及领航者的行驶信息,以及在领航者状态下发送行驶信息给跟随者;

所述传感器单元,用于采集当前跟随者笛卡尔坐标系下的位姿信息和行驶信息;

所述位姿计算单元,用于根据所述的头车及领航者的行驶信息和当前跟随者笛卡尔坐标系下的位姿信息规划当前跟随者Frenet坐标下的位姿信息;

所述控制单元,用于根据所述的Frenet坐标下的当前跟随者位姿信息进行期望轨迹计算及处理。