一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及车联网领域，具体涉及一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法。
【背景技术】
[0002]车联网是通过互联网技术，所有的车辆可以将自身的各种信息传输汇聚到中央处理器。通过计算机技术，这些大量车辆的信息可以被分析和处理，从而计算出不同车辆的最佳路线、下发汇报路况和调整信号灯周期。
[0003]车联网的车路协同技术V2X包括车与车(V2V)、车与路(V2I ,Vehicle toInfrastructure)、车与人(V2P)、车与中心(V2C)等的互联互通，实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性，同时它是公网与专网的统一体。车与路(V2I)是通过设置在公路边的路侧单元与车辆或车辆上的车载单元连接，路侧单元通过互联网连接，实现车与互联网进行信息交互。
[0004]自适应巡航控制(ACC)是一个允许车辆巡航控制系统通过调整速度以适应交通状况的汽车功能。安装在车辆前方的雷达用于检测在本车前进道路上是否存在速度更慢的车辆。若存在速度更慢的车辆，ACC系统会降低车速并控制与前方车辆的间隙或时间间隙。若系统检测到前方车辆并不在本车行驶道路上时将加快本车速度使之回到之前所设定的速度。此操作实现了在无司机干预下的自主减速或加速。ACC控制车速的主要方式是通过发动机油门控制和适当的制动。
[0005]在路网运行车辆在行驶过程中，车辆自适应巡航控制功能的优势没有得到充分利用与发挥，车辆间缺乏互联互通式的高效交流，大家各自为政，使得车辆组队过程中需要多次重新调整。导致车辆一会加速一会减速，增加车辆油耗，降低通行效率，无法对多个车辆实现实质性的整体协调管控，使得车辆组队体验不佳且道路通行效率未得到充分提升。目前智能驾驶终端不支持车辆组队功能，所以在多个车辆进行组队驾驶的过程中需要额外的通讯工具通过人工逐个联系其他车辆确认位置或路线，在操作过程中需要耗费大量的时间和精力，如何提高和改善交通系统的通行能力是一个重要的社会问题。
【发明内容】
[0006]为解决现有的车辆组队行驶管理方法的方法存在的不支持车辆组队功能，在多个车辆进行组队驾驶的过程中需要额外的通讯工具通过人工逐个联系其他车辆确认位置或路线，无法对多个车辆实现实质性的整体协调管控，使得车辆组队体验不佳且道路通行效率未得到充分提升的问题，本发明提出一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法。
[0007]本发明提供的一种基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法，利用现有车辆具备的自适应巡航控制功能，结合无线通信技术，通过车路协同技术，包括车辆与路侧设备RSU之间数据交互的通信技术V2I和车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V，实现移动互联网环境下的车辆组队管理;该方法包括以下步骤:形成车队步骤、加入车队步骤、离开车队步骤、解散车队步骤和车队切换步骤；
其中，所述车队切换步骤，即车队在路侧单元RSU之间切换的步骤，包括:
S1:当头车侦测到从前一路侧单元RSUa的覆盖范围进入到后一路侧单元RSUb时;所述头车是指已经组队行驶的车队第一辆车;所述车队是指已经组队行驶的车辆编队；
S2:所述头车判断是否搜寻到所述RSUb的车辆组队授权信息TAM;所述TAM包括:车队形成区域Q_e、车队可行驶方向Qdirect、车队车速上限Qv-max、车队最大容量Qn-max和车型Qv-type;是则，执行步骤S3;否则，执行步骤S8;
S3:所述头车判断车队行驶方向是否与Qdir%t相同；是则，执行步骤S4;否则，执行步骤
S8；
S4:所述头车判断车队车型是否与Qv-type3相同或兼容;是则，执行步骤S5;否则，执行步骤S8;
S5:所述头车判断所述车队的目标车速Vtar-是否大于车队车速上限Qv-max;是则，执行步骤S6;否则，不对车队目标车速Vtarge3t进行任何调整，继续以当前的速度行驶直至下一个RSU ；
S6:所述头车调整更新车队状态消息TSM并以车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V发布，所述TSM包括时间、车队当前位置、车队新目标车速Vtarg(3t-ne3W和车队当前时速Vtemf3w，
/￡.Vteam-new<Vtarget-new< Qv-max ;
S7:车队的所有车辆通过V2V接收到TSM，以车速Vteam-new继续进行组队行驶直至下一个RSU，RSU切换完成;及
S8:所述头车设定车队状态Tstate3为O，更新车队状态消息TSM并发布，车队终止编队行驶，进入解散车队步骤。
[0008]进一步的，所述车队形成区域Q_e包括起始节点Astart的位置信息、起始节点Astart处的车道宽度Al.、路径其他节点Ni的车道宽度N1-1-及相对于起始节点Astart的位置偏移值。
[0009]进一步的，所述形成车队步骤具体包括:
S9:路测单元RSU周期性广播其通信覆盖范围是否允许车辆组队行驶及其编队管理声明，即车队授权消息TAM;所述TAM包括，车队形成区域Qzcine、车队可行驶方向Qdirect、车队车速上限Qv-max、车队最大容量Qn-max和车型Qv-type;
SlO:在RSU通信覆盖范围的车辆开启巡航控制模式行驶，并采用V2I方式接收RSU广播的消息，若接收到TAM消息，则确定该区域允许执行车辆组队行驶，存储TAi^HdQzcine3,Qdirect，Qv-max，Qn-max， Qv-tyPe}并转至步骤SI I，否则不可进行组队行驶，不进行任何操作；
Sll:判断自身车型Sttype3是否与Qptype3相同或兼容;是则，执行步骤S12;否则，不申请进入组队行驶；
S12:车型相同或兼容的车辆采用车辆与RSU之间数据交互的通信技术V2I发起形成车队请求消息TFRM到RSU，所述TFRM包括所述车辆当前位置、车队目标车速Vtarget、车辆标识Vid、车队标识Tid和目的节点Ttarget;
S13: RSU确定处于同一行驶方向请求编队的车辆数目是否小于预设值;是则，执行步骤S14;否则，执行步骤S15;
S14:RSU不发送响应消息，发出TFRM的车辆继续按各自的方式行驶并根据自身需求确定是否继续发出TFRM;
S15: RSU根据同一行驶方向请求编队车辆间的位置关系确定行驶方向最前方的车辆为头车，发送响应消息FTRM ；所述FTRM包括系统时间和头车标示Hid ；
S16:在RSU通信覆盖范围的车辆通过V2I接收到FTRM，判断头车标示Hid与自身车辆标识Vld的异同性，若相同则确定自身为车辆组队行驶的头车且转至步骤S17;反之，确定自身申请头车失败，丢弃步骤(2)存储的他—，0<^(^办^01^\办-_(3}和步骤310存储的1^;若继续参与车辆组队行驶，则发起车队加入请求;反之，则不进行任何操作，继续按自己的方式行驶；
S17:头车采用车辆与车辆之间数据交互的通信技术V2V方式发布车辆组队行驶的车队状态消息TSM;所述TSM至少包括系统时间、车队当前位置的FPV值、车队标识Tid、目标车速Vtarge3t、车队时速Vt_、车头标识Hid、当前车队车数T_、车队状态Tstate3，其中Tstat.来表征当前车队是继续正常运行还是终止操作，O为终止编队，I为继续编队，且满足Vteam < Vtarget;S18:接收到TSM消息的车辆开始加入车队步骤，并完成车辆组队。<