基于车联网的车辆速度控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车联网领域，尤其涉及一种基于车联网的车辆速度控制方法和系统。
【背景技术】
[0002] 车联网是由车辆位置、速度和路线等信息构成的巨大交互网络，它可以使车辆的 行驶更加高效有序，能够实现交通的智能化管理。车联网是物联网在交通领域的典型应 用，目前，关于车联网已经有了许多的研宄。尽管在真实的测试环境中，测试和评估车-车、 车-基础设施之间的网络应用十分关键，但由于逻辑难度、经济问题和技术限制，使得仿真 成为证实车载应用的网络协议的最好选择。当设计仿真环境时，需要定义合适的车辆移动 模型来得到真实的运动模式，也就是需要进行车辆移动建模。
[0003] 车辆移动性建模可以分为随机模型、车流模型、交通模型、行为模型和基于踪迹的 模型等。目前流行的移动模型有随机路点模型、车辆跟随模型、智能驾驶员模型和Krauss 模型等等，被广泛应用于各种车联网的仿真场景及交通仿真器的设计当中。
[0004] 目前，还没有基于车联网对车辆进行移动性建模并进行车辆速度控制的方案。
【发明内容】
[0005] 本发明的实施例提供了一种基于车联网的车辆速度控制方法和系统，以实现基于 车联网对车辆进行速度控制。
[0006] 根据本发明实施例的一方面，提供了一种基于车联网的车辆速度控制方法，包 括：
[0007] 基于车联网计算出车辆和前车之间的距离；
[0008] 根据所述车辆和前车之间的距离和所述车辆的速度，计算出所述车辆和所述前车 之间的相互作用力；
[0009] 根据所述车辆和所述前车之间的相互作用力对所述车辆进行速度控制。
[0010] 优选地，所述的基于车联网计算出车辆和前车之间的距离之前，还包括：
[0011] 在需要进行车辆速度控制的路段中设置服务器，所述服务器和所述路段上行驶的 各个汽车的车载控制器都支持车联网，所述路段中各种车辆的车载控制器通过车联网与服 务器进行通信，按照设定的时间间隔将车辆自身的行驶状态信息发送到服务器，该行驶状 态信息包括车辆标识、车辆位置、车辆运行速度、车辆运行方向，所述服务器将接收到的各 个车辆的运行状态信息存储在车辆状态信息数据库中。
[0012] 优选地，所述的基于车联网计算出车辆和前车之间的距离，包括：
[0013] 当所述路段中某个车辆需要进行车速控制时，该某个车辆的车载控制器向服务器 发送携带自身车辆标识信息的行驶状态信息请求消息，服务器接收到所述行驶状态信息请 求消息后，根据所述车辆标识信息查询所述车辆状态信息数据库，获取所述车辆的车辆状 态信息，提取该车辆状态信息中的车辆位置、车辆速度、车辆运行方向信息；
[0014] 所述服务器通过遍历所述车辆状态信息数据库，获取和所述某个车辆同方向行 驶、位于所述某个车辆前方的距离最近的前车的车辆状态信息，并计算出所述某个车辆和 所述前车之间的距离；
[0015] 所述服务器通过车联网将所述某个车辆的运行速度、所述某个车辆和前车之间的 距离发送给所述某个车辆的车载控制器。
[0016] 优选地，所述的根据所述车辆和前车之间的距离和所述车辆的速度，计算出所述 车辆和所述前车之间的相互作用力，包括：
[0017] 所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F的计算公式如下：
【主权项】
1. 一种基于车联网的车辆速度控制方法，其特征在于，包括： 基于车联网计算出车辆和前车之间的距离； 根据所述车辆和前车之间的距离和所述车辆的速度，计算出所述车辆和所述前车之间 的相互作用力； 根据所述车辆和所述前车之间的相互作用力对所述车辆进行速度控制。
2. 根据权利要求1所述的基于车联网的车辆速度控制方法，其特征在于，所述的基于 车联网计算出车辆和前车之间的距离之前，还包括： 在需要进行车辆速度控制的路段中设置服务器，所述服务器和所述路段上行驶的各个 汽车的车载控制器都支持车联网，所述路段中各种车辆的车载控制器通过车联网与服务器 进行通信，按照设定的时间间隔将车辆自身的行驶状态信息发送到服务器，该行驶状态信 息包括车辆标识、车辆位置、车辆运行速度、车辆运行方向，所述服务器将接收到的各个车 辆的运行状态信息存储在车辆状态信息数据库中。
3. 根据权利要求2所述的基于车联网的车辆速度控制方法，其特征在于，所述的基于 车联网计算出车辆和前车之间的距离，包括： 当所述路段中某个车辆需要进行车速控制时，该某个车辆的车载控制器向服务器发送 携带自身车辆标识信息的行驶状态信息请求消息，服务器接收到所述行驶状态信息请求消 息后，根据所述车辆标识信息查询所述车辆状态信息数据库，获取所述车辆的车辆状态信 息，提取该车辆状态信息中的车辆位置、车辆速度、车辆运行方向信息； 所述服务器通过遍历所述车辆状态信息数据库，获取和所述某个车辆同方向行驶、位 于所述某个车辆前方的距离最近的前车的车辆状态信息，并计算出所述某个车辆和所述前 车之间的距离； 所述服务器通过车联网将所述某个车辆的运行速度、所述某个车辆和前车之间的距离 发送给所述某个车辆的车载控制器。
4. 根据权利要求1或2或3所述的基于车联网的车辆速度控制方法，其特征在于，所述 的根据所述车辆和前车之间的距离和所述车辆的速度，计算出所述车辆和所述前车之间的 相互作用力，包括： 所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F的计算公式如下：
所述r是所述某个车辆和前车之间的距离，所述λ (υ)、μ (υ)是所述某个车辆的车 速υ的函数，所述s、t为正整数，s>t。
5. 根据权利要求4所述的基于车联网的车辆速度控制方法，其特征在于，所述的根据 所述车辆和所述前车之间的相互作用力对所述车辆进行速度控制，包括： 当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F大于零时，则所述某个车辆的车载控 制器控制所述某个车辆进行减速处理； 当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F小于零时，则所述某个车辆的车载控 制器控制所述某个车辆进行加速处理； 当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F等于零时，则所述某个车辆的车载控 制器控制所述某个车辆进行匀速运行处理。
6. -种基于车联网的车辆速度控制系统，其特征在于，包括：服务器和车载控制器； 所述的服务器，用于设置在需要进行车辆速度控制的路段中，基于车联网计算出所述 路段中车辆和前车之间的距离； 所述的车载控制器，用于设置在所述车辆中，根据所述车辆和前车之间的距离和所述 车辆的速度，计算出所述车辆和所述前车之间的相互作用力；根据所述车辆和所述前车之 间的相互作用力对所述车辆进行速度控制。
7. 根据权利要求6所述的基于车联网的车辆速度控制系统，其特征在于： 所述的车载服务器，用于支持车联网，通过车联网与服务器进行通信，按照设定的时间 间隔将车辆自身的行驶状态信息发送到服务器，该行驶状态信息包括车辆标识、车辆位置、 车辆运行速度、车辆运行方向； 所述的服务器，用于通过车联网与车载服务器进行通信，将接收到的各个车辆的运行 状态信息存储在车辆状态信息数据库中。
8. 根据权利要求2所述的基于车联网的车辆速度控制系统，其特征在于： 所述的车载服务器，用于当所述路段中某个车辆需要进行车速控制时，该某个车辆的 车载控制器向服务器发送携带自身车辆标识信息的行驶状态信息请求消息； 所述的服务器，用于接收到所述行驶状态信息请求消息后，根据所述车辆标识信息查 询所述车辆状态信息数据库，获取所述车辆的车辆状态信息，提取该车辆状态信息中的车 辆位置、车辆速度、车辆运行方向信息； 通过遍历所述车辆状态信息数据库，获取和所述某个车辆同方向行驶、位于所述某个 车辆前方的距离最近的前车的车辆状态信息，并计算出所述某个车辆和所述前车之间的距 离； 通过车联网将所述某个车辆的运行速度、所述某个车辆和前车之间的距离发送给所述 某个车辆的车载控制器。
9. 根据权利要求6或7或8所述的基于车联网的车辆速度控制系统，其特征在于： 所述的车载服务器，用于计算出所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F :
所述r是所述某个车辆和前车之间的距离，所述λ (υ)、μ (υ)是所述某个车辆的车 速υ的函数，所述s、t为正整数，s>t。
10. 根据权利要求9所述的基于车联网的车辆速度控制系统，其特征在于： 所述的车载服务器，用于当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F大于零时， 则所述某个车辆的车载控制器控制所述某个车辆进行减速处理； 当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F小于零时，则所述某个车辆的车载控 制器控制所述某个车辆进行加速处理； 当所述某个车辆和所述前车之间的相互作用力F等于零时，则所述某个车辆的车载控 制器控制所述某个车辆进行匀速运行处理。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种基于车联网的车辆速度控制方法和系统。该方法主要包括：基于车联网计算出车辆和前车之间的距离，根据所述车辆和前车之间的距离和所述车辆的速度，计算出所述车辆和所述前车之间的相互作用力，根据所述车辆和所述前车之间的相互作用力对所述车辆进行速度控制。本发明实施例通过基于车联网计算出车辆和前车之间的相互作用力，将车辆的相互关系与分子间作用力进行类比，分子间作用力表现出的近距离排斥力和远距离吸引力和实际中前后车辆的接近过程和远离过程十分相似，从而提出了一种新的车辆移动性模型的建模方法和思路，实现了根据车辆之间的相互作用力对车辆进行速度控制。
【IPC分类】B60W30-14, G08G1-09
【公开号】CN104766487
【申请号】CN201510121636
【发明人】吴昊, 孙乾, 倪旻明, 胡淼
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年3月18日