一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法
阅读说明：本技术 一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法 (Method for enabling unmanned vehicle to enter marshalling for running ) 是由 彭挺 杨克胜 苏权科 李源 李俊 周桃琰 吴恒 刘洁 张星婕 李纪亭 胡旭 王 于 2021-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法,涉及无人驾驶技术领域,车辆之间和道路管理系统均使用同一协议,可以实时两两信息交互。车辆的加入编组行驶是通过车载终端向道路管理系统发送加入编组行驶申请,道路管理系统查询到适合的编组,然后通过时空锁定方法让车辆加入编组行驶。在此过程中,道路管理系统会对无人驾驶车辆及车辆编组锁定时空确保交通安全。无人驾驶车辆进行编组行驶,能够有效提高道路利用率、通行能力和安全性。所有无人驾驶车辆和道路管理系统使用统一的控制协议,能够实现所有无人驾驶车辆和道路管理系统间的实时信息交互,更加方便管理和安全。(The invention discloses a method for joining marshalling and driving of unmanned vehicles, and relates to the technical field of unmanned driving. The vehicle joining marshalling running is that a vehicle-mounted terminal sends a request for joining marshalling running to a road management system, the road management system inquires a proper marshalling, and then the vehicle is joined into marshalling running through a space-time locking method. In the process, the road management system can ensure the traffic safety when the unmanned vehicles and the vehicle groups are locked. The unmanned vehicles are grouped to run, so that the road utilization rate, the traffic capacity and the safety can be effectively improved. All the unmanned vehicles and the road management system use a unified control protocol, so that real-time information interaction between all the unmanned vehicles and the road management system can be realized, and the unmanned vehicles and the road management system are more convenient to manage and safe.)
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，具体涉及一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法。
背景技术
传统的有人驾驶汽车由于驾驶员的技术水平、心理素质和临场反应能力等因素各不相同，很难对道路上行驶的车辆进行统一调配，不能将道路的利用率最大化的释放出来。
现阶段无人驾驶汽车发展迅猛。随着无人驾驶车辆技术的快速发展，车辆的编组行驶也备受瞩目。对无人驾驶车辆进行统一调配，编组行驶的方式可能性大大提高。无人驾驶车辆组成的车辆编组，相较于有人驾驶汽车组成的车辆编组，由于采用管理系统统一调控，避免了有人驾驶车辆驾驶人员的个体差异，可控性和协调性大大提高，具备可行性。现阶段无人驾驶车辆在加入编组行驶的过程中，容易影响其余车辆的正常行驶，出现交通拥挤的现象，降低了道路的瞬时通行能力。无人驾驶车辆如何安全快速加入车辆编组行驶，而不影响其余车辆的正常行驶是目前一个亟需解决的问题。针对无人驾车车辆编组行驶中车辆加入编组的问题，本发明提出一种采用道路管理系统进行时空锁定的无人驾驶车辆加入编组行驶的方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法。在无人驾驶车辆行驶的道路上，不同车辆、车辆编组和道路管理系统采用同一种控制协议，可以实现不同车辆、编组和道路管理系统间的实时通讯和信息交互。
本发明所采用的技术方案是：一种无人驾驶车辆加入编组行驶的方法，包括下列步骤：
步骤1：在无人驾驶车辆行驶的道路上，未加入编组行驶的无人驾驶车辆要加入编组行驶，通过车载终端向道路管理系统发送加入编组行驶申请，该申请内容包括车辆类型、车速、目的地等信息；
步骤2：道路管理系统接收到车辆发出的加入编组行驶申请后，通过判断申请内包含的车辆类型、车速、目的地等信息，查询是否有适合申请车辆加入的编组行驶车队；
步骤3：没有查询到适合该车辆的编组信息，道路管理系统将拒绝车辆加入编组行驶的申请，然后执行步骤1；查询到有适合该车辆的编组车队，道路管理系统将匹配信息发送给无人驾驶车辆和编组车队，同时道路管理系统进行车辆加入编组行驶时的时空锁定，将时空锁定信息一同发送给无人驾驶车辆和编组车队；
步骤4：无人驾驶车辆收到道路管理系统发送的可以加入编组行驶指令后，按照道路管理系统分配的时空锁定驶入该编组车队中，车辆加入编组行驶完成。
优选的，所述的时空锁定是每一辆无人驾驶车辆从当前时刻到接下来的一个周期内，道路管理系统会分配一个空间，该空间起点为车辆一个周期内的初始位置、终点为车辆一个周期末行驶到的位置加上安全距离，宽度方向是车辆宽度与加上左右两侧的侧向安全距离。
优选的，所述的无人驾驶车辆和编组车队都是以时空锁定的方式在道路上行驶。道路管理系统将未加入编组行驶的车辆视为一个单位，编组行驶的车队视为一个单位。每一个单位在周期内都会由道路管理系统进行时空锁定，下一个周期开始时更新时空锁定。不同单位间的时空锁定在同一时刻空间不存在重叠交叉。
优选的，所述的道路管理系统是分段式管理系统。即将一条道路划分为多段，每段内都有一个管理系统管理本段，而且不同段的管理系统可以实时互相通信，交换信息。
优选的，所述的道路管理系统具有的功能有：接受和发送来自于无人驾驶车辆和其他段管理系统的各种信息，自行判断是否有适合无人驾驶车辆加入的编组行驶车队、对无人驾驶车辆和编组行驶车队进行时空锁定等。
优选的，所述的道路管理系统和无人驾驶车辆都使用统一的时空锁定控制协议，能够实现两两信息实时交互。
优选的，所述的无人驾驶车辆行驶的道路是指该道路只允许无人驾驶汽车行驶。该道路可以同时存在多个编组车队，编组车队数量没有限制。
优选的，所述的编组车队为同一车道内的一列车队，即编组内的车辆都是前后排列编组。
优选的，所述的编组车队的车辆数量没有限制。
优选的，所述步骤2中，适合申请车辆加入的编组行驶车队是指编组行驶车队在车辆类型、车速、目的地等条件上基本一致。比如车辆类型都是小汽车、申请车辆和编组行驶的车队车速相差在10％以内，目的地相同。
优选的，所述步骤4中，车辆加入编组时，包括队首加入和队尾加入两种方式。
队首加入具体为：申请加入编组行驶的车辆加入编组时驶入到编组车队的最前端。车辆申请加入编组同行，道路管理系统分配最适合该车辆加入的编组时；若编组在该车辆的后方，则该车辆加入到该车队的最前方。
队尾加入具体为：申请加入编组行驶的车辆加入编组时驶入到编组车队的最后端。车辆申请加入编组同行，道路管理系统分配最适合该车辆加入的编组时；若编组在该车辆的前方，则该车辆加入到该车队的最后方。
与现有技术相比，本发明所产生的有益效果是：
与传统的有人驾驶车辆行驶或有人与无人驾驶车辆混合行驶，无人驾驶车辆进行编组行驶，能够有效提高道路利用率、通行能力和安全性。所有无人驾驶车辆和道路管理系统使用统一的控制协议，能够实现所有无人驾驶车辆和道路管理系统间的实时信息交互，更加方便管理和安全。
通过采用道路管理系统进行时空锁定的车辆加入编组行驶的技术方法，使车辆间的编组更加方便快捷合理，更能提高道路使用率、通行能力、缓解交通拥挤和节省能源。
附图说明
图1是无人驾驶车辆加入编组行驶的流程图；
图2是无人驾驶车辆时空锁定的示意图，图中各标号含义：1-单独一辆无人驾驶车辆，2-一辆汽车时空锁定的空间俯视图，3-编组车队时空锁定的空间俯视图，4-编组行驶的车队。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：车辆队尾加入编组行驶
参照图1，该图为采用道路管理系统进行时空锁定方法的无人驾驶车辆加入编组行驶的流程图。
步骤1：在无人驾驶车辆行驶的道路上，未加入编组行驶的无人驾驶车辆要加入编组行驶，通过车载终端向道路管理系统发送加入编组行驶申请，该申请内容包括车辆类型、车速、目的地等信息；
步骤2：道路管理系统接收到车辆发出的加入编组行驶申请后，通过判断申请内包含的车辆类型、车速、目的地等信息，查询是否有适合该车辆的编组车队；
步骤3：没有查询到适合该车辆的编组信息，执行步骤1；查询到有适合该车辆的编组车队，道路管理系统将匹配信息发送给无人驾驶车辆和编组车队，同时道路管理系统进行车辆加入编组行驶时的时空锁定，规定好车辆加入编组过程中的时间和空间，将时空锁定信息一同发送给无人驾驶车辆和编组车队；
步骤4：无人驾驶车辆收到道路管理系统发送的可以加入编组行驶后，目标编组行驶车队在自己的前方，无人驾驶车辆行驶至要加入的编组车队队尾附近，通过系统分配的锁定时空驶入自己的预定位置，车辆在队尾加入编组，道路管理系统将新形成的编组车队视为一个单位；
步骤5：无人驾驶车辆队尾加入编组行驶动作完成。
实施例2：车辆队首加入编组行驶
参照图1，该图为采用道路管理系统进行时空锁定方法的无人驾驶车辆加入编组行驶的流程图。
步骤1：在无人驾驶车辆行驶的道路上，未加入编组行驶的无人驾驶车辆要加入编组行驶，通过车载终端向道路管理系统发送加入编组行驶申请，该申请内容包括车辆类型、车速、目的地等信息；
步骤2：道路管理系统接收到车辆发出的加入编组行驶申请后，通过判断申请内包含的车辆类型、车速、目的地等信息，查询是否有适合该车辆的编组车队；
步骤3：没有查询到适合该车辆的编组信息，执行步骤1；查询到有适合该车辆的编组车队，道路管理系统将匹配信息发送给无人驾驶车辆和编组车队，同时道路管理系统进行车辆加入编组行驶时的时空锁定，规定好车辆加入编组过程中的时间和空间，将时空锁定信息一同发送给无人驾驶车辆和编组车队；
步骤4：无人驾驶车辆收到道路管理系统发送的可以加入编组行驶后，目标编组行驶车队在自己的后方，无人驾驶车辆行驶至要加入的编组车队队首附近，通过系统分配的锁定时空驶入自己的预定位置，车辆在队首加入编组，道路管理系统将新形成的编组车队视为一个单位；
步骤5：无人驾驶车辆队尾加入编组行驶动作完成。
值得说明的是，车辆加入编组包括队首加入和队尾加入两种方式。
值得说明的是，适合申请车辆加入的编组行驶车队是指编组行驶车队在车辆类型、车速、目的地等条件上基本一致。比如车辆类型都是小汽车、申请车辆和编组行驶的车队车速相差在10％以内，目的地相同。
优选的，所述的时空锁定是每一辆无人驾驶车辆从当前时刻到接下来的一个周期内，道路管理系统会分配一个空间，该空间起点为车辆一个周期内的初始位置、终点为车辆一个周期末行驶到的位置加上安全距离，宽度方向是车辆宽度与加上左右两侧的侧向安全距离。
参照图2，该图为无人驾驶车辆时空锁定的空间示意图。进行空间锁定时，以Di表示车辆沿行进方向锁定距离，Dj表示侧向锁定距离；前后车辆存在速度差Δv时，车辆的前后锁定间距应相应变化。具体的锁定范围按照下述公式计算：
Di＝0.5v+0.3Δv
Dj＝0.7+|0.1v|
Δv＝v2-v1
其中，v2是后车的实时运行速度；v1是前车的实时运行速度。Δv＞0时，为确保安全，车辆的前后锁定间距增大0.3Δv，反之减小。
无人驾驶车辆和编组车队都是以时空锁定的方式在道路上行驶。道路管理系统将未加入编组行驶的车辆视为一个单位，编组行驶的车队视为一个单位。每一个单位在周期内都会由道路管理系统进行时空锁定，下一个周期开始时更新时空锁定。不同单位间的时空锁定在同一时刻空间不存在重叠交叉。
道路管理系统是分段式管理系统。即将一条道路划分为多段，每段内都有一个管理系统管理本段，而且不同段的管理系统可以实时互相通信，交换信息。
道路管理系统具有的功能有：接受和发送来自于无人驾驶车辆和其他段管理系统的各种信息，自行判断是否有适合无人驾驶车辆加入的编组行驶车队、对无人驾驶车辆和编组行驶车队进行时空锁定等。
道路管理系统和无人驾驶车辆都使用统一的时空锁定控制协议，能够实现两两信息实时交互。
编组行驶车队为同一车道内的一列车队，即编组内的车辆都是前后排列编组。编组行驶车队的车辆数量没有限制，即单独一辆车也可以作为一个编组行驶车队，允许其他车辆加入编组行驶。
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