一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统及方法技术方案

本发明专利技术属于智能网联汽车技术领域，尤其为一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统及方法，系统包括行程预定模块、车辆排序模块和身份验证模块；待组队车辆提前通过行程预定模块在组队管理系统上预定行程，完成行程预定后，系统自动为每一辆车生成一个车辆I D编号；组队管理系统获取各个车辆的行程列表，并遍历各个行程，让对应的车辆I D编号全部入栈后再逐一出栈。本发明专利技术采用行程预定、车辆排序、车辆身份验证等一系列车辆管理方式实现车辆的协同编队预先组队，解决了高速路上具备协同自适应巡航(CACC)功能的车辆渗透率低，难以找到适合组队的车辆的问题，且车队在高速公路上行驶的过程中，离队车辆不影响车队里的其它车辆。辆。辆。

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及智能网联汽车
，具体为一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统及方法。

技术介绍

[0002]V2V是车到车的通信技术，在基于V2V的车辆协同编队中，头车是领航车，领航车可以是无人驾驶或人工驾驶车辆，其它具备协同自适应巡航(CACC)功能的车辆可以加入领航车队列，跟随领航车进行编队行驶，车与车之间可以进行通信。车辆协同编队行驶可以降低风阻、节省燃油(或电量)；提高道路通行能力，减少道路拥堵；保证了跟车间距，有效降低了碰撞风险，在一定程度上提高了行车安全。
[0003]CACC车辆渗透率描述了在某一区域内具备CACC功能的车辆占总体车辆数目的比例。在高速公路上，具备CACC功能的车辆渗透率低，在短时间内很难找到适合组队的车辆，导致部分车辆在大部分时间内只能单车自由行驶。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统及方法，解决了具备CACC功能的车辆渗透率低，在短时间内很难找到适合组队的车辆，导致部分车辆在大部分时间内只能单车自由行驶的问题。
[0006](二)技术方案。
[0007]本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0008]一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统,所述组队管理系统支持具备V2V通信模块的待组队车辆提前预定行程，统筹管理车辆在车队里的前后排列顺序，所述组队管理系统包括：
[0009]行程预定模块，允许车辆在组队管理系统上提前预定行程；
[0010]车辆排序模块，用于排列车辆在车队中的前后顺序，使得每到达一个高速公路的出口，离队车俩总是从队尾离开车队。
[0011]身份验证模块，用于对预定成功的车辆进行身份验证，通过身份验证的车辆才能进入组队区。
[0012]本专利技术基于组队管理系统还提供了一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理方法，包括以下步骤：
[0013]S1、待组队车辆提前通过行程预定模块在组队管理系统上预定行程，完成行程预定后，组队管理系统自动为每一辆车生成一个车辆ID编号；
[0014]S2、组队管理系统获取各个车辆的行程列表，并遍历各个行程，通过车辆排序模块让对应的车辆ID编号全部入栈后再逐一出栈，得到车辆前后排列顺序；
[0015]S3、采用哈希表存放行程预定成功的车辆ID编号，车辆进入组队区之前，系统通过
身份验证模块识别车辆ID编号，对车辆进行身份验证；
[0016]S4、车辆进入组队区进行组队；
[0017]S5、完成车辆顺序排列的车队等到预定的时间点，车队从组队区出发驶入高速公路，全程编队行驶；
[0018]S6、每到达一个高速公路出口，离队车辆从队尾离开车队。
[0019]本专利技术提出的方法解决了高速路上具备协同自适应巡航(CACC)功能的车辆渗透率低，难以找到适合组队的车辆的问题。并且车队在高速公路上行驶的过程中，离队车辆不影响车队里的其它车辆。
[0020]待组队车辆需要提前在组队管理系统上预定行程，组队管理系统允许车辆预定的行程如下：
[0021]行程1：从起始入口到高速公路的第1个出口exit_1
[0022]行程2：从起始入口到高速公路的第2个出口exit_2
[0023]行程3：从起始入口到高速公路的第3个出口exit_3
[0024]···
[0025]行程k：从起始入口到高速公路的第k个出口exit_k
[0026]车辆在组队管理系统成功预定行程后，系统自动为每一辆车生成一个车辆ID编号。
[0027]设有n辆车在不同的时间在组队管理系统上预定了某一时间点出发的车队。组队管理系统获取到n辆车的信息，组队管理系统根据获得的车辆信息，估算组队后的车队总长度，组队后的车队总长度为：
[0028][0029]式中，n表示车队中车辆数目；str_len|
n
表示n辆车组成的车队总长度；L
i
表示第i辆的长度；Δ表示期望车间距。
[0030]车队的最大长度与DSRC通信距离有关，为了保证车辆之间良好的通信条件，设定车队最大长度阈值为str_max。组队的车队总长度需要满足以下条件：
[0031]str_len|
n
＜str_max
[0032]当某一车辆加入车队后，车队总长度低于车队最大长度阈值str_max时，组队管理系统允许该车辆在系统上提前预定；当某一车辆加入车队后，车队总长度大于车队最大长度阈值str_max时，组队管理系统禁止该车辆按在系统上预定。
[0033]组队管理系统在车队出发时间点的前半个小时关闭该时间点的预定功能，系统开始按照目的地为车辆排列前后顺序；系统为车辆排序的目的是保证车队每路经一个高速公路的出口，离队车辆总是位于队尾；这样一来，离队车辆不会影响到车队的其它车辆。
[0034]组队管理系统为组队车辆排序的方法如下：使用栈这种数据存放车辆编号，栈遵从“先进后出”原则，多次遍历预定同一时间点组队的车辆，筛选出同一行程的车辆，让车辆编号逐一入栈。具体步骤如下：
[0035]第1次遍历：筛选出行程1的车辆，依次存入栈stack中
[0036]第2次遍历：筛选出行程2的车辆，依次存入栈stack中
[0037]第3次遍历：筛选出行程3的车辆，依次存入栈stack中
[0038]第k次遍历：筛选出行程k的车辆，依次存入栈stack中；
[0039]当所有行程的车辆都存入栈stack后，然后开始出栈操作，出栈的顺序则为车队中车辆最终的排列顺序，第1个出栈的车辆为车队领航车，第2个出栈的车辆一直到第n个出栈的车辆都为跟随车；
[0040]在组队区内，按照从1到n的编号划分了n个车位，领航车对应第1个车位，第2个出栈的车辆对应第2个车位，第n个出栈的车辆对应第n个车位。
[0041]所述组队管理系统采用哈希表存放行程预定成功的车辆ID编号，首先建立一个布尔类型的哈希表map，逐一遍历车辆ID编号，每个车辆ID编号都进行哈希映射，哈希函数设为：
[0042]map[vehicle_ID]＝true
[0043]式中，vehicle_ID表示车辆的ID编号；
[0044]车辆进入组队区之前，系统通过身份验证模块识别车辆ID编号，如果车辆ID编号的哈希映射值是true，则表示该车辆已经在系统上进行了预定，身份验证通过后，组队区防护栏打开，车辆进入组队区，并进入相应的车位。
[0045]组队管理系统通过对比进入组队区的车辆和之前预定的车辆，当所有预定的车辆全部进入到了组队区，组队管理系统提醒领航车广播V2V信息，所有的跟随车都会跟领航车建立V2V通信连接。
[0046]等到预定的时间点，车队从组队区出发驶入高速公路，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理系统,所述组队管理系统支持具备V2V通信模块的待组队车辆提前预定行程，统筹管理车辆在车队里的前后排列顺序，其特征在于：所述组队管理系统包括：行程预定模块(1)，允许车辆在组队管理系统上提前预定行程；车辆排序模块(2)，用于排列车辆在车队中的前后顺序，使得每到达一个高速公路的出口，离队车俩总是从队尾离开车队。身份验证模块(3)，用于对预定成功的车辆进行身份验证，通过身份验证的车辆才能进入组队区。2.根据权利要求1所述的一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、待组队车辆提前通过行程预定模块(1)在组队管理系统上预定行程，完成行程预定后，组队管理系统自动为每一辆车生成一个车辆ID编号；S2、组队管理系统获取各个车辆的行程列表，并遍历各个行程，通过车辆排序模块(2)让对应的车辆ID编号全部入栈后再逐一出栈，得到车辆前后排列顺序；S3、采用哈希表存放行程预定成功的车辆ID编号，车辆进入组队区之前，系统通过身份验证模块(3)识别车辆ID编号，对车辆进行身份验证；S4、车辆进入组队区进行组队；S5、完成车辆顺序排列的车队等到预定的时间点，车队从组队区出发驶入高速公路，全程编队行驶；S6、每到达一个高速公路出口，离队车辆从队尾离开车队。3.根据权利要求2所述的一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理方法，其特征在于：所述步骤S3中存放预定成功的车辆ID编号以及车辆身份验证具体方式为：组队管理系统采用哈希表存放行程预定成功的车辆ID编号，首先建立一个布尔类型的哈希表map，逐一遍历车辆ID编号，每个车辆ID编号都进行哈希映射，哈希函数设为：map[vehicle_ID]＝true式中，vehicle_ID表示车辆的ID编号；车辆进入组队区之前，系统通过身份验证模块(3)识别车辆ID编号，如果车辆ID编号的哈希映射值是true，则表示该车辆已经在系统上进行了预定，身份验证通过后，组队区防护栏打开，车辆进入组队区，并进入相应的车位。4.根据权利要求2所述的一种高速公路上车辆协同编队预先组队管理方法，其特征在于：所述步骤S1中，组队管理系统允许车辆预定的行程如下：行程1：从起始入口到高速公路的第1个出口exit_1行程2：从起始入口到高速公路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宏宇，孙亮亮，程铭，李争一，王子轩，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：