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CN111081009A - 一种基于车联网的车辆编队行驶系统及控制方法 - Google Patents

一种基于车联网的车辆编队行驶系统及控制方法 Download PDF

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CN111081009A
CN111081009A CN201911391828.3A CN201911391828A CN111081009A CN 111081009 A CN111081009 A CN 111081009A CN 201911391828 A CN201911391828 A CN 201911391828A CN 111081009 A CN111081009 A CN 111081009A
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石博文
高镇海
徐孝东
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胡艺博
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Abstract

本发明公开了一种基于车联网的车辆编队行驶系统，包括：信息交互模块，其用于车间通信和获取编队车辆的车况信息；数据处理模块，其与所述信息交互模块电连接，用于将接收的信息进行分析和处理，得出本车的期望车况数据；控制系统，其同时与所述信息交互模块和所述数据处理模块电连接，用于根据接收到的所述处理模块得出的本车期望车况数据后对车速进行控制。本发明还提供了一种基于车联网的车辆编队行驶的控制方法，驾驶员能够迅速找到编队车辆并跟车行驶，并根据汽车进入编队后的行车情况，控制期望车速，保持汽车与前车的安全距离，缓解交通拥堵的情况，提高行车的安全性。通过车间通信来控制车辆的行驶状况，让车辆间距、车辆速度更加合理。

Description

一种基于车联网的车辆编队行驶系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于车联网的车辆编队行驶系统及控制方法，属于汽车通行能力领域。
背景技术
随着汽车工业的飞速发展，上路的汽车越来越多，随之而来的堵车、塞车问题也愈发严重，极大地影响了人们的出行体验，因此环节交通拥堵迫在眉睫。
现阶段，基于车联网的车辆编队行驶非常热门，编队行驶通过将车辆有序的编排起来，可有小减缓交通拥堵的问题，而且更加节能、安全。然而现在的编队行驶方案仍旧不太成熟，且编队后形式比较固定，不具备灵活性和实时性，使用范围不够广泛。
发明内容
本发明设计开发了一种基于车联网的车辆编队行驶系统，通过信息模块使车辆间进行通讯，实现实时编队行驶，并通过处理模块和控制模块得到车辆的期望车况，控制车辆行驶速度，防止交通事故的发生。
本发明还设计开发了一种基于车联网的车辆编队行驶的控制方法，驾驶员能够迅速找到编队车辆并跟车行驶，并根据汽车进入编队后的行车情况，控制期望车速，保持汽车与前车的安全距离，缓解交通拥堵的情况，提高行车的安全性。
本发明提供的技术方案为：
一种基于车联网的车辆编队行驶系统，包括：
信息交互模块，其用于车间通信和获取编队车辆的车况信息；
数据处理模块，其与所述信息交互模块电连接，用与将接收的信息进行分析和处理，得出本车的期望车况数据；
控制系统，其同时与所述信息交互模块和所述数据处理模块电连接，用于根据接收到的所述处理模块得出的本车期望车况数据后对车速进行控制。
优选的是，所述车况信息包括：车辆速度、加速度、刹车情况、变道情况以及与前车的间距。
一种基于车联网的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，使用所述的基于车联网的车辆编队行驶系统，并包括：
信息交互模块，其用于车间通信和获取编队车辆的车况信息；
数据处理模块，其与所述信息交互模块电连接，用于将接收的信息进行分析和处理，得出本车的期望车况数据；
控制系统，其同时与所述信息交互模块和所述数据处理模块电连接，用于根据接收到的所述处理模块得出的本车期望车况数据后对车速进行控制。
优选的是，所述车况信息包括：车辆速度、加速度、刹车情况、变道情况以及与前车的间距。
一种基于车联网的车辆编队行驶控制方法，使用所述的基于车联网的车辆编队行驶系统，包括：
确定前方目的地，在所述车辆编队行驶系统中确定所述前方目的地是否有相似车辆：
若所述前方目的地没有所述相似的车辆，则本车成为头车；
若所述前方目的地有所述相似的车辆，则向所述相似的车辆发出跟车行驶请求，进入编队，并在行驶过程中控制车速，保证与前车间距为期望安全车距。
优选的是，所述车辆相似是指车辆目的地相同或者目的地相距500米以内的车辆。
优选的是，所述期望安全车距的经验公式为：
Df＝veth+ds；
其中，ve为汽车的期望车速，th为车间时距，ds为距离余量。
优选的是，当车辆进入编队后，对本车车速与前车车速进行监测，控制车辆车速，并使其达到的期望车速，
当v1＞v2时，ve＝0.9v2；
当v1＜v2时，ve＝1.1v2；
当v1＝v2时，ve＝v2；
其中，v1为本车车速，v2为前车车速，ve为期望车速。
本发明所述的有益效果：本发明通过对路径相似的车辆进行编队行驶，通过车联网技术实现实时的编队行驶，当驾驶员输入目的地后能通过车联网快速寻找编队车辆实现跟车行驶，能够缓解城市交通拥堵情况，且提高行车安全性。并通过车间通信来控制车辆的行驶状况，让车辆间距、车辆速度更加合理，减少交通事故的发生，充分利用道路空间，提高道路通行率。
附图说明
图1为本发明所述的基于车联网的车辆编队行驶系统的结构示意图。
图2为本发明所述的基于车联网的车辆编队行驶方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1和2所示，本发明提供一种基于车联网的车辆编队行驶系统，包括：信息交互模块、数据处理模块以及控制执行系统。
信息交互模块包括信息交互模块和数据处理模块，信息交互模块通过车间通信获取编队车辆的车况信息，数据处理模块将接收到的车况信息进行分析和处理，得到本车的期望车速以及前车的安全间距，其中车况信息包括：车辆速度、加速度、刹车情况、变道情况以及与前车的间距
控制执行系统同时与信息交互模块和数据处理模块电连接，能够根据由处理模块得出的本车期望车况数据来控制本车的车速。其中，数据处理模块为ECU电子控制单元，控制执行系统为电子节气门控制系统。其中，信息交互模块将获得的信息显示在中控台上，并在紧急情况时通过中控台进行语音播报。
在本发明中，作为一种优选，车间通信采用DSRC车间通信来实现车辆间的行驶状况数据的传输和接收。
控制执行系统为电子节气门控制系统，在收到车间通信传输过来的前车车况信息后将车速信号输入控制单元，控制单元调整本车车速，控制本车与前车的间距大于最小安全距离，避免两车发生碰撞。
在本发明中，作为一种优选，两车间距通过毫米雷达测距传感器获取。
在本发明中，作为一种优选，行驶工况包括以下几种工况：
工况一，前方路口为红灯，则编队头车在路口刹车时刹车信息会通过车间通信传给后车，提示后方编队车辆减速停车；
工况二，路口红灯变为绿灯，则编队头车在启动车辆时会将启动信息通过车间通信传给后车，提示后车启动车辆；
工况三，编队头车变道，则头车开启转向灯后会将转向灯开启状况通知给后方车辆，提示后方车辆前车将变道。
通过车联网技术实现车辆实时的编队行驶，缓解交通拥堵。
如图2所示，本发明还提供一种基于车辆往的车辆编队行驶系统的控制方法，使驾驶员能够迅速找到编队车辆并跟车行驶，并根据汽车进入编队后的行车情况，控制期望车速，保持汽车与前车的安全距离，缓解交通拥堵的情况，提高行车效率，具体包括：
确定前方目的地，在车辆编队行驶系统中确定前方目的地是否有相似车辆：
若前方目的地没有所述相似的车辆，则本车成为头车；
若前方目的地有所述相似的车辆，则向相似的车辆发出跟车行驶请求，进入编队，并在行驶过程中控制车速，保证与前车间距为期望安全车距。
其中，相似的车辆是指目的地相同或者目的地距离500以内的车辆。
在本发明中，作为一种优选，头车通过电子地图规划行车路线，行车路线根据实时车流量进行变动，从而制定最优行驶路线。
期望安全车距的经验公式为：Df＝veth+ds；
其中，ve为汽车的期望车速，th为车间时距，一般取值在1.2～2.0s，ds为距离余量。
当车辆进入编队后，对本车车速v1与前车车速v2进行监测，控制车辆的期望车速，
当v1＞v2时，ve＝0.9v2；
当v1＜v2时，ve＝1.1v2；
当v1＝v2时，ve＝v2；
其中，v1为本车车速，v2为前车车速，
在具体操作中，首先，车辆驾驶员输入目的地，然后根据车联网推送的前方编队车辆中选择编队的最后一辆车进行跟车编队行驶，并发送本车信息(车牌、驾驶员信息等)和跟车通知给前方车辆，以免发生有不法分子恶意跟车的情况，前车同意跟车请求后，通过车车通讯将前车的车况信息发送给本车，本车开始在前车后方开始跟车编队行驶，并自适应前车车速，而在后方有车辆想与本车跟车编队行驶时，具体步骤如上。
其中，编队头车根据车联网和高精度地图提供的通往目的地的各路线实时车流量和施工情况进行路线规划，选择路程差距不大的路线中车流量较小的路线行驶，以缓解交通拥堵。
本车到达目的地附近时，通过车间通信向前车和后车进行通知，被通知车辆会通过信息交互界面被语音提示以避免发生交通事故，在短暂的反应时间后，本车便可离开编队。
特殊的，当车辆在还未到达目的地便想离开编队时，可向前车和后车发出离队通知，之后进行离队，但若该车辆为恶意妨碍编队行驶效率，则该车的前后车辆可通过行车记录仪记录的视频上传到车联网对该车进行举报，对被举报次数过多的车辆进行扣分。
若头车在编队途中想要退出编队，可通过车间通信通知后车，让后车接管编队，之后再离开编队。
本发明还提供一种基于车联网的车辆编队通行能力评估方法，以在单个车道上的单位车辆数对车辆的行驶区间的通行能力Q进行评价，
Figure BDA0002345191770000051
其中，S为行驶区域的内的车辆数，L为单位车辆长度，ns为行驶区域内的车道数；
当Q≥1时，表示行驶区间堵车，通行能力不好；
当Q<1时，表示行驶区间交通通畅，通行能力好。
本发明通过对路径相似的车辆进行编队行驶，通过车联网技术实现实时的编队行驶，当驾驶员输入目的地后能通过车联网快速寻找编队车辆实现跟车行驶，能够缓解城市交通拥堵情况，且提高行车安全性。并通过车间通信来控制车辆的行驶状况，让车辆间距、车辆速度更加合理，减少交通事故的发生，充分利用道路空间，提高道路通行率。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种基于车联网的车辆编队行驶系统，其特征在于，包括：
信息交互模块，其用于车间通信和获取编队车辆的车况信息；
数据处理模块，其与所述信息交互模块电连接，用于将接收的信息进行分析和处理，得出本车的期望车况数据；
控制系统，其同时与所述信息交互模块和所述数据处理模块电连接，用于根据接收到的所述处理模块得出的本车期望车况数据后对车速进行控制。
2.根据权利要求1所述的车联网的车辆编队行驶系统，其特征在于，所述车况信息包括：车辆速度、加速度、刹车情况、变道情况以及与前车的间距。
3.一种基于车联网的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，使用如权利要求1或2所述的基于车联网的车辆编队行驶系统，包括：
确定前方目的地，在所述车辆编队行驶系统中确定所述前方目的地是否有相似车辆：
若所述前方目的地没有所述相似的车辆，则本车成为头车；
若所述前方目的地有所述相似的车辆，则向所述相似的车辆发出跟车行驶请求，进入编队，并在行驶过程中控制车速，保证与前车间距为期望安全车距。
4.根据权利要求3所述的基于车联网的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，所述车辆相似是指车辆目的地相同或者目的地相距500米以内的车辆。
5.根据权利要求4所述的车联网的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，所述期望安全车距的经验公式为：
Df＝veth+ds；
其中，ve为汽车的期望车速，th为车间时距，ds为距离余量。
6.根据权利要求5所述的车联网的车辆编队行驶控制方法，其特征在于，当车辆进入编队后，对本车车速与前车车速进行监测，控制车辆车速，并使其达到的期望车速，
当v1＞v2时，ve＝0.9v2；
当v1＜v2时，ve＝1.1v2；
当v1＝v2时，ve＝v2；
其中，v1为本车车速，v2为前车车速，ve为期望车速。
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