本技术公开了一种基于动态面滑模和可变时距的螺旋道路智能车队控制方法,包括:定义智能网联车队的通信拓扑;根据螺旋道路的几何特征,为智能网联车队构建螺旋道路车辆跟驰模型;构建使智能网联车队的间距随车辆速度自适应变化的可变时距策略;基于智能网联车队的通信拓扑,结合螺旋道路车辆跟驰模型和可变时距策略为智能网联车队构建螺旋道路上的可变时距动态面滑模队列控制器,控制智能网联车队中车辆的运动状态。本发明通过构建螺旋道路车辆跟驰模型来考虑道路因素对车辆行驶的影响,使得螺旋道路交通场景下的智能汽车控制更加有针对性;通过构建可变时距策略来考虑不同速度下车辆的间距问题,使车辆队列的间距可随车辆速度自适应的变化。
背景技术
随着智能交通系统的蓬勃兴起,智能网联汽车受到了广泛的关注。车用无线通信技术凭借其强大的无线通信能力,实现了车辆间以及车辆与交通基础设施间的信息交换,使得车辆能够即时共享位置信息、速度数据以及实时交通状况等关键要素。借助列控制器,智能网联车队能够在外界干扰下实现精准的实时协同控制,使得车辆队列稳定行驶。队列控制的核心目标,在于确保所有车辆既能维持预设的理想速度,又能保持恰当的车间距,以优化行驶体验。车辆队列行驶不仅提升了车辆的通行效率,而且有效降低了交通事故的发生风险。此外它对于缓解城市交通拥堵、减少燃料消耗以及降低有害气体排放等方面,均展现出了不可忽视的积极作用,为构建更加绿色、高效、安全的未来交通体系奠定了坚实的基础。
道路交通环境对车辆行驶状态具有显著且深远的影响,特别是在面对如螺旋道路等复杂特殊路况时,道路的曲率变化与坡度起伏成为了影响车辆行驶状态的关键因素。因此为保证智能网联车队在螺旋道路上的行驶安全和通行效率,需要设计一种基于螺旋道路的车辆队列控制器,确保车辆保持期望的速度以及车间距离。
目前的研究中,大多只考虑了车辆在平面道路上的纵向控制,而较少关注复杂道路环境的影响,例如弯道、坡道和螺旋道路等特殊路况。公开号为CN116610119A的专利设计了一种基于新时变间距策略的无人车编队控制方法,该方法使各车之间的初始间距误差为零,解决了现有技术中非零初始间距误差可能导致队列不稳定,以致于影响整个系统的稳定性的问题。但是该方法没有考虑道路因素对车辆行驶的影响。公开号为CN116859952A的专利设计了一种基于二阶连续滑模的车队纵向复合控制方法及系统,该方法可以保证估计误差的有限时间稳定,采用连续控制信号,避免现有技术方案控制信号不连续所带来的抖振问题,从而提高车队纵向控制系统的性能。但是该方法没有考虑不同速度下车辆的间距问题。
实现思路