车辆队列的控制方法以及其控制装置与流程

1.本技术涉及车辆领域，具体而言，涉及一种车辆队列的控制方法、其控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及车辆队列的控制系统。


背景技术：

2.车辆队列控制技术由自适应巡航控制技术发展而来，通过引入车间通信，队列中的多个车辆在整体控制目标作用下相互协同，实现较小车间距的跟踪控制，最终达到提高道路利用率、改善燃油经济性和安全性的效果，由于以上优势，车辆队列控制得到了广泛研究。
3.在实际应用中，通信条件受到车辆距离、通信设备可靠性、环境干扰等条件影响，可能会导致部分通信链路失效，此时系统退化为不规则的通信拓扑，从而破坏了假设的通信条件，影响系统控制性能甚至破坏安全性。
4.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种车辆队列的控制方法、其控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及车辆队列的控制系统，以解决现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车辆队列的控制方法，所述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，所述领航车辆以及多个所述跟随车辆形成传感网，所述方法包括：分别获取所述领航车辆以及各所述跟随车辆的状态信息，且获取多个所述跟随车辆的车辆参数信息，所述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；至少根据多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，确定所述跟随车辆对应的期望加速度；控制各所述跟随车辆以对应的所述期望加速度行驶。
7.可选地，所述车辆参数信息至少包括期望转矩、传动效率、质量以及轮胎半径，所述期望转矩用于表征所述跟随车辆的期望的转矩值。
8.可选地，至少根据多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，确定所述跟随车辆对应的期望加速度，包括：获取所述跟随车辆对应的位置跟踪误差以及预定变量，其中，所述位置跟踪误差用于表征所述跟随车辆的位置的跟踪误差，所述预定变量用于表征与所述位置跟踪误差有关的变量；至少根据所述速度信息、所述位置信息、所述加速度信息、所述期望转矩、所述传动效率、所述质量、所述位置跟踪误差、所述预定变量以及所述轮胎半径，确定所述跟随车辆对应的所述期望加速度为胎半径，确定所述跟随车辆对应的所述期望加速度为ki
》0,θi》0,γi、α
is
、ki、θi与β均为预设的常数，且γi》0,0《α
is
《1,0《β《1，ρi》sup‖βb
ihidi
‖ δi，其中，bi为所述跟随车辆i的入度，sup为上确界，δi为整数，sgn为符号函数，ei为所述位置跟踪误差，si为所述预定变量，hi为相邻的两辆所述跟随车辆的期望时距，所述期望时距用于表征相邻的两辆所述跟随车辆期望的时距值，q
ii
以及a
ij
均为常数，在所述跟随车辆i可以接收到所述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为1，在所述跟随车辆i接收不到所述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为0，在所述跟随车辆i可以接收到其他的所述跟随车辆j的信息的情况下，a
ij
为1，在所述跟随车辆i接收不到其他的所述跟随车辆j的信息的情况下，a
ij
为0，pi为所述位置信息，vi为所述速度信息，ai为所述加速度信息，ti为所述期望转矩，ηi为所述传动效率，mi为所述质量，ri为所述轮胎半径，c
a,i
为空气阻力系数，fi为滚动阻力系数，g为重力加速度，v0为所述领航车辆的所述速度信息，所述领航车辆的编号为0，多个所述跟随车辆的编号为1～n，j为多个所述跟随车辆中除i以外的所述跟随车辆。
9.可选地，获取所述跟随车辆对应的位置跟踪误差以及预定变量，包括：确定所述位置跟踪误差为其中，l为所述车辆队列中相邻两车的期望距离，p0为所述领航车辆的所述位置信息；确定所述预定变量为si＝β
i-fsf-si，
10.可选地，所述车辆队列组成的拓扑结构为双向跟随式、双向-领航者跟随式、双前车跟随式以及双前车-领航者跟随式中之一。
11.可选地，分别获取所述领航车辆以及各所述跟随车辆的状态信息，且获取多个所述跟随车辆的车辆参数信息，包括：实时获取所述领航车辆以及各所述跟随车辆的所述位置信息以及所述速度信息，且获取多个所述跟随车辆的所述车辆参数信息；根据所述跟随车辆对应的所述位置信息、所述速度信息以及所述车辆参数信息，确定所述跟随车辆的所述加速度信息为其中，di为所述跟随车辆i由于外在的因素导致的误差。
12.可选地，β＝‖gi(s)‖＝‖e
i 1
(s)/ei(s)‖，其中，gi(s)为误差传递函数，ei(s)为所述跟随车辆i对应的所述位置跟踪误差的拉普拉斯变换。
13.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆队列的控制装置，所述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，所述领航车辆以及多个所述跟随车辆形成传感网，所述装置包括获取单元、确定单元以及控制单元，其中，所述获取单元用于分别获取所述领航车辆以及各所述跟随车辆的状态信息，且获取多个所述跟随车辆的车辆参数信息，所述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；所述确定单元用于至少根据多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，确定所述跟随车辆对应的期望加速度；所述控制单元用于控制各所述跟随车辆以对应的所述期望加速度行驶。
14.根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序用于执行任一种所述的方法。
15.根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，
其中，所述程序运行时执行任一种所述的方法。
16.根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种车辆队列的控制系统，所述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，所述领航车辆以及多个所述跟随车辆形成传感网，所述控制系统包括多个控制器，多个所述控制器位于所述车辆队列的对应的车辆上，所述控制器用于执行任一种所述的方法。
17.可选地，所述控制系统还包括多个定位设备、多个can总线以及多个通信设备，其中，多个所述定位设备位于所述车辆队列的对应的车辆上，所述定位设备用于提供所述车辆队列中各所述车辆的状态信息，所述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息，所述定位设备还用于发出所述状态信息；多个所述can总线位于所述车辆队列的对应的车辆上，所述can总线用于接收对应的所述车辆的所述状态信息，且所述can总线还用于提供车辆参数信息，所述车辆参数信息至少包括期望转矩、传动效率、质量以及轮胎半径，所述期望转矩用于表征所述跟随车辆的期望的转矩值；多个所述通信设备位于所述车辆队列的对应的车辆上，所述通信设备用于实现所述领航车辆以及多个所述跟随车辆的信息传输，使得每辆所述跟随车辆都实时获取其他所述车辆的所述状态信息以及所述车辆参数信息。
18.在本发明实施例中，所述车辆队列的控制方法中，首先，获取所述领航车辆的状态信息，且分别获取各所述跟随车辆的所述状态信息以及车辆参数信息，所述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；然后，至少根据多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，确定所述跟随车辆对应的期望加速度；最后，控制各所述跟随车辆以对应的所述期望加速度行驶。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的所述车辆队列的控制方法，由于所述领航车辆以及多个所述跟随车辆形成所述传感网，使得所述领航车辆以及多个所述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得所述跟随车辆可以分别获取所述领航车辆的所述状态信息，以及获取各所述跟随车辆的所述状态信息以及所述车辆参数信息，再至少根据多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，确定各所述跟随车辆对应的所述期望加速度，保证了可以通过获取多个所述状态信息以及多个所述车辆参数信息，较为准确的确定所述跟随车辆的所述期望加速度，再通过控制所述跟随车辆以对应的所述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了所述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
20.图1示出了根据本技术的实施例的车辆队列的控制方法流程示意图；
21.图2示出了根据本技术的实施例的车辆队列的控制装置的示意图；
22.图3示出了根据本技术的实施例的车辆队列的控制装置的流程图。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
24.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
25.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
27.正如背景技术中所说的，现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，为了解决上述问题，本技术的一种典型的实施方式中，提供了一种车辆队列的控制方法、其控制装置、计算机可读存储介质、处理器以及车辆队列的控制系统。
28.根据本技术的实施例，提供了一种车辆队列的控制方法，上述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成传感网。
29.图1是根据本技术实施例的车辆队列的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
30.步骤s101，分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；
31.步骤s102，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；
32.步骤s103，控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。
33.上述车辆队列的控制方法中，首先，获取上述领航车辆的状态信息，且分别获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；然后，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；最后，控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制方法，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随
车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
34.现有技术中的上述车辆队列之间的通信是基于单一固定通信拓扑设计，即车辆队列中的车辆的通信只适用于固定的链路，在实际应用过程中，通信条件会受到车辆距离、通信设备可靠性、环境干扰等条件影响，即发生通信条件限制的情况，从而导致部分通信链路的失效，进而破坏系统的控制性能，导致车辆队列的安全性较低，本技术的上述车辆队列的控制过程适用于上述车辆队列中的任意一辆车辆，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成传感网，使得任意一辆车辆只要可以与其他车辆中的任意一辆进行通信，就可以通过可通信的车辆获取该车辆的信息，保证了即使在上述车辆队列存在部分通信异常的情况下，也可以获取所有车辆的信息，即任意的上述车辆可以较为简单的获取其他车辆的状态信息以及上述车辆参数信息，并以此确定对应的上述跟随车辆的上述期望加速度，保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
35.根据本技术的一种具体实施例，上述车辆参数信息至少包括期望转矩、传动效率、质量以及轮胎半径，上述期望转矩用于表征上述跟随车辆的期望的转矩值。由于上述车辆参数信息至少包括上述括期望转矩、上述传动效率、上述质量以及上述轮胎半径，使得后续的上述期望加速度是至少根据上述括期望转矩、上述传动效率、上述质量以及上述轮胎半径确定的，保证了上述期望加速度更加符合上述跟随车辆的实际参数特征，保证了上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
36.为了进一步保证上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高，根据本技术的另一种具体实施例，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度，包括：获取上述跟随车辆对应的位置跟踪误差以及预定变量，其中，上述位置跟踪误差用于表征上述跟随车辆的位置的跟踪误差，上述预定变量用于表征与上述位置跟踪误差有关的变量；至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，确定上述跟随车辆对应的所述期望加速度为定上述跟随车辆对应的所述期望加速度为(f,i)∈ε,，ki》0,θi》0,γi、α
is
、ki、θi与β均为预设的常数，且γi》0,0《α
is
《1,0《β《1，ρi》sup‖βb
ihidi
‖ δi，其中，bi为上述跟随车辆i的入度，sup为上确界，δi为整数，sgn为符号函数，ei为上述位置跟踪误差，si为上述预定变量，hi为相邻的两辆上述跟随车辆的期望时距，上述期望时距用于表征相邻的两辆上述跟随车辆期望的时距值，q
ii
以及a
ij
均为常数，在上述跟随车辆i可以接收到上述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为1，在上述跟随车辆i接收不到上述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为0，在上述跟随车辆i可以接收到其他的上述跟随车辆j的信息的情况下，a
ij
为1，在上述跟随车辆i接收不到其他的上述跟随车
辆j的信息的情况下，a
ij
为0，pi为上述位置信息，vi为上述速度信息，ai为上述加速度信息，ti为上述期望转矩，ηi为上述传动效率，mi为上述质量，ri为上述轮胎半径，c
a,i
为空气阻力系数，fi为滚动阻力系数，g为重力加速度，v0为上述领航车辆的上述速度信息，上述领航车辆的编号为0，多个上述跟随车辆的编号为1～n，j为多个上述跟随车辆中除i以外的上述跟随车辆。通过获取上述跟随车辆对应的上述位置跟踪误差以及上述预定变量，再至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，确定上述期望加速度，保证了上述期望加速度是至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，同时根据各种常数、上述入度、上述上确界以及上述符号函数确定的，进一步保证了上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
37.具体地，上述γi、α
is
、ki、θi与β均是前期根据实际测试得到的，针对不同的实际情况，使用不同的常数，δi为任意小的正数，具体根据前期测试确定，上述常数的判断标准均为车辆队列的稳定性较好，f为距离上述跟随车辆i最近的入邻居车辆的编号，当存在多个入邻居车辆时，取位于i前方的最近的入邻居车辆的编号，另外，ρi应该根据通信拓扑结构、时距、运行工况等取适当大小，以保证上述车辆队列具有较强鲁棒性。
38.一种具体的实施例中，通过对上述车辆队列中的车辆进行上述车辆参数信息的获取，再设置通信拓扑并建立车辆队列，并建立传感网实现信息互通，其中，编队中的车辆从前到后进行0～n编号，其中第0辆为上述领航车辆，其余n辆为上述跟随车辆，再通过建立动力学模型，即上述位置信息的变化量为上述速度信息上述速度信息的变化量为上述加速度信息
39.根据本技术的又一种具体实施例，获取上述跟随车辆对应的位置跟踪误差以及预定变量，包括：确定上述位置跟踪误差为位置跟踪误差为其中，l为所述车辆队列中相邻两车的期望距离，p0为上述领航车辆的上述位置信息；确定上述预定变量为si＝β
i-fsf-si，至少根据上述期望距离以及上述领航车辆的上述位置信息确定上述位置跟踪误差，且通过上述公式确定上述预定变量，保证了上述位置跟踪误差以及上述预定变量的准确性较高，保证了至少根据上述位置跟踪误差以及上述预定变量确定的上述期望加速度的准确性较高。
40.具体地，上述位置跟踪误差是构建恒定时距跟车策略的情况下定义的。
41.根据本技术的一种具体实施例，上述车辆队列组成的拓扑结构为双向跟随式、双向-领航者跟随式、双前车跟随式以及双前车-领航者跟随式中之一。由于上述车辆队列对应的上述拓扑结构为上述双向跟随式、上述双向-领航者跟随式、上述双前车跟随式以及上述双前车-领航者跟随式中之一，即上述车辆对应的控制过程可以应用于上述双向跟随式、上述双向-领航者跟随式、上述双前车跟随式以及上述双前车-领航者跟随式中任意一种拓扑结构，保证了上述车辆队列的控制过程的应用范围较大。
42.具体地，上述双向跟随式用于表征每辆车都可以获取前车和后车的信息，上述双向-领航者跟随式用于表征每辆车都可以获取前车、后车以及上述领航车辆的信息，上述双
前车跟随式用于表征每辆车都能获取前面两辆车的信息，上述双前车-领航者跟随式用于表征每辆车都能够获取前面两辆车以及上述领航车辆的信息。
43.当然，上述车辆队列的控制过程还可以适用于其他相关的拓扑结构，比如前车跟随式以及前车领航者跟随式，其中，上述前车跟随式用于表征每辆车只能获取前面一辆车的信息，上述前车-领航者跟随式用于表征每辆车除了可以获取前面一辆车的信息，还可以获取上述领航车辆的信息，在其他实际情况下，上述拓扑结构还可以为其他通信模式，由于上述传感网，即每辆车可以获取前面多辆车、后面多辆车以及上述领航车辆的信息，具体根据实际情况确定并设置，当上述几种适用的拓扑结构出现部分通信链路失效时，只要上述拓扑结构中的通信拓扑含有一条以上述领航车辆为根节点的有向生成树，仍可利用传递函数方法分析得到满足队列稳定性，即可以确定各上述跟随车辆的期望加速度，从而提高了上述车辆队列对通信拓扑的适用性和的鲁棒性，保证跟踪性能和安全性较高。
44.为了进一步保证上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高，根据本技术的另一种具体实施例，分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，包括：实时获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的上述位置信息以及上述速度信息，且获取多个上述跟随车辆的上述车辆参数信息；根据上述跟随车辆对应的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆的上述加速度信息为其中，di为上述跟随车辆i由于外在的因素导致的误差。通过获取上述领航车辆的上述位置信息以及上述速度信息，以及获取各上述跟随车辆的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，再根据上述跟随车辆对应的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，以及至少根据上述空气阻力系数、上述滚动阻力系数、外在因素导致的误差以及上述重力加速度，确定上述跟随车辆的上述加速度信息，保证了上述加速度信息是考虑各项内部因素以及外部因素确定的，保证了上述加速度信息的准确性较高，进一步保证了至少根据上述加速度信息确定的上述期望加速度的准确性较高。
45.具体地，di用于表征上述跟随车辆i由于量测误差、路面不平、大风和参数变化等引起的差值。
46.根据本技术的又一种具体实施例，β＝‖gi(s)‖＝‖e
i 1
(s)/ei(s)‖，其中，gi(s)为误差传递函数，ei(s)为上述跟随车辆i对应的上述位置跟踪误差的拉普拉斯变换。β是通过误差传递函数以及上述位置跟踪误差的拉普拉斯变换确定的，保证了根据β确定的上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
47.一种具体的实施例中，0《β《1，具体根据稳定性为依据，确定β的大小，以保证队列稳定性的同时达到期望的控制效果。
48.具体地，上述跟随车辆会持续地根据最新参数确定上述期望加速度，并控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，即在速度较慢的情况下，通过控制驱动系统加速，在速度较快的情况下，通过控制制动系统减速，直到上述车辆队列结束，即上述车辆队列停止行驶。
49.本技术实施例还提供了一种车辆队列的控制装置，上述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成传感网，需要说明的是，本
申请实施例的车辆队列的控制装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于车辆队列的控制方法。以下对本技术实施例提供的车辆队列的控制装置进行介绍。
50.图2是根据本技术实施例的车辆队列的控制装置的示意图。如图2所示，该装置包括获取单元10、确定单元20以及控制单元30，其中，上述获取单元10用于分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；上述确定单元20用于至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；上述控制单元30用于控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。
51.上述车辆队列的控制装置中，通过上述获取单元分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；通过上述确定单元至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；通过上述控制单元控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制装置，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
52.现有技术中的上述车辆队列之间的通信是基于单一固定通信拓扑设计，即车辆队列中的车辆的通信只适用于固定的链路，在实际应用过程中，通信条件会受到车辆距离、通信设备可靠性、环境干扰等条件影响，即发生通信条件限制的情况，从而导致部分通信链路的失效，进而破坏系统的控制性能，导致车辆队列的安全性较低，本技术的上述车辆队列的控制过程适用于上述车辆队列中的任意一辆车辆，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成传感网，使得任意一辆车辆只要可以与其他车辆中的任意一辆进行通信，就可以通过可通信的车辆获取该车辆的信息，保证了即使在上述车辆队列存在部分通信异常的情况下，也可以获取所有车辆的信息，即任意的上述车辆可以较为简单的获取其他车辆的状态信息以及上述车辆参数信息，并以此确定对应的上述跟随车辆的上述期望加速度，保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
53.根据本技术的一种具体实施例，上述车辆参数信息至少包括期望转矩、传动效率、质量以及轮胎半径，上述期望转矩用于表征上述跟随车辆的期望的转矩值。由于上述车辆参数信息至少包括上述括期望转矩、上述传动效率、上述质量以及上述轮胎半径，使得后续的上述期望加速度是至少根据上述括期望转矩、上述传动效率、上述质量以及上述轮胎半径确定的，保证了上述期望加速度更加符合上述跟随车辆的实际参数特征，保证了上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
54.为了进一步保证上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高，根据本技术的另一种具
体实施例，上述确定单元包括第一获取单元以及第一确定单元，其中，上述第一获取单元用于获取上述跟随车辆对应的位置跟踪误差以及预定变量，其中，上述位置跟踪误差用于表征上述跟随车辆的位置的跟踪误差，上述预定变量用于表征与上述位置跟踪误差有关的变量；上述第一确定单元用于至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，确定上述跟随车辆对应的所述期望加速度为确定上述跟随车辆对应的所述期望加速度为(f,i)∈ε,，ki》0,θi》0,γi、α
is
、ki、θi与β均为预设的常数，且γi》0,0《α
is
《1,0《β《1，ρi》sup‖βb
ihidi
‖ δi，其中，bi为上述跟随车辆i的入度，sup为上确界，δi为整数，sgn为符号函数，ei为上述位置跟踪误差，si为上述预定变量，hi为相邻的两辆上述跟随车辆的期望时距，上述期望时距用于表征相邻的两辆上述跟随车辆期望的时距值，q
ii
以及a
ij
均为常数，在上述跟随车辆i可以接收到上述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为1，在上述跟随车辆i接收不到上述领航车辆的信息的情况下，q
ii
为0，在上述跟随车辆i可以接收到其他的上述跟随车辆j的信息的情况下，a
ij
为1，在上述跟随车辆i接收不到其他的上述跟随车辆j的信息的情况下，a
ij
为0，pi为上述位置信息，vi为上述速度信息，ai为上述加速度信息，ti为上述期望转矩，ηi为上述传动效率，mi为上述质量，ri为上述轮胎半径，c
a,i
为空气阻力系数，fi为滚动阻力系数，g为重力加速度，v0为上述领航车辆的上述速度信息，上述领航车辆的编号为0，多个上述跟随车辆的编号为1～n，j为多个上述跟随车辆中除i以外的上述跟随车辆。通过获取上述跟随车辆对应的上述位置跟踪误差以及上述预定变量，再至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，确定上述期望加速度，保证了上述期望加速度是至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，同时根据各种常数、上述入度、上述上确界以及上述符号函数确定的，进一步保证了上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
55.具体地，上述γi、α
is
、ki、θi与β均是前期根据实际测试得到的，针对不同的实际情况，使用不同的常数，δi为任意小的正数，具体根据前期测试确定，上述常数的判断标准均为车辆队列的稳定性较好，f为距离上述跟随车辆i最近的入邻居车辆的编号，当存在多个入邻居车辆时，取位于i前方的最近的入邻居车辆的编号，另外，ρi应该根据通信拓扑结构、时距、运行工况等取适当大小，以保证上述车辆队列具有较强鲁棒性。
56.一种具体的实施例中，通过对上述车辆队列中的车辆进行上述车辆参数信息的获取，再设置通信拓扑并建立车辆队列，并建立传感网实现信息互通，其中，编队中的车辆从前到后进行0～n编号，其中第0辆为上述领航车辆，其余n辆为上述跟随车辆，再通过建立动力学模型，即上述位置信息的变化量为上述速度信息上述速度信息的变化量为上述加速度信息
57.根据本技术的又一种具体实施例，上述第一获取模块包括第一确定子模块以及第二确定子模块，其中，上述第一确定子模块用于确定上述位置跟踪误差为二确定子模块，其中，上述第一确定子模块用于确定上述位置跟踪误差为其中，l为所述车辆队列中相邻两车的期望距离，p0为上述领航车辆的上述位置信息；上述第二确定子模块用于确定上述预定变量为预定变量为至少根据上述期望距离以及上述领航车辆的上述位置信息确定上述位置跟踪误差，且通过上述公式确定上述预定变量，保证了上述位置跟踪误差以及上述预定变量的准确性较高，保证了至少根据上述位置跟踪误差以及上述预定变量确定的上述期望加速度的准确性较高。
58.具体地，上述位置跟踪误差是构建恒定时距跟车策略的情况下定义的。
59.根据本技术的一种具体实施例，上述车辆队列组成的拓扑结构为双向跟随式、双向-领航者跟随式、双前车跟随式以及双前车-领航者跟随式中之一。由于上述车辆队列对应的上述拓扑结构为上述双向跟随式、上述双向-领航者跟随式、上述双前车跟随式以及上述双前车-领航者跟随式中之一，即上述车辆对应的控制过程可以应用于上述双向跟随式、上述双向-领航者跟随式、上述双前车跟随式以及上述双前车-领航者跟随式中任意一种拓扑结构，保证了上述车辆队列的控制过程的应用范围较大。
60.具体地，上述双向跟随式用于表征每辆车都可以获取前车和后车的信息，上述双向-领航者跟随式用于表征每辆车都可以获取前车、后车以及上述领航车辆的信息，上述双前车跟随式用于表征每辆车都能获取前面两辆车的信息，上述双前车-领航者跟随式用于表征每辆车都能够获取前面两辆车以及上述领航车辆的信息。
61.当然，上述车辆队列的控制过程还可以适用于其他相关的拓扑结构，比如前车跟随式以及前车领航者跟随式，其中，上述前车跟随式用于表征每辆车只能获取前面一辆车的信息，上述前车-领航者跟随式用于表征每辆车除了可以获取前面一辆车的信息，还可以获取上述领航车辆的信息，在其他实际情况下，上述拓扑结构还可以为其他通信模式，由于上述传感网，即每辆车可以获取前面多辆车、后面多辆车以及上述领航车辆的信息，具体根据实际情况确定并设置，当上述几种适用的拓扑结构出现部分通信链路失效时，只要上述拓扑结构中的通信拓扑含有一条以上述领航车辆为根节点的有向生成树，仍可利用传递函数方法分析得到满足队列稳定性，即可以确定各上述跟随车辆的期望加速度，从而提高了上述车辆队列对通信拓扑的适用性和的鲁棒性，保证跟踪性能和安全性较高。
62.为了进一步保证上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高，根据本技术的另一种具体实施例，上述获取单元包括第二获取模块以及第二确定模块，其中，上述第二获取模块用于实时获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的上述位置信息以及上述速度信息，且获取多个上述跟随车辆的上述车辆参数信息；上述第二确定模块用于根据上述跟随车辆对应的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆的上述加速度信息为其中，di为上述跟随车辆i由于外在的因素导致的误差。通过获取上述领航车辆的上述位置信息以及上述速度信息，以及获取各上述跟随车辆的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，再根据上述跟随车辆对应的上述位置信息、上述速度信息以及上述车辆参数信息，以及至少根据上述空气阻力系数、上述滚动阻力系数、外在因素导致的误差以及上述重力加速度，确定上述跟随
车辆的上述加速度信息，保证了上述加速度信息是考虑各项内部因素以及外部因素确定的，保证了上述加速度信息的准确性较高，进一步保证了至少根据上述加速度信息确定的上述期望加速度的准确性较高。
63.具体地，di用于表征上述跟随车辆i由于量测误差、路面不平、大风和参数变化等引起的差值。
64.根据本技术的又一种具体实施例，β＝‖gi(s)‖＝‖e
i 1
(s)/ei(s)‖，其中，gi(s)为误差传递函数，ei(s)为上述跟随车辆i对应的上述位置跟踪误差的拉普拉斯变换。β是通过误差传递函数以及上述位置跟踪误差的拉普拉斯变换确定的，保证了根据β确定的上述期望加速度的准确性较高，进一步保证了上述车辆队列的安全性以及鲁棒性较高。
65.一种具体的实施例中，0《β《1，具体根据稳定性为依据，确定β的大小，以保证队列稳定性的同时达到期望的控制效果。
66.具体地，上述跟随车辆会持续地根据最新参数确定上述期望加速度，并控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，即在速度较慢的情况下，通过控制驱动系统加速，在速度较快的情况下，通过控制制动系统减速，直到上述车辆队列结束，即上述车辆队列停止行驶。
67.上述车辆队列的控制装置包括处理器和存储器，上述获取单元、上述确定单元以及上述控制单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
68.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来解决现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题。
69.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
70.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述车辆队列的控制方法。
71.本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述车辆队列的控制方法。
72.本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
73.步骤s101，分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；
74.步骤s102，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；
75.步骤s103，控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。
76.本文中的设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
77.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
78.步骤s101，分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个
上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；
79.步骤s102，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；
80.步骤s103，控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。
81.根据本技术的另一种典型的实施例，还提供了一种车辆队列的控制系统，上述车辆队列包括一个领航车辆以及多个跟随车辆，上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成传感网，上述控制系统包括多个控制器，多个上述控制器位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述控制器用于执行任一种上述的方法。
82.上述车辆队列的控制系统，包括多个控制器，多个上述控制器位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述控制器用于执行任一种上述的方法。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制系统，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
83.需要说明的是，每辆车对应的上述控制器都包括上层控制器以及下层控制器，其中，上述上层控制器主要用于执行任一种上述的方法，上述下层控制器用于控制对应的车辆以上述期望加速度行驶。
84.根据本技术的一种具体实施例，上述控制系统还包括多个定位设备、多个can总线以及多个通信设备，其中，多个上述定位设备位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述定位设备用于提供上述车辆队列中各上述车辆的状态信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息，上述定位设备还用于发出上述状态信息；多个上述can总线位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述can总线用于接收对应的上述车辆的上述状态信息，且上述can总线还用于提供车辆参数信息，上述车辆参数信息至少包括期望转矩、传动效率、质量以及轮胎半径，上述期望转矩用于表征上述跟随车辆的期望的转矩值；多个上述通信设备位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述通信设备用于实现上述领航车辆以及多个上述跟随车辆的信息传输，使得每辆上述跟随车辆都实时获取其他上述车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息。通过上述定位设备提供对应车辆的上述状态信息，通过上述can总线接收对应车辆的上述状态信息，且上述can总线提供上述车辆参数信息，再通过多个上述通信设备实现对应车辆的信息传输，实现传感网，保证了任意的上述跟随车辆都可以获取其他车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，使得可以至少根据上述状态信息以及上述车辆参数信息确定上述期望加速度，进一步保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
85.具体地，每辆上述跟随车辆上均安装有上述定位设备、上述通信设备、上述上层控制器以及上述下层控制器，上述定位设备采用gps和imu融合技术，可获取当前车辆的上述位置信息、上述速度信息和上述加速度信息，并将其发送至上述can总线，上述通信设备可从上述can总线获取自车信息，将其发送给其他车辆，并接收其他车辆信息，上述上层控制器由上述can总线获取自车信息与其他车辆的各项信息，计算出上述期望加速度并由上述can总线发送至上述下层控制器，上述下层控制器根据控制命令调整车辆的加速度以保持期望的编队几何构型。
86.图3为车辆队列的控制装置的流程图，以下进行详细说明：
87.设置通信拓扑并建立车辆队列，并建立传感网实现信息互通，其中，编队中的车辆从前到后进行0～n编号，其中第0辆为上述领航车辆，其余n辆为上述跟随车辆，再通过建立动力学模型；
88.分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的上述状态信息，且获取多个上述跟随车辆的上述车辆参数信息；
89.获取上述跟随车辆对应的上述位置跟踪误差以及上述预定变量；
90.上述上层控制器至少根据上述速度信息、上述位置信息、上述加速度信息、上述期望转矩、上述传动效率、上述质量、上述位置跟踪误差、上述预定变量以及上述轮胎半径，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；
91.上述上层控制器将上述期望加速度发送至上述下层控制器，上述下层控制器通过控制上述驱动系统以及上述制动系统，使得对应的上述跟随车辆以上述期望加速度行驶；
92.确定上述车辆队列的控制任务是否完成，在完成的情况下，停止上述操作，在没有完成的情况下，循环确定新的上述期望加速度，再控制上述跟随车辆以上述期望加速度行驶，直到控制任务结束。
93.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
94.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
95.上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
96.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
97.上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式
体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
98.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
99.1)、本技术的上述车辆队列的控制方法中，首先，获取上述领航车辆的状态信息，且分别获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；然后，至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；最后，控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制方法，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
100.2)、本技术的上述车辆队列的控制装置中，通过上述获取单元分别获取上述领航车辆以及各上述跟随车辆的状态信息，且获取多个上述跟随车辆的车辆参数信息，上述状态信息至少包括速度信息、位置信息以及加速度信息；通过上述确定单元至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定上述跟随车辆对应的期望加速度；通过上述控制单元控制各上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制装置，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
101.3)、本技术的上述车辆队列的控制系统，包括多个控制器，多个上述控制器位于上述车辆队列的对应的车辆上，上述控制器用于执行任一种上述的方法。相比现有技术中的由于通信的限制导致安全性较低的问题，本技术的上述车辆队列的控制系统，由于上述领航车辆以及多个上述跟随车辆形成上述传感网，使得上述领航车辆以及多个上述跟随车辆
可以实现信息的互通，即使在其中任意几辆车辆之间的通信异常的情况下，还可以通过其他可以通信的车辆获取该车辆的信息，使得上述跟随车辆可以分别获取上述领航车辆的上述状态信息，以及获取各上述跟随车辆的上述状态信息以及上述车辆参数信息，再至少根据多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，确定各上述跟随车辆对应的上述期望加速度，保证了可以通过获取多个上述状态信息以及多个上述车辆参数信息，较为准确的确定上述跟随车辆的上述期望加速度，再通过控制上述跟随车辆以对应的上述期望加速度行驶，解决现有技术中由于通信的限制导致安全性较低的问题，保证了上述车辆队列的鲁棒性以及安全性较高。
102.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。