汽车编队的控制方法、装置、车辆及存储介质与流程

1.本技术涉及汽车辅助智能驾驶系统技术领域，特别涉及一种汽车编队的控制方法、装置、车辆及存储介质。


背景技术：

2.目前汽车智能化程度越来越高，其中人机交互、车路协同、车车协同，空地协同等技术正在快速发展，在5g、车载以太网等通信技术发展的加持下，汽车朝着编队、交互，自动驾驶的方向转变。
3.专利cn110775060b提出了一种单车道双列式小型汽车编队方法，针对的小型汽车是大小仅为普通小汽车四分之一的汽车在单车道双列式行驶的场景，通过小型汽车在城市单车道上双列式编队，编队由多辆小型汽车组成，每辆车都装有智能控制终端，其中，第一辆车为有人驾驶，其余车辆通过接收第一辆车的信息以及传感器信息自动调整编队内车辆之间纵、横向距离，实现车辆编队行驶，缩小车距，提高道路通行能力，缓解交通拥堵，并通过领航-跟随算法实现编队策略，通过模糊pid控制车辆保持跟随状态，实现了车辆的离队和入队。
4.专利cn115016274a提出了一种网联汽车编队协同运行的控制方法，通过获取车辆i的运动状态参数，得到车辆i在采样时刻的运行状态，同时初始化迭代次数变量n，设置迭代变量的初值；基于所述运行状态及预设的迭代关系式，考虑网联汽车编队中“拓扑-邻接”汽车的信息，计算汽车i的期望驱动力矩，并在算法迭代运算过程中，基于迭代关系式，利用了能够与车辆直接实现车车通信的“拓扑-邻接”车辆的状态信息，实现网联汽车编队运行过程协同控制，提高网联汽车编队运行过程的安全稳定性以及对环境干扰的鲁棒性。
5.综上，相关技术中对汽车编队方法和装置的研究，通过交错编队的横向位置计算方法，以及编队实现过程策略达到队形控制的目的，但未指出编队车辆如何队形变换，如何编队避障等关键问题；对于电动汽车充电主要是通过装置识别的方法达到对编队集群充电的目的，并未解决集群充电调度的问题。


技术实现要素：

6.本技术提供一种汽车编队的控制方法、装置、车辆及存储介质，以解决相关技术中对智能汽车编队不能以集群编队的方式去优化交通，无法有效避免交通事故、交通堵塞等；电动汽车充电无法解决集群充电调度，降低用户的用车安全，降低用户使用体验等问题。
7.本技术第一方面实施例提供一种汽车编队的控制方法，所述方法应用于汽车编队内任意车辆，其中，包括以下步骤：识别所述汽车编队的编队类型；若所述编队类型为驾驶类型，识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，基于所述位置变换动作控制所述本车由当前编队位置变换至所述期望编队位置；若所述编队类型为充电类型，广播本车的充电需求信息至所述汽车编队，其中，根据所述汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于所述充电需
求度生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用所述充电矩阵控制所述汽车编队内车辆进行充电。
8.根据上述技术手段，本技术实施例在识别到汽车编队类型为驾驶类型时，并识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，并基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置；在识别到汽车编队类型为充电类型时，广播本车的充电需求至汽车编队，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，并基于其生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电，实现了对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵以及能够及时充电的目的，提升用户用车安全和使用体验。
9.可选地，所述根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，包括：根据所述周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对距离，并判断任一纵向相对距离是否满足预设位置变换条件；若所述任一纵向相对距离满足所述预设位置变换条件，则基于所述本车的当前编队位置、所述任一纵向相对距离对应车辆编队位置和所述期望编队位置生成位置变换路径；否则，广播减速让行信息至所述周围车辆，使得所述周围车辆执行减速让行动作，并基于所述本车的当前编队位置和所述期望编队位置生成位置变换路径。
10.根据上述技术手段，本技术实施例根据周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对位置，并判断纵向相对距离是否满足预设位置变换条件，若满足条件则基于本车的当前编队位置以及纵向相对距离对应车辆编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，若不满足条件则对周围车辆进行广播使其减速让行，并基于本车的当前编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的，提升用户用车安全和使用体验。
11.可选地，在根据周围车辆的编队位置信息生成位置变换动作之前，包括：广播所述本车的位置需求信息至所述汽车编队，其中，所述位置需求信息包括当前位置变换请求、当前编队位置、期望编队位置，基于所述当前编队位置和所述期望编队位置确定本车的周围车辆；接收所述周围车辆基于所述当前位置变换请求发送的编队位置信息。
12.根据上述技术手段，本技术实施例通过广播本车的位置需求信息至汽车编队中，并基于当前编队位置和期望编队位置确定本车的周围车辆，使得周围车辆接收来自本车的当前位置变换请求所发送的编队位置信息，以达到避让或是减速让行的目的，减少交通事故发生、减少交通拥堵，提升用户用车安全和使用体验。
13.可选地，所述位置需求信息还包括位置变换时间，所述使得所述周围车辆执行减速让行动作，包括：在当前时间为所述位置变换时间时，所述周围车辆执行减速让行动作。
14.根据上述技术手段，本技术实施例在当前时间为位置变换时间时，使得周围车辆执行减速让行动作，避免交通事故和交通堵塞，提升用户用车安全和使用体验。
15.可选地，所述基于所述位置变换动作控制所述本车由当前编队位置变换至所述期望编队位置，包括：识别由当前编队位置变换至所述期望编队位置需要变换的车道数；若所述车道数为预设数量，则停止所述本车的位置变换动作；若所述车道数大于所述预设数量，
则控制所述本车调整至相邻车道的预设位置，若所述预设位置为期望编队位置，则所述本车的编队位置变换完成，否则在所述预设位置重新发起位置变换请求。
16.根据上述技术手段，本技术实施例通过识别当前编队位置变换至期望编队位置需要变换的车道数，若车道数为设定数量则停止本车的位置变换动作；若车道数大于预设数量，则控制本车调整至相邻车道的设定位置，若设定位置为期望编队位置，则本车的编队位置变换完成，否则重新发起位置变换请求，保证车辆能够到达期望编队位置。
17.可选地，在基于所述位置变换动作控制所述本车由当前编队位置变换至所述期望编队位置之前，还包括：在汽车编队中有多辆车辆发起位置变换请求时，若所述本车期望编队位置处于与所述本车同一车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置之后，则控制所述本车执行位置变换动作，否则，停止所述本车执行所述位置变换动作；若其他车辆的期望编队位置处于本车预设范围内时，控制所述本车按照预设调整阶段调整编队位置，直到调整完成。
18.根据上述技术手段，本技术实施例在汽车编队中有多辆车辆发出位置变换请求时，若本车期望编队位置处于与本车同车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置的后面，则控制本车执行位置变换动作，否则停止本车执行位置变换动作，若其他车辆的期望编队位置处于本车设定的范围内时，则控制本车调整编队位置，直至调整完成，实现对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的。
19.可选地，所述根据所述汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于所述充电需求度生成充电矩阵，包括：识别所述汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆；分别根据所述未充电车辆和所述正在充电车辆的充电需求信息计算所述未充电车辆的第一充电需求度和所述正在充电车辆的第二需求度；根据所述第一充电需求度和所述第二需求度对所述汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到所述充电矩阵。
20.根据上述技术手段，本技术实施例通过识别汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆，分别根据其充电需求信息计算未充电车辆的第一充电需求度和正在充电车辆的第二需求度，并依据不同的充电需求度对汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到充电矩阵，以便于车辆可以及时充电，解决了集群充电调度的问题，提升用户的用车体验。
21.本技术第二方面实施例提供一种汽车编队的控制装置，所述装置应用于汽车编队内任意车辆，其中，包括：识别模块，用于识别所述汽车编队的编队类型；第一控制模块，用于若所述编队类型为驾驶类型，识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，基于所述位置变换动作控制所述本车由当前编队位置变换至所述期望编队位置；第二控制模块，用于若所述编队类型为充电类型，广播本车的充电需求信息至所述汽车编队，其中，根据所述汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于所述充电需求度生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用所述充电矩阵控制所述汽车编队内车辆进行充电。
22.可选地，所述第一控制模块进一步用于：根据所述周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对距离，并判断任一纵向相对距离是否满足预设位置变换条件；若所述任一纵向相对距离满足所述预设位置变换条件，则基于所述本车的当前编队位置、所述任一纵向相对距离对应车辆编队位置和所述期望编队位置生成位置变换路径；否
则，广播减速让行信息至所述周围车辆，使得所述周围车辆执行减速让行动作，并基于所述本车的当前编队位置和所述期望编队位置生成位置变换路径。
23.可选地，所述第一控制模块进一步用于：广播所述本车的位置需求信息至所述汽车编队，其中，所述位置需求信息包括当前位置变换请求、当前编队位置、期望编队位置，基于所述当前编队位置和所述期望编队位置确定本车的周围车辆；接收所述周围车辆基于所述当前位置变换请求发送的编队位置信息。
24.可选地，所述第一控制模块进一步用于：在当前时间为所述位置变换时间时，所述周围车辆执行减速让行动作。
25.可选地，所述第一控制模块进一步用于：识别由当前编队位置变换至所述期望编队位置需要变换的车道数；若所述车道数为预设数量，则停止所述本车的位置变换动作；若所述车道数大于所述预设数量，则控制所述本车调整至相邻车道的预设位置，若所述预设位置为期望编队位置，则所述本车的编队位置变换完成，否则在所述预设位置重新发起位置变换请求。
26.可选地，所述第一控制模块进一步用于：在汽车编队中有多辆车辆发起位置变换请求时，若所述本车期望编队位置处于与所述本车同一车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置之后，则控制所述本车执行位置变换动作，否则，停止所述本车执行所述位置变换动作；若其他车辆的期望编队位置处于本车预设范围内时，控制所述本车按照预设调整阶段调整编队位置，直到调整完成。
27.可选地，所述第二控制模块进一步用于：识别所述汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆；分别根据所述未充电车辆和所述正在充电车辆的充电需求信息计算所述未充电车辆的第一充电需求度和所述正在充电车辆的第二需求度；根据所述第一充电需求度和所述第二需求度对所述汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到所述充电矩阵。
28.本技术第三方面实施例提供一种车辆，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的汽车编队的控制方法。
29.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，以用于实现如上述实施例所述的汽车编队的控制方法。
30.由此，本技术至少具有如下有益效果：
31.(1)本技术实施例在识别到汽车编队类型为驾驶类型时，并识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，并基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置；在识别到汽车编队类型为充电类型时，广播本车的充电需求至汽车编队，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，并基于其生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电，实现了对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵以及能够及时充电的目的，提升用户用车安全和使用体验。
32.(2)本技术实施例根据周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对位置，并判断纵向相对距离是否满足预设位置变换条件，若满足条件则基于本车的当前编队位置以及纵向相对距离对应车辆编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，若不
满足条件则对周围车辆进行广播使其减速让行，并基于本车的当前编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的，提升用户用车安全和使用体验。
33.(3)本技术实施例通过广播本车的位置需求信息至汽车编队中，并基于当前编队位置和期望编队位置确定本车的周围车辆，使得周围车辆接收来自本车的当前位置变换请求所发送的编队位置信息，以达到避让或是减速让行的目的，减少交通事故发生、减少交通拥堵，提升用户用车安全和使用体验。
34.(4)本技术实施例在当前时间为位置变换时间时，使得周围车辆执行减速让行动作，避免交通事故和交通堵塞，提升用户用车安全和使用体验。
35.(5)本技术实施例通过识别当前编队位置变换至期望编队位置需要变换的车道数，若车道数为设定数量则停止本车的位置变换动作；若车道数大于预设数量，则控制本车调整至相邻车道的设定位置，若设定位置为期望编队位置，则本车的编队位置变换完成，否则重新发起位置变换请求，保证车辆能够到达期望编队位置。
36.(6)本技术实施例在汽车编队中有多辆车辆发出位置变换请求时，若本车期望编队位置处于与本车同车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置的后面，则控制本车执行位置变换动作，否则停止本车执行位置变换动作，若其他车辆的期望编队位置处于本车设定的范围内时，则控制本车调整编队位置，直至调整完成，实现对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的。
37.(7)本技术实施例通过识别汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆，分别根据其充电需求信息计算未充电车辆的第一充电需求度和正在充电车辆的第二需求度，并依据不同的充电需求度对汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到充电矩阵，以便于车辆可以及时充电，解决了集群充电调度的问题，提升用户的用车体验。
38.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
39.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
40.图1为根据本技术实施例提供的一种汽车编队的控制方法的流程图；
41.图2为根据本技术实施例提供的基于c-v2x(cellular-vehicle to everything，蜂窝车联网)的智能汽车编队驾驶控制方法流程图；
42.图3为根据本技术实施例提供的车辆位置变换过程运动模型图；
43.图4为根据本技术实施例提供的车辆位置变换过程控制器结构框架图；
44.图5为根据本技术实施例提供的一种汽车编队的控制装置的方框示意图；
45.图6为根据本技术实施例的车辆的结构示意图。
具体实施方式
46.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
47.当前汽车智能化程度越来越高，人机交互、车路协同、车车协同，空地协同等技术也在不断快速发展，并在5g、车载以太网等通信技术发展的加持下，汽车朝着编队、交互，自动驾驶的方向转变。
48.c-v2x技术希望车辆能与一切可能影响它的实体实现信息交互，其通过蜂窝通信的技术接收和发送位置、车速、道路情况、交通信号和驾驶行为来实现提醒周边驾驶员，目的是为了减少事故发生，减缓交通拥堵，降低环境污染以及提供其他信息服务。v2x主要包括v2v(vehicle-to-vehicle communication，车间通讯)、v2i(vehicle to infrastructure，汽车与基础设施通讯)、v2n(vehicle to network，车辆与互联网进行信息交换)和v2p(virtual-to-physical，车辆与行人之间进行信息交换)。
49.汽车编队控制是车与车交互的更进一层的智能方式，将一组具有同一任务的汽车集群进行编队，编队内部可进行信息互通，主要是针对多车辆在复杂多变的交通环境下，通过调节自身的行为速度和转向，使得自身与附近行驶的自动驾驶车辆之间保持相对稳定的几何姿态及运行状态，同时又满足任务需求和适应周边环境。
50.相关技术(1)中，对汽车编队方法和装置进行研究，利用rfid(radio frequency identification，射频识别)、gps(global positioning system，全球定位系统)、测距传感器、加速度计及路测控制设备，并基于领航-跟随的编队算法，通过控制车辆跟随领航车辆的运行状态，实现汽车在交叉路口有序排队，在交叉路口的场景下达到解决交通问题的目的。
51.相关技术(2)中，针对的小型汽车是大小仅为普通小汽车四分之一的汽车在单车道双列式行驶的场景，通过其余车辆接收第一辆汽车驾驶信息的方式达到编队行驶，通过领航-跟随算法实现编队策略，通过模糊pid控制车辆保持跟随状态，从而实现了车辆离队和入队。
52.相关技术(3)中，通过计算车与车之间的通信距离计算车辆所属的编队并生成期望队形，以队形各个点为目标与目标距离之和最小为原则车辆各自达到编队目标点的目的。此专利发明了交错编队的横向位置计算方法，以及编队实现过程策略，但未指出编队车辆如何队形变换，如何编队避障等关键问题。
53.相关技术(4)中，多汽车编队的电力充电柜通过每个电力充电柜被配置有多个电力输出并配有功率分配器，并通过每个功率分配器链电耦合到可寻址功率分配器来识别车辆，并且每个功率分配器还具有控制器，该控制器被配置为控制向从功率分配器的充电功率输出中选择的目的地和向功率分配器链中的另一个功率分配器的电力输送。通过装置识别的方法达到对编队集群充电的目的，并未解决集群充电调度的问题。
54.因此，当前对智能汽车编队的研究主要是基于队形控制，不能以集群编队的方式去优化交通，向当前电动汽车充电拥堵排队提供调度控制策略解决充电问题，而且目前智能驾驶领域分为单车实现自动驾驶与以v2x为代表的基于基础设施平台交互实现自动驾驶的两种技术路线，将两者技术结合，由汽车智能化控制器决策加基础设施感知的发展趋势越来越明显且更加可靠。在具体场景下，利用自动驾驶的技术方法可有效避免交通事故、交通堵塞、排队充电加油等问题。
55.下面参考附图描述本技术实施例的汽车编队的控制方法、装置、车辆及存储介质。具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种汽车编队的控制方法的流程示意图。
56.如图1所示，该汽车编队的控制方法，方法应用于汽车编队内任意车辆，其中，方法包括以下步骤：
57.在步骤s101中，识别汽车编队的编队类型。
58.其中，编队类型可以是驾驶类型，也可以是充电类型，可根据实际情况进行选择，在此不做具体限定。
59.可以理解的是，本技术实施例通过识别汽车编队的编队类型，以便于后续根据不同的编队类型执行不同的动作。
60.在步骤s102中，若编队类型为驾驶类型，识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置。
61.其中，期望编队位置可以是根据本车的位置变换需求所期望的编队位置，可根据用户的实际意图进行选定，在此不做具体限定。
62.其中，位置变换需求包括当前位置变换请求、当前编队位置、期望编队位置，还包括位置变换时间，在此不做具体限定。
63.其中，当前编队位置可以是本车当前所处在编队中的位置，在此不做具体限定。
64.可以理解的是，本技术实施例在编队类型为驾驶类型时，并识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，并基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置，实现了对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵目的，提升用户用车安全和使用体验。
65.在本技术实施例中，在根据周围车辆的编队位置信息生成位置变换动作之前，包括：广播本车的位置需求信息至汽车编队，其中，位置需求信息包括当前位置变换请求、当前编队位置、期望编队位置，基于当前编队位置和期望编队位置确定本车的周围车辆；接收周围车辆基于当前位置变换请求发送的编队位置信息。
66.可以理解的是，本技术实施例通过广播本车的位置需求信息至汽车编队中，并基于当前编队位置和期望编队位置确定本车的周围车辆，使得周围车辆接收来自本车的当前位置变换请求所发送的编队位置信息，以达到避让或是减速让行的目的，减少交通事故发生、减少交通拥堵，提升用户用车安全和使用体验。
67.在本技术实施例中，位置需求信息还包括位置变换时间，使得周围车辆执行减速让行动作，包括：在当前时间为位置变换时间时，周围车辆执行减速让行动作。
68.其中，位置变换时间可以是本车在执行位置变换时所需要的时间，可根据实际交通状况进行具体设定，在此不做具体限定。
69.可以理解的是，本技术实施例在当前时间为位置变换时间时，使得周围车辆执行减速让行动作，避免交通事故和交通堵塞，提升用户用车安全和使用体验。
70.在本技术实施例中，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，包括：根据周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对距离，并判断任一纵向相对距离是否满足预设位置变换条件；若任一纵向相对距离满足预设位置变换
条件，则基于本车的当前编队位置、任一纵向相对距离对应车辆编队位置和期望编队位置生成位置变换路径；否则，广播减速让行信息至周围车辆，使得周围车辆执行减速让行动作，并基于本车的当前编队位置和期望编队位置生成位置变换路径。
71.其中，预设位置变换条件可以是车辆能够满足安全位置变换，例如：本车根据交通实际情况决定超车，根据与选定车辆的纵向相对距离做比较，确定本车为超车安全距离，此时满足安全位置变换条件，本车可以超车，在此不做具体限定。
72.可以理解的是，本技术实施例根据周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对位置，并判断纵向相对距离是否满足设定的位置变换条件，若满足条件则基于本车的当前编队位置以及纵向相对距离对应车辆编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，若不满足条件则对周围车辆进行广播使其减速让行，并基于本车的当前编队位置和期望编队位置生成位置变换路径，对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的，提升用户用车安全和使用体验。
73.在本技术实施例中，在基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置之前，还包括：在汽车编队中有多辆车辆发起位置变换请求时，若本车期望编队位置处于与本车同一车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置之后，则控制本车执行位置变换动作，否则，停止本车执行位置变换动作；若其他车辆的期望编队位置处于本车预设范围内时，控制本车按照预设调整阶段调整编队位置，直到调整完成。
74.其中，预设范围可以是用户设定的范围，例如：其他车辆的期望编队位置处于本车设定2m或是3m范围内，在此不做具体限定。
75.其中，预设调整阶段可以是根据多起车辆的位置变换请求按照各自的期望编队位置执行相关调整动作的阶段，在此不做具体限定。
76.可以理解的是，本技术实施例在汽车编队中有多辆车辆发出位置变换请求时，若本车期望编队位置处于与本车同车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置的后面，则控制本车执行位置变换动作，否则停止本车执行位置变换动作，若其他车辆的期望编队位置处于本车设定的范围内时，则控制本车调整编队位置，直至调整完成，实现对汽车集群行驶过程进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的。
77.在本技术实施例中，基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置，包括：识别由当前编队位置变换至期望编队位置需要变换的车道数；若车道数为预设数量，则停止本车的位置变换动作；若车道数大于预设数量，则控制本车调整至相邻车道的预设位置，若预设位置为期望编队位置，则本车的编队位置变换完成，否则在预设位置重新发起位置变换请求。
78.其中，预设数量可以是0等，在此不做具体限定。
79.其中，预设位置可以是本车所期望到达的编队位置，也可以是本车调整至相邻车道的当前位置，可根据实际情况进行设定，在此不做具体限定。
80.可以理解的是，本技术实施例通过识别当前编队位置变换至期望编队位置需要变换的车道数，若车道数为设定数量则停止本车的位置变换动作；若车道数大于预设数量，则控制本车调整至相邻车道的设定位置，若设定位置为期望编队位置，则本车的编队位置变
换完成，否则重新发起位置变换请求，保证车辆能够到达期望编队位置。
81.在步骤s103中，若编队类型为充电类型，广播本车的充电需求信息至汽车编队，其中，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于充电需求度生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电。
82.其中，充电需求度可根据车辆的实际消耗电量进行计算，在此不做具体限定。
83.可以理解的是，本技术实施例在识别到汽车编队类型为充电类型时，广播本车的充电需求至汽车编队，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，并基于其生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电，实现了对车辆能量补充进行编队统一辅助管理和控制，以达到车辆能够及时充电的目的，提升用户的用车体验。
84.在本技术实施例中，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于充电需求度生成充电矩阵，包括：识别汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆；分别根据未充电车辆和正在充电车辆的充电需求信息计算未充电车辆的第一充电需求度和正在充电车辆的第二需求度；根据第一充电需求度和第二需求度对汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到充电矩阵。
85.其中，第一充电需求度是未充电车辆的充电需求程度，第二充电需求度是正在充电车辆的充电需求程度，在此不做具体限定。
86.根据本技术实施例提出的汽车编队的控制方法，在识别到汽车编队类型为驾驶类型时，并识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，并基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置；对汽在识别到汽车编队类型为充电类型时，广播本车的充电需求至汽车编队，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，并基于其生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电，实现了对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵以及及时充电的目的，提升用户用车安全和使用体验。由此，解决了相关技术中无法实现对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，降低用户的用车安全，降低用户使用体验等问题。
87.下面将结合图2、图3和图4对汽车编队的控制方法进行详细阐述，其中，整体分成两个模块：基于c-v2x的智能汽车编队驾驶控制的系统及方法和基于c-v2x的智能汽车编队充电控制的系统及方法，具体如下：
88.1、基于c-v2x的智能汽车编队驾驶控制的系统及方法如图2所示，包括以下步骤：
89.s1：处于同一行驶路段n辆汽车组成同一编队a{1，2，......，n}进行辅助行驶；
90.其中，相同路段行驶的n辆汽车组成编队a，编队a的车辆数n根据不同路段行驶情况决定，当有车辆驶出路口或汇入a编队路线时，编队集合a{1，2，......，n+m}改变，队内的成员重新组合，队形按照新集合a保持，m》0，编队数量增加，m《0，编队数量减小；
91.s2：当车辆ax有编队位置变换需求时，广播ax位置需求信息m1，其中x≤n；m1包括当前位置变换请求字段m1q、当前编队位置字段m1p、期望编队位置字段m1e、位置变换时间m1t；
92.按照字段组成二进制16位的m1报文格式：
93.表1
[0094][0095]
s3：ax的前后左右车辆向ax发送编队位置信息m2，ax判断当前编队车辆是否影响本身做安全位置变换；
[0096]
其中，m2为各个车辆的当前位置信息，为m2{pl1，...，pla；pr1，...，plb；pu；pd}，若前后左右有位置无车辆，则m2无该位置信息；a为ax左侧车辆数，b为ax右侧车辆数；其中px为ax的纵向位置，pl为左车的纵向位置，pr为右车的纵向位置，pu为前车的纵向位置，pd为左车的纵向位置，纵向位置为编队内部的相对适量距离位置。
[0097]
ax判断当前编队车辆是否影响本身做安全位置变换的方法如图3所示：
[0098]
1)ll＝px-pl，若l1》l，则左边安全可超车变换行驶，ll为左边车辆与ax的纵向相对距离，若l为超车安全距离，为大于0的正数距离；
[0099]
2)lr＝px-pr，若若lr》l，则右边安全可超车变换行驶，lr为右边边车辆与ax的纵向相对距离；
[0100]
3)若lr》ll且有同行道路情况下选择右边超车变换编队位置，若lr《ll且有同行道路情况下选择左边超车变换编队位置；
[0101]
s4：ax判断有aa，ab，......，am等车辆对ax做位置变化有安全影响，向aa，ab，......，am送位置变换信息m3，aa，ab，......，am车辆均保持原有编队队形减速让行，m≤n-1；
[0102]
而m3包括当前位置变换请求字段m3q、当前编队位置字段m3p、期望编队位置字段m3e、位置变换时间m3t、请求减速让行字段m3l；按照字段组成二进制16位的m3报文格式，如表2所示。
[0103]
表2
[0104][0105]
s5：ax整车控制器控制ax完成编队位置变换，如图4所示，变换方法为：
[0106]
其中，ti表示到达目标位置需要变换的车道数，即有：
[0107][0108]
其中c通过横向适量位置的连续性进行判断，ati表示ax到达目标位置需要变换的车道数；当ati》0时，ax需进行变换车道进行位置调整，调整一次后，待车辆行驶稳定再发起下次位置变换请求，ati＝0时，车道变换请求停止，启动纵向行驶直到目标位置；
[0109]
计算当前位置与相邻车道目标位置相对矢量距离l，则有：
[0110][0111]
其中ex为汽车横向控制器的输入误差，ey为汽车纵向控制器的输入误差，kx，ky为
横向控制器与纵向控制器的系数，&为汽车航向角；
[0112]
车辆纵向的速度为uy＝u*cos&，u为车辆速度，则有：
[0113][0114]
的智能汽车编队驾驶控制方法，在编队中有多辆车发起位置变换请求时，需满足pqx《py，py为同一车道最近需变换编队位置的车辆的纵向位置，pqx为a
x
期望的达到的编队纵向位置；当另一辆需要位置变换的车辆在ax的位置变换横轴和纵轴空间坐标内，则视为不安全变换，ax优先位置调整1个阶段，直到调整完成。
[0115]
2、基于c-v2x的智能汽车编队充电控制的系统及方法，该方法主要步骤为：
[0116]
1)编队a{1，2，
……
，n}中的车辆根据任务目标位置判断是否需要进行充电，若需要充电则同时加入充电汽车编队b{1，2，
……
，n}，编队集合b包含待充电汽车、正在充电汽车；
[0117]
2)汽车bx向编队b{1，2，
……
，n}内部广播充电需求信息m4，包括：到目的地待行驶距离ld，当前电量e，当前位置距离充电站距离p；
[0118]
3)计算编队内部充电需求，计算方法如下：
[0119]
(1)针对当前未充电的车辆计算充电需求度q，(1)针对当前未充电的车辆计算充电需求度q，待充电车辆按照q值大小进行排列，其中k为单位距离消耗电量系数，t为单位电量充电的时间系数；
[0120]
(2)针对正在充电的车辆计算充电需求度r，充电车辆按照r值大小进行排列；
[0121]
(3)按照需求度对充电编队b{1，2，
……
，n}进行变换，则：
[0122][0123]
充电方法按照充电需求度q及r调整充电需求优先级对充电编队c进行有序充电，当c2中有车辆则该车辆充电完成，从充电编队c中退出，其中ldz表示第z辆车待行驶的距离，ez1表示第z量车当前的电量；
[0124]
当充电站有空闲充电位置时，c11优先充电，则c为：
[0125][0126]
综上，本技术实施例基于c-v2x对智能汽车进行编队驾驶与充电控制，可以实现对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，并达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵的目的。
[0127]
其次参照附图描述根据本技术实施例提出的汽车编队的控制装置。
[0128]
图5是本技术实施例的汽车编队的控制装置的方框示意图。
[0129]
如图5所示，该汽车编队的控制装置10包括：识别模块100、第一控制模块200和第二控制模块300。
[0130]
其中，识别模块100用于识别汽车编队的编队类型；第一控制模块200用于若编队类型为驾驶类型，识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置；第二控制模块300用于若编队类型为充电类型，广播本车的充电需求信息至汽车编队，其中，根据汽车编队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，基于充电需求度生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电。
[0131]
在本技术实施例中，第一控制模块200进一步用于：根据周围车辆的编队位置信息确定本车与周围车辆之间的纵向相对距离，并判断任一纵向相对距离是否满足预设位置变换条件；若任一纵向相对距离满足预设位置变换条件，则基于本车的当前编队位置、任一纵向相对距离对应车辆编队位置和期望编队位置生成位置变换路径；否则，广播减速让行信息至周围车辆，使得周围车辆执行减速让行动作，并基于本车的当前编队位置和期望编队位置生成位置变换路径。
[0132]
在本技术实施例中，第一控制模块200进一步用于：广播本车的位置需求信息至汽车编队，其中，位置需求信息包括当前位置变换请求、当前编队位置、期望编队位置，基于当前编队位置和期望编队位置确定本车的周围车辆；接收周围车辆基于当前位置变换请求发送的编队位置信息。
[0133]
在本技术实施例中，第一控制模块200进一步用于：在当前时间为位置变换时间时，周围车辆执行减速让行动作。
[0134]
在本技术实施例中，第一控制模块200进一步用于：识别由当前编队位置变换至期望编队位置需要变换的车道数；若车道数为预设数量，则停止本车的位置变换动作；若车道数大于预设数量，则控制本车调整至相邻车道的预设位置，若预设位置为期望编队位置，则本车的编队位置变换完成，否则在预设位置重新发起位置变换请求。
[0135]
在本技术实施例中，第一控制模块200进一步用于：在汽车编队中有多辆车辆发起位置变换请求时，若本车期望编队位置处于与本车同一车道中其他发起位置变换请求车辆的纵向位置之后，则控制本车执行位置变换动作，否则，停止本车执行位置变换动作；若其他车辆的期望编队位置处于本车预设范围内时，控制本车按照预设调整阶段调整编队位置，直到调整完成。
[0136]
在本技术实施例中，第二控制模块300进一步用于：识别汽车编队内的未充电车辆和正在充电车辆；分别根据未充电车辆和正在充电车辆的充电需求信息计算未充电车辆的第一充电需求度和正在充电车辆的第二需求度；根据第一充电需求度和第二需求度对汽车编队中车辆的编队位置进行变换，得到充电矩阵。
[0137]
需要说明的是，前述对汽车编队的控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的汽车编队的控制装置，此处不再赘述。
[0138]
根据本技术实施例提出的汽车编队的控制装置，在识别到汽车编队类型为驾驶类型时，并识别到本车具有位置变换需求时，根据周围车辆的编队位置信息和期望编队位置生成位置变换动作，并基于位置变换动作控制本车由当前编队位置变换至期望编队位置；对汽在识别到汽车编队类型为充电类型时，广播本车的充电需求至汽车编队，根据汽车编
队内所有车辆的充电需求信息计算每辆车辆的充电需求度，并基于其生成充电矩阵，并在充电站空闲时，利用充电矩阵控制汽车编队内车辆进行充电，实现了对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，以达到规范交通、高效行驶，减少交通事故发生、减少交通拥堵以及及时充电的目的，提升用户用车安全和使用体验。由此，解决了相关技术中无法实现对汽车集群行驶过程和能量补充进行编队统一辅助管理和控制，降低用户的用车安全，降低用户使用体验等问题。
[0139]
图6为本技术实施例提供的车辆的结构示意图。该车辆可以包括：
[0140]
存储器601、处理器602及存储在存储器601上并可在处理器602上运行的计算机程序。
[0141]
处理器602执行程序时实现上述实施例中提供的汽车编队的控制方法。
[0142]
进一步地，车辆还包括：
[0143]
通信接口603，用于存储器601和处理器602之间的通信。
[0144]
存储器601，用于存放可在处理器602上运行的计算机程序。
[0145]
存储器601可能包含高速ram(random access memory，随机存取存储器)存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器。
[0146]
如果存储器601、处理器602和通信接口603独立实现，则通信接口603、存储器601和处理器602可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是isa(industry standard architecture，工业标准体系结构)总线、pci(peripheral component，外部设备互连)总线或eisa(extended industry standard architecture，扩展工业标准体系结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0147]
可选的，在具体实现上，如果存储器601、处理器602及通信接口603，集成在一块芯片上实现，则存储器601、处理器602及通信接口603可以通过内部接口完成相互间的通信。
[0148]
处理器602可能是一个cpu(central processing unit，中央处理器)，或者是asic(application specific integrated circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0149]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的汽车编队的控制方法。
[0150]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0151]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0152]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0153]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列，现场可编程门阵列等。
[0154]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0155]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。