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CN115953890A - 一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法 - Google Patents

一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法 Download PDF

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CN115953890A
CN115953890A CN202310231081.5A CN202310231081A CN115953890A CN 115953890 A CN115953890 A CN 115953890A CN 202310231081 A CN202310231081 A CN 202310231081A CN 115953890 A CN115953890 A CN 115953890A
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Abstract

本发明提供了一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，属于车辆编队技术领域，包括如下步骤：S1，驾驶人于GIS app内输入目的地、经过地的行驶信息；S2，GIS app上传信息至GIS服务器，由驾驶人在GIS app进行选择加入推荐编队或者发起编队；S3，驾驶人选择目标编队并完成加入后，在GIS app界面显示并推送至编队内的其他车辆，完成信息交互；S4，当驾驶人选择离队时，在离队完成后，进行编队调整、GIS服务器更新编队信息。本发明的技术方案克服现有技术中车与车之间的信息交互并不理想，借助信息交互从而进行编队行驶提高交通运行效率的可能性更是较低的问题。

Description

一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法
技术领域
本发明涉及车辆编队技术领域，具体涉及一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法。
背景技术
目前，编队是多辆车按相对一致速度保持较小的车距行驶的特殊车队，因为编队车距小所以风阻小，能节省燃油和提高道路通行效率。目前的驾驶人或无人驾驶车辆使用导航地图的常规操作是进行本车定位位置、经过地和目的地规划路径，GIS服务器根据路网状态、驾驶人选择和偏好推荐路径或者更新路径，显示在导航地图（GIS，geographicinformation system）上。在驾驶人启动导航地图后，根据GNSS获取的车辆位置，位置地图匹配至GIS上，在GIS上显示车辆的位置、路径和移动方向、速度等特征，非特定群体的驾驶人和车辆相互之间看不到各自的位置、目的地等信息，只有特定群体的驾驶人，在导航中设置群组可以相互看到位置，形成按相同的路线和目的地行驶的车队，并不是编队行驶。车与车之间的信息交互进行的并不理想，借助信息交互从而进行编队行驶提高交通运行效率的可能性更是较低，基本尚未有应用。
因此，现需要一种驾驶人或车辆之间能够信息交互，从而进行编队行驶提高交通运行效率的基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，以解决现有技术中车与车之间的信息交互并不理想，借助信息交互从而进行编队行驶提高交通运行效率的可能性更是较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，包括如下步骤：S1，驾驶人于GIS app内输入目的地、经过地的行驶信息；S2，GIS app上传信息至GIS服务器，GIS服务器通过查询路径上现有编队和编队请求，进行编队匹配并将编队匹配信息发送至GIS app，由驾驶人在GIS app进行选择加入推荐编队或者发起编队；S3，驾驶人选择目标编队并完成加入后，由GIS app更新车辆信息，GIS服务器更新编队信息，在GIS app界面显示并推送至编队内的其他车辆，完成信息交互；S4，当驾驶人选择离队时，在离队完成后，进行编队调整、GIS服务器更新编队信息。
进一步地，步骤S2具体包括：S2.1，编队匹配的方法为GIS服务器根据输入目的地、经过地的行驶信息搜索道路前后一定距离范围内的车辆编队信息, 根据驾驶人的路径、行车偏好参数与目标编队的路径以及速度重合度，进行匹配；S2.2，完成匹配后推送至本车GIS app，驾驶人自行选择编队加入，服务器推送本车GIS信息至编队内的其他车辆；S2.3，如若驾驶人选择不加入车队，可选择发起编队，该驾驶人的车辆为领航车辆，等待其他车辆加入编队。
进一步地，步骤S3中驾驶人在GIS app选择目标编队并加入的方法为，待驾驶人在确定要加入的目标编队以后，GIS app根据驾驶人的行驶信息，确定驾驶人加入编队的目标位置，且在驾驶人的GIS app与编队内车辆的GIS app内显示该信息，该信息指导驾驶人调整车辆加入车辆编队，完成加入过程后向领航车辆发出加入成功信息，GIS服务器与编队内车辆的GIS app及时更新编队信息。
进一步地，目标位置包括在队尾尾随加入、编队中间加入或者队首加入成为领航车辆三种情况：当从队尾尾随加入时，驾驶人接收GIS app发送的信息后靠近编队，若与目标编队不在同一车道，则调整至相同车道，识别目标编队队尾车的车牌号并以编队内部安全跟车间距加入编队，GIS 服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；当从编队中间加入时，GIS app同时发送消息至编队内的目标跟随车以及驾驶人，驾驶人在相邻车道行驶至与目标跟随车平行，目标跟随车调整车速增大与前车间距，同时目标跟随车打开双闪并发送消息告知编队内部加入车辆的后方车辆同步调整，当调整为安全切入间距时，驾驶人通过换道加入编队，后车保持安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；当加入位置为领航车辆时，驾驶人接收GIS app发送的信息后，通过加速、换道操作调整至编队前方，然后保持匀速行驶，随后原编队领航车辆识别驾驶人的车牌号，加速接近并以安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息。
进一步地，安全切入间距的设定公式为：
Figure SMS_1
，其中，
Figure SMS_2
为待加入用户的车辆速度，单位均为
Figure SMS_3
，
Figure SMS_4
为加入车辆的换道时间，
Figure SMS_5
为待加入用户的车长，单位为m。
进一步地，步骤S4包括：当待离开车辆位于尾部时，直接减速扩大跟车间距离开编队，同时打开双闪，告知车道后方可能存在的其他车辆提早减速以避免碰撞，GIS服务器更新编队信息；当待离开车辆位于中部位置时，在目标车道有安全换道空间时，待离开车辆向领航车辆以及待离开车辆后方的编队成员车辆发送离队信息，该信息同时指导待离开车辆更换车道，完成离队后向领航车辆发送消息，告知已经安全离队，编队接收信息后，向编队内离开车辆的后方跟随车下发指令，指导车辆按照原有安全间距行驶同时更新编队信息并上传至GIS服务器；当待离开车辆为领航车辆时，领航车辆通过发送信息或者语音通话，告知跟随车即将离队，领航车辆的后车成为新的领航车辆继续保持编队行驶，并及时与GIS服务器同步更新编队信息。
进一步地，GIS app包括：操作界面模块，用于驾驶人输入目的地、经过地的行驶信息和查看编队信息；服务器模块，用于记录驾驶人出行描述文件，分析驾驶人的行车偏好参数；通信网络与车联网模块，用于与服务器之间进行信息交互，实现信息收发或者拨打语音通话；编队匹配模块，用于进行驾驶人在GIS app输入行驶信息与GIS服务器上的编队信息的匹配。
进一步地，行车偏好参数包括：平均车速、喜好车速、作息时间、占用车道习惯、抢行或者等待的习惯、车距保持习惯、反应时间、反应时间特点和编队同步一致性，分析驾驶人行车偏好参数的方法包括：通过记录设定时间段为3-5min的行车距离计算平均车速；根据平均车速的频次分析其喜好车速，喜好车速与道路类型有关，高速公路、公路、城市道路的速度有差异；根据行驶时间记录其作息时间；根据其习惯占据车道位置的时长与行驶总时间的比例记录其占用车道习惯，车道位置包括左侧、中间或右侧；根据其信号灯位置的通过速度与路段速度比较分析其抢行或者等待的习惯；根据编队内相邻车辆之间的距离分析其车距保持习惯；根据编队启动、减速停车时车辆之间的距离记录其反应时间，根据反应时间的经常数值分析其反应时间特点；根据驾驶人车辆在编队内的速度、跟车间距和反应时间，是否与编队行驶参数一致，评价其编队同步一致性。
进一步地，步骤S2.1具体包括如下步骤：S2.1.1，根据用户ID读取驾驶人的出行描述文件，获取驾驶人的行车偏好参数；S2.1.2，将某时刻的驾驶人行车偏好参数作为一个集合，用向量
Figure SMS_11
表示，其中，
Figure SMS_13
表示用户
Figure SMS_14
对应的用户ID下保存的行车偏好参数中行车参数
Figure SMS_16
的取值，
Figure SMS_20
是行车参数总数，包括但不限于车距保持、速度、变道和超车；S2.1.3，基于修正的余弦相似性方法计算用户间行车偏好参数的相似度
Figure SMS_21
，计算公式如下：
Figure SMS_22
，其中，
Figure SMS_7
表示行车偏好参数全集；
Figure SMS_8
、
Figure SMS_10
分别表示用户
Figure SMS_12
对应的用户ID下保存的出行描述文件中用户
Figure SMS_15
同时刻行车偏好参数
Figure SMS_17
的取值；
Figure SMS_18
、
Figure SMS_19
分别表示用户
Figure SMS_6
对应的行车偏好参数
Figure SMS_9
的平均取值；S2.1.4，计算待加入编队用户行车偏好参数与待加入编队用户相近范围内编队领航车辆用户参数设置的相似度，并对其按照从高到底的顺序排序，选取相似度最高的前N个编队推荐给待加入编队用户进行编队选择。
进一步地，出行描述文件包括用户个人属性特征、出行信息和行车偏好参数；其中，个人属性特征包括：用户的性别、年龄、职业个人基本信息；出行信息包括出行时间、出行起始地、目的地，出行偏好信息。
本发明具有如下有益效果：本发明通过GIS app实现了利用实时在线导航GIS和通信网络自发组织车辆编队，并实现了可利用GIS进行编队内车辆信息交互或者语音通话，以及实现了在GIS上标注包括编队名称和编队成员车辆相关信息的效果，同时，编队后还具有降低风阻提高道路通行效率的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在附图中：图1为本发明一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法的待加入车辆加入目标位置的过程流程图。
图2为本发明一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法的待离开车辆离开编队的过程流程图。
图3为本发明松散编队的通信流程图。
图4为本发明根据行车偏好参数进行编队匹配的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对本发明中出现的部分术语进行解释说明。
编队：是指基于无线通信技术，两辆或者两辆以上的车辆紧紧跟随行驶，且具有相对一致的速度的车队。
编队行驶：两辆或者两辆以上的车辆以编队的形式在特定的场景下行驶，同时还包括建立编队、解散编队、车辆加入编队、车辆离开编队等编队行为过程。
领航车辆：编队行驶中编队最前方的车辆。
跟随车辆：编队行驶中编队除了领航车辆之外的其他跟随的车辆。
GIS：geographic information system，负责导航地图数据。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，包括如下步骤：S1，驾驶人于GIS app内输入目的地、经过地的行驶信息；其中，驾驶人包括车辆驾驶人或乘车人，当无人驾驶时即为乘车人。S2，GIS app上传信息至GIS服务器，GIS服务器通过查询路径上现有编队和编队请求，进行编队匹配并将编队匹配信息发送至GIS app，由驾驶人在GIS app进行选择加入推荐编队或者发起编队；编队请求即输入的目的地、经过地的行驶信息。
本车驾驶人以当前加入编队位置作为共同行程的匹配起始点，编队后共同行驶距离和时间是编队的考虑因素，如果距离和时间小则体现不出编队效益。编队匹配以编队后的路径重合度、行程时间等为依据，考虑高速公路、公路、城市道路等不同道路类型（设计速度差异）设定匹配阈值；阈值的设定包括但不限于高速公路、公路、城市道路三类阈值，距离以1h（80km/h）、0.5h（60km/h）、0.3h（40hm/h）或等效中位速度的行驶距离为最低建议编队阈值。搜索范围以距离和行程时间设定阈值，以行车速度60km/h为中间值，加速追赶和减速等待5分钟、10km为搜索阈值，可以根据不同道路、编队在前、编队在后等情形进行阈值修正。
编队车辆类型，根据城市道路、公路、高速公路等道路类型，以及客车、货车等不同车型等进行编队，保持经常性速度的一致性。编队规模根据交叉口间距、高速公路匝道出口与入口间距等确定。如果信号控制系统支持车路协同可以优化交叉口信号和编队速度，则编队规模稍大。高速公路编队如果共同行程长、三车道以上高速公路，则编队规模可以稍大。由于是松散的编队，系统不拒绝自愿加入的车辆，但是当达到最大规模后，不再推荐和匹配车辆加入。
具体地，步骤S2具体包括：S2.1，编队匹配的方法为GIS服务器根据输入目的地、经过地的行驶信息搜索道路前后一定距离范围内的车辆编队信息, 根据驾驶人的路径、行车偏好参数与目标编队的路径以及速度重合度，进行匹配；编队匹配之前，编队规模饱和的编队不参与推荐，根据不同的道路类型，将高速公路、公路、城市道路的编队规模规定为20辆、15辆、8辆，道路上行驶的现有编队中若有编队的队内成员数超过前述阈值的编队，不参与编队匹配。
步骤S2.1具体包括如下步骤：S2.1.1，根据用户ID读取驾驶人的所述出行描述文件，获取驾驶人的行车偏好参数；S2.1.2，将某时刻的驾驶人行车偏好参数作为一个集合，用向量
Figure SMS_28
表示，其中，
Figure SMS_30
表示用户
Figure SMS_32
对应的用户ID下保存的行车偏好参数中行车参数
Figure SMS_33
的取值，
Figure SMS_35
是行车参数总数，包括但不限于车距保持、速度、变道和超车；S2.1.3，基于修正的余弦相似性方法计算用户间行车偏好参数的相似度
Figure SMS_38
，计算公式如下：
Figure SMS_39
，其中，
Figure SMS_23
表示行车偏好参数全集；
Figure SMS_24
、
Figure SMS_26
分别表示用户
Figure SMS_29
对应的用户ID下保存的出行描述文件中用户
Figure SMS_31
同时刻行车偏好参数
Figure SMS_34
的取值；
Figure SMS_36
、
Figure SMS_37
分别表示用户
Figure SMS_25
对应的行车偏好参数
Figure SMS_27
的平均取值；S2.1.4，计算待加入编队用户行车偏好参数与待加入编队用户相近范围内编队领航车辆用户参数设置的相似度，并对其按照从高到底的顺序排序，选取相似度最高的前N个编队推荐给待加入编队用户进行编队选择。
以行车速度偏好为例。根据出行者
Figure SMS_40
用户ID下保存的出行描述文件记录的车辆行驶速度参数，取加入编队前一段时间内的行驶速度分值
Figure SMS_41
，计算其平稳行驶速度为
Figure SMS_42
，其中
Figure SMS_43
。
以此类推，可计算出待加入编队的出行者
Figure SMS_44
所在车辆范围内可匹配的编队领航车辆
Figure SMS_45
平稳行驶速度分别为
Figure SMS_46
。
通过计算
Figure SMS_47
与
Figure SMS_48
之间欧氏距离的大小，按距离从小到大排列，距离越小，说明相似度越高，两者越匹配。
其他参数相似度计算类比可得。
S2.2，完成匹配后推送至本车GIS app，驾驶人自行选择编队加入，服务器推送本车GIS信息至编队内的其他车辆。
S2.3，如若驾驶人选择不加入车队，可选择发起编队，该驾驶人的车辆为领航车辆，等待其他车辆加入编队。
S3，驾驶人选择目标编队并完成加入后，由GIS app更新车辆信息，GIS服务器更新编队信息，在GIS app界面显示并推送至编队内的其他车辆，完成信息交互；具体地，步骤S3中驾驶人在GIS app选择目标编队并加入的方法为，待驾驶人在确定要加入的目标编队以后，GIS app根据驾驶人的行驶信息，确定驾驶人加入编队的目标位置，且在驾驶人的GISapp与编队内车辆的GIS app内显示该信息，该信息指导驾驶人调整车辆加入车辆编队，完成加入过程后向领航车辆发出加入成功信息，GIS服务器与编队内车辆的GIS app及时更新编队信息。
具体地，如图1所示，加入目标编队的目标位置包括在队尾尾随加入、编队中间加入或者队首加入成为领航车辆三种情况：当从队尾尾随加入时，驾驶人接收GIS app发送的信息后靠近编队，若与目标编队不在同一车道，则调整至相同车道，识别目标编队队尾车的车牌号并以编队内部安全跟车间距加入编队，GIS 服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；当从编队中间加入时，GIS app同时发送消息至编队内的目标跟随车以及驾驶人，目标跟随车调整车速增大与前车间距，同时目标跟随车打开双闪并发送消息告知编队内部加入车辆的后方车辆同步调整，当调整为安全切入间距时，驾驶人加入编队，后车保持安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；当加入位置为领航车辆时，驾驶人接收GIS app发送的信息后，通过加速、换道操作调整至编队前方，然后保持匀速行驶，随后编队识别驾驶人的车牌号，加速接近并以安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息。
具体地，安全切入间距的设定公式为：
Figure SMS_49
，其中，
Figure SMS_50
为待加入用户的车辆速度，单位均为
Figure SMS_51
，
Figure SMS_52
为加入车辆的换道时间，
Figure SMS_53
为待加入用户的车长，单位为m。
具体地，如果周围没有合适的编队，则驾驶人可以发起编队作为领航车辆，周围独立行驶的有编队意愿的车辆根据GIS app获得的GIS服务器的信息，相互自发靠近该编队，后加入编队的跟随车辆以安全车间距跟车行驶，GIS服务器推送推荐车速和车间距，同时系统进行更新，将新形成的编队的信息显示到GIS中。
S4，当驾驶人选择离队时，在离队完成后，进行编队调整、GIS服务器更新编队信息。
具体地，编队内部某一成员车辆可能会由于到达目的地或者接收到GIS服务器下发的更换编队请求（新的编队更新匹配该车辆）而进行离队。
具体地，如图2所示的步骤S4包括：当待离开车辆位于尾部时，直接减速扩大跟车间距离开编队，同时打开双闪，告知车道后方可能存在的其他车辆提早减速以避免碰撞，GIS服务器更新编队信息；当待离开车辆位于中部位置时，在目标车道有安全换道空间时，待离开车辆向领航车辆以及待离开车辆后方的编队成员车辆发送离队信息，该信息同时指导待离开车辆更换车道，完成离队后向领航车辆发送消息，告知已经安全离队，编队接收信息后，向编队内离开车辆的后方跟随车下发指令，指导车辆按照原有安全间距行驶同时更新编队信息并上传至GIS服务器；当待离开车辆为领航车辆时，领航车辆通过发送信息或者语音通话，告知跟随车即将离队，领航车辆的后车成为新的领航车辆继续保持编队行驶，并及时与GIS服务器同步更新编队信息。
具体地，GIS app包括：操作界面模块，用于驾驶人输入目的地、经过地的行驶信息和查看编队信息；在GIS app界面上显示编队标记，领航头车特征高亮度显示（编队ID或领航头车命名的编队名称）、编队速度等，在GIS界面上动态显示编队内车辆统一颜色、显示各加入车辆的序号，显示相邻车辆的间距，编队内车辆可以显示车牌，编队ID可自行设定或者系统自动命名。
服务器模块，用于记录驾驶人出行描述文件，分析驾驶人的行车偏好参数。
通信网络与车联网模块，用于与服务器之间进行信息交互，实现信息收发或者拨打语音通话。如图3所示的通信网络与车联网模块，车辆编队内的车辆驾驶人，可以选择点击其他车辆的标记点发送信息或者进行语音通话，也可以选择编队，在编队群内发信息或者广播，以协调编队的速度、作息等安排，通过相互提醒保持较小的车间距安全行驶。GIS服务器作为导航信息服务中心接收和下发信息，制定GIS app信息显示规则。常用信息包括但不限于推荐速度值、停服务区等。通话采用IP网络电话技术，每个编队车辆赋予车牌作为IP标记。编队匹配模块，用于进行驾驶人在GIS app输入行驶信息与GIS服务器的路径上的编队信息之间的信息匹配。
编队匹配模块，用于进行驾驶人在GIS app输入行驶信息与GIS服务器上的编队信息的匹配。
具体地，行车偏好参数包括：平均车速、喜好车速、作息时间、占用车道习惯、抢行或者等待的习惯、车距保持习惯、反应时间、反应时间特点和编队同步一致性，分析驾驶人行车偏好参数的方法包括：通过记录设定时间段为3-5min的行车距离计算平均车速；根据平均车速的频次分析其喜好车速，喜好车速与道路类型有关，高速公路、公路、城市道路的速度有差异；根据行驶时间记录其作息时间；根据其习惯占据车道位置的时长与行驶总时间的比例记录其占用车道习惯，车道位置包括左侧、中间或右侧；根据其信号灯位置的通过速度与路段速度比较分析其抢行或者等待的习惯；根据编队内相邻车辆之间的距离分析其车距保持习惯；根据编队启动、减速停车时车辆之间的距离记录其反应时间，根据反应时间的经常数值分析其反应时间特点；根据驾驶人车辆在编队内的速度、跟车间距和反应时间，是否与编队行驶参数一致，评价其编队同步一致性。
如以行车间距为例，评价编队同步一致性的方法为：如果经常性的保持车距过大，则影响编队效果。车距保持情况评价按照保持车距时长占在编队时长的比例[100%,90%]、（90%,80%]、（80%,70%] 、（70%,60%] 评价车距保持的优、良、中、尚可，并在驾驶人脱离编队后发送评价，提醒驾驶人在下次出行时注意间距的保持，如果经常低于60%则一定时间内不再匹配编队，相反如果经常高于90%则可以优先为该驾驶人推荐匹配编队，通过奖惩机制使得编队的车距保持处于合理范围。同理，评价驾驶人在编队的速度、变道、超车等影响编队正常行驶的驾驶习惯，分别记录其出现次数，并分析每个指标在编队出现的比例，[100%,90%]、（90%,80%]、（80%,70%] 、（70%,60%] 评价其他指标的优、良、中、尚可。对于同步性较好的车辆驾驶人优先推荐同步性好的编队。
编队行车的速度与车间距是重要的行驶参数，车间距与车速、路况、驾驶人反应特性等关联，所以编队的最佳车间距考虑编队驾驶人的行车习惯和反应特性，并提醒间距过大过小的驾驶人。驾驶人客户端根据前车和本车的间距与编队推荐车距对比，如果前向车距大于推荐车距，GIS服务器则发出声音、振动等提醒驾驶人注意观察、加速并维持最佳车距。跟进车辆如果发现前方车辆的跟车间距过大，则可以鸣笛、灯光等提醒或者直接超车后越过前车，超车后系统自动更新车辆序号。
GIS服务器可以监控编队行驶状态，根据行车速度、路径和前方道路交通状态为领航车辆驾驶人规划最佳行车速度。
如图4所示，本发明还依据驾驶人的行车偏好参数进行编队匹配，编队匹配之前，编队规模饱和的编队不参与推荐，根据不同的道路类型，将高速公路、公路、城市道路的编队规模规定为20辆、15辆、8辆，道路上行驶的现有编队中若有编队的队内成员数超过前述阈值的编队，不参与编队匹配。
每个驾驶人对应一个用户ID，用户ID互不重复且一一对应，出行者在提交订单或进入车辆时，完成用户ID的登录和识别。每个用户ID对应一个出行描述文件。
具体地，出行描述文件包括用户个人属性特征、出行信息和行车偏好参数；其中，个人属性特征包括：用户的性别、年龄、职业个人基本信息；出行信息包括出行时间、出行起始地、目的地，出行偏好信息。
本发明设计了一种面向非特定驾驶人或无人驾驶车辆乘员的动态松散编队行车方法，该方法能够保持较小车距降低风阻提高道路通行效率。驾驶人可以利用实时在线导航GIS和通信网络自发组织车辆编队，并可以利用GIS服务器进行编队内车辆信息交互或者语音通话，以及实现在GIS上标注包括编队名称、车辆车牌号、车型、路径在内的编队信息的系统和方法。
本发明的具体方法及原理如下：本发明利用车辆驾驶人自愿编队行驶的意愿通过实时在线导航GIS app共享行车信息形成编队，在驾驶人端输入目的地、经过地等信息生成导航路径后，信息上传至GIS服务器，服务器根据路网状态推荐路径，服务器根据驾驶人的位置、路径、编队选择和编队行驶的历史数据，推送给驾驶人附近的其他使用同款实时在线导航GIS app并愿意编队行驶的车辆GIS信息，则想要编队行驶的车辆之间相互能看到相对位置、路径等信息，便于共同编队行驶。
无论是发起编队还是加入已有编队，GIS界面都会统一显示编队的ID、编队成员数、颜色、成员车牌、车队内车辆次序等编队信息，便于编队车辆以及道路上行驶的独立车辆了解编队信息。GIS服务器根据参加编队的车辆数量、前方共同路径，提供编队的行程时间、服务区信息，并根据车辆的能源供应、驾驶人的驾驶时间等提供编队行驶计划。编队车辆的驾驶人可以点击编队内部任意一个车辆的信息点进行通话或者发送信息，以协调编队内车辆的行车参数。GIS服务器可以记录驾驶人的行车偏好参数，GIS app与服务器可以分析驾驶人的行车偏好参数等，以匹配合适的编队。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，驾驶人于GIS app内输入目的地、经过地的行驶信息；
S2，GIS app上传信息至GIS服务器，GIS服务器通过查询路径上现有编队和编队请求，进行编队匹配并将编队匹配信息发送至GIS app，由驾驶人在GIS app进行选择加入推荐编队或者发起编队；
S3，驾驶人选择目标编队并完成加入后，由GIS app更新车辆信息，GIS服务器更新编队信息，在GIS app界面显示并推送至编队内的其他车辆，完成信息交互；
S4，当驾驶人选择离队时，在离队完成后，进行编队调整、GIS服务器更新编队信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，步骤S2具体包括：
S2.1，所述编队匹配的方法为GIS服务器根据输入目的地、经过地的行驶信息搜索道路前后一定距离范围内的车辆编队信息, 根据驾驶人的路径、行车偏好参数与目标编队的路径以及速度重合度，进行匹配；
S2.2，完成匹配后推送至本车GIS app，驾驶人自行选择编队加入，服务器推送本车GIS信息至编队内的其他车辆；
S2.3，如若驾驶人选择不加入车队，可选择发起编队，该驾驶人的车辆为领航车辆，等待其他车辆加入编队。
3.根据权利要求1所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，步骤S3中驾驶人在GIS app选择目标编队并加入的方法为，待驾驶人在确定要加入的目标编队以后，GIS app根据驾驶人的行驶信息，确定驾驶人加入编队的目标位置，且在驾驶人的GIS app与编队内车辆的GIS app内显示该信息，该信息指导驾驶人调整车辆加入车辆编队，完成加入过程后向领航车辆发出加入成功信息，GIS服务器与编队内车辆的GISapp及时更新编队信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，所述目标位置包括在队尾尾随加入、编队中间加入或者队首加入成为领航车辆三种情况：
当从队尾尾随加入时，驾驶人接收GIS app发送的信息后靠近编队，若与目标编队不在同一车道，则调整至相同车道，识别目标编队队尾车的车牌号并以编队内部安全跟车间距加入编队，GIS 服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；
当从编队中间加入时，GIS app同时发送消息至编队内的目标跟随车以及驾驶人，驾驶人在相邻车道行驶至与目标跟随车平行，目标跟随车调整车速增大与前车间距，同时目标跟随车打开双闪并发送消息告知编队内部加入车辆的后方车辆同步调整，当调整为安全切入间距时，驾驶人通过换道加入编队，后车保持安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息；
当加入位置为领航车辆时，驾驶人接收GIS app发送的信息后，通过加速、换道操作调整至编队前方，然后保持匀速行驶，随后原编队领航车辆识别驾驶人的车牌号，加速接近并以安全间距跟随，GIS服务器与编队内车辆的GIS app更新编队状态信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，所述安全切入间距的设定公式为：
Figure QLYQS_1
，其中，
Figure QLYQS_2
为待加入用户的车辆速度，单位均为
Figure QLYQS_3
，
Figure QLYQS_4
为加入车辆的换道时间，
Figure QLYQS_5
为待加入用户的车长，单位为m。
6.根据权利要求1所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，步骤S4包括：
当待离开车辆位于尾部时，直接减速扩大跟车间距离开编队，同时打开双闪，告知车道后方可能存在的其他车辆提早减速以避免碰撞，GIS服务器更新编队信息；
当待离开车辆位于中部位置时，在目标车道有安全换道空间时，待离开车辆向领航车辆以及待离开车辆后方的编队成员车辆发送离队信息，该信息同时指导待离开车辆更换车道，完成离队后向领航车辆发送消息，告知已经安全离队，编队接收信息后，向编队内离开车辆的后方跟随车下发指令，指导车辆按照原有安全间距行驶同时更新编队信息并上传至GIS服务器；
当待离开车辆为领航车辆时，领航车辆通过发送信息或者语音通话，告知跟随车即将离队，领航车辆的后车成为新的领航车辆继续保持编队行驶，并及时与GIS服务器同步更新编队信息。
7.根据权利要求2所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，所述GIS app包括：
操作界面模块，用于驾驶人输入目的地、经过地的行驶信息和查看编队信息；
服务器模块，用于记录驾驶人出行描述文件，分析驾驶人的行车偏好参数；
通信网络与车联网模块，用于与服务器之间进行信息交互，实现信息收发或者拨打语音通话；
编队匹配模块，用于进行驾驶人在GIS app输入行驶信息与GIS服务器上的编队信息的匹配。
8.根据权利要求2所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，所述行车偏好参数包括：平均车速、喜好车速、作息时间、占用车道习惯、抢行或者等待的习惯、车距保持习惯、反应时间、反应时间特点和编队同步一致性，分析驾驶人所述行车偏好参数的方法包括：
通过记录设定时间段为3-5min的行车距离计算所述平均车速；
根据平均车速的频次分析其所述喜好车速，所述喜好车速与道路类型有关，高速公路、公路、城市道路的速度有差异；根据行驶时间记录其所述作息时间；
根据其习惯占据车道位置的时长与行驶总时间的比例记录其所述占用车道习惯，车道位置包括左侧、中间或右侧；
根据其信号灯位置的通过速度与路段速度比较分析其所述抢行或者等待的习惯；
根据编队内相邻车辆之间的距离分析其所述车距保持习惯；
根据编队启动、减速停车时车辆之间的距离记录其所述反应时间，根据所述反应时间的经常数值分析其反应时间特点；
根据驾驶人车辆在编队内的速度、跟车间距和反应时间，是否与编队行驶参数一致，评价其所述编队同步一致性。
9.根据权利要求7所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，步骤S2.1具体包括如下步骤：
S2.1.1，根据用户ID读取驾驶人的所述出行描述文件，获取驾驶人的行车偏好参数；
S2.1.2，将某时刻的驾驶人行车偏好参数作为一个集合，用向量
Figure QLYQS_6
表示，其中，
Figure QLYQS_7
表示用户
Figure QLYQS_8
对应的用户ID下保存的行车偏好参数中行车参数
Figure QLYQS_9
的取值，
Figure QLYQS_10
是行车参数总数，包括但不限于车距保持、速度、变道和超车；
S2.1.3，基于修正的余弦相似性方法计算用户间行车偏好参数的相似度
Figure QLYQS_11
，计算公式如下：
Figure QLYQS_12
，其中，
Figure QLYQS_14
表示行车偏好参数全集；
Figure QLYQS_16
、
Figure QLYQS_18
分别表示用户
Figure QLYQS_19
对应的用户ID下保存的出行描述文件中用户
Figure QLYQS_21
同时刻行车偏好参数
Figure QLYQS_22
的取值；
Figure QLYQS_13
、
Figure QLYQS_15
分别表示用户
Figure QLYQS_17
对应的行车偏好参数
Figure QLYQS_20
的平均取值；
S2.1.4，计算待加入编队用户行车偏好参数与待加入编队用户相近范围内编队领航车辆用户参数设置的相似度，并对其按照从高到底的顺序排序，选取相似度最高的前N个编队推荐给待加入编队用户进行编队选择。
10.根据权利要求7所述的一种基于实时在线导航地图的车辆动态松散编队方法，其特征在于，所述出行描述文件包括用户个人属性特征、出行信息和所述行车偏好参数；
其中，个人属性特征包括：用户的性别、年龄、职业个人基本信息；
出行信息包括出行时间、出行起始地、目的地，出行偏好信息。
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