一种多车智能组队方法

1.本发明涉及自动驾驶智能多车编队技术领域，特别涉及一种多车智能组队方法。


背景技术：

2.随着人类社会文明的高速发展，城市交通拥挤的问题逐渐凸显出来。交通拥挤占用人们的时间，诱发交通事故，由不合理的驾驶引起的交通事故更是不胜枚举。通过车辆编队行驶，来使尾随的车根据头车来智能调速行驶，能极大减小司机的误操作率，减少不合理的抢占车道和不合理的路线规划。
3.在1992年，国家国防科技大学成功研制第一辆无人驾驶汽车，在2000年6月，国家国防科技大学研制成功第四代无人驾驶汽车，其测试的最高时速为76公里，到2003年七月，国家国防科技大学成功开发出最高稳定速度达13okm的中国一汽红旗无人驾驶车，其整体技术性能指标达到世界先进水平。从20世纪80年代，中国开始研制无人驾驶车辆，并已取得了良好的效果。
4.从20世纪70年代开始，美国，英国，德国等发达国家开始研究无人驾驶车辆，在可实用性和可实施性方面都取得了重大的突破。进入了21世纪以后，为了促进研究和开发无人驾驶汽车，美国国防部高级研究计划局发起了机器人车辆挑战赛。大赛对促进智能车辆技术的交流与创新起到了显著的激励作用。
5.智能车的大力发展，对智能多车编队提供了更好的条件，也提出了更高的要求。智能多车编队能更加提高智能车的智能化，更加全面的解放人力，提高智能车系统的安全性。


技术实现要素：

6.本发明目的是在于提供一种多车智能组队方法，能够通过对通行的小车运用智能多车组队算法，使其在期望的算法下有效地行进、组队，从而更加提高智能车的智能化，解放人力，提高智能车系统的安全性。
7.本发明提供的技术方案为：一种多车智能组队方法，包括如下步骤：步骤一：初始化道路、地图、车辆；步骤二：对车辆进行路线的全局规划设计及实现，在全局规划中应用maxq算法，从而求得最优路径；步骤三：对车辆进行编队控制的设计及实现，使得具有重复路径，并具有适合编队的车辆进行编队；步骤四：利用本方法进行算法的实现及模拟，对所设计的算法进行图形化的演示及分析。
8.更进一步地，步骤一中的初始化道路由函数road* initializationroad()完成，返回road型数组指针；初始化map函数设定为map * initializationmap()，函数以图的邻接表结构生成了实验的地图模型；车辆初始化由函数car* initializationcar(road* pr,
map *pm,carlist *pc)完成，返回函数中动态生成的car类型指针。
9.更进一步地，步骤二中的行车路线的全局规划中，全局优化搜索通过maxq算法查找最优路线，maxq函数原型为int getq(road* pr,map *pm,int start,int end,int path[],const int pathmax,int cur=0)。函数输入变量中的start表示车辆将要到达的下一端点，end为车的终点，函数根据指针pm所指向的地图的逻辑关系，进行最优路线的推导。执行一次getq函数，仅将最优路线中继start之后的第一个结点保存在数组path[1]中,数组path[1]以后保存的点没有意义。在接下来的getpath函数中，通过循环将path[1]赋值给start并调用getqq函数，直到start与end值相同，从而求导出整条最优路径。
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更进一步地，步骤三中的车辆编队控制中，编队函数如下：取得重复路径函数getnumoverlapping：函数原型为int getnumoverlapping(car* pc1,car* pc2)，函数计算车pc1,pc2从roadpoint2起的，直到终点endpoint的重叠结点数，函数返回重叠节点数；ifsameroad：函数原型为bool ifsameroad(car *pc1,car* pc2)，判断两车是否同路且同向；计算距离 getdistance：计算两车距离，单位为两相邻像素点的距离；getmergercar：函数原型int getmergercar(carlist* pcl,int carnum)，函数取得最合适的组队的车的编号。最合适的车理解为：与pc1同路且同向，在pc1前方，足够近且最近，将来从raodpoint2起有重复路径；合并车辆 mergercar：函数原型void mergercar(carlist* pcl,int ncar1,int ncar2)。函数功能为将车队ncar1并入车队ncar2的尾；组队makegroup：函数原型void makegroup(carlist* pcl)，主函数中循环调用，查找可组队的车辆；离队leavegroup：函数原型void leavegroup(carlist* pcl)，主函数中循环调用，查找可离队的车辆并使其离队；坐标更新函数updatexy：函数原型voidupdatexy(road* pr,map *pm,car *pc)，在主函数中循环调用，更新所有车的位置信息。
[0011]
更进一步地，步骤四中的图形化演示，通过api建立窗口并循环画出地图和车，首先初始化窗口，各项信息进行标准化定义；然后同过对地图的邻接表进遍历化地图，通过车的坐标信息进行画点，实现循环画地图和车。
[0012]
本发明的有益效果：本发明提供了一种多车智能组队方法，首先对道路、地图和车辆进行初始化；其次应用maxq算法对车辆进行路线的全局规划设计及实现，从而求得最优路径；再次对车辆进行编队控制的设计及实现，使得具有重复路径、并具有适合编队的车辆进行编队；最后对所设计的算法进行图形化的演示及分析。对智能多车组队算法进行设计，是为了模拟城市交通，通过对通行的小车运用智能多车组队算法，使其在期望的算法下行进、组队，从而通过模拟的车辆运行的情况来了解算法设计的效果。
附图说明
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图1为本发明所述的一种多车智能组队方法的流程图。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能后据以实施。
[0015]
如图1所示，本发明提供了一种多车智能组队方法，对道路和车辆进行初始化。应用maxq算法对车辆进行路线的全局规划设计及实现，从而求得最优路径。对车辆进行编队控制的设计及实现，通过一系列编队函数，包括取得重复路径函数、编队、离队、坐标更新等函数，使得具有重复路径、并具有适合编队的车辆进行编队。最后对所设计的算法进行图形化的演示及分析，通过api建立窗口并循环画出地图和车，其步骤如下。
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步骤一：初始化道路、地图、车辆其中，初始化道路由函数road* initializationroad()完成，返回road型数组指针；初始化map函数设定为map * initializationmap()，函数以图的邻接表结构生成了实验的地图模型；车辆初始化由函数car* initializationcar(road* pr,map *pm,carlist *pc)完成，返回函数中动态生成的car类型指针。
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步骤二：对车辆进行路线的全局规划设计及实现，在全局规划中应用maxq算法，从而求得最优路径。
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在行车路线的全局规划中，全局优化搜索通过maxq算法查找最优路线，maxq函数原型为int getq(road* pr,map *pm,int start,int end,int path[],const int pathmax,int cur=0)。函数输入变量中的start表示车辆将要到达的下一端点，end为车的终点，函数根据指针pm所指向的地图的逻辑关系，进行最优路线的推导。执行一次getq函数，仅将最优路线中继start之后的第一个结点保存在数组path[1]中,数组path[1]以后保存的点没有意义。在接下来的getpath函数中，通过循环将path[1]赋值给start并调用getqq函数，直到start与end值相同，从而求导出整条最优路径。
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步骤三：对车辆进行编队控制的设计及实现，使得具有重复路径，并具有适合编队的车辆进行编队。编队函数如下：取得重复路径函数getnumoverlapping：函数原型为int getnumoverlapping(car* pc1,car* pc2)，函数计算车pc1,pc2从roadpoint2起的，直到终点endpoint的重叠结点数，函数返回重叠节点数；ifsameroad：函数原型为bool ifsameroad(car *pc1,car* pc2)，判断两车是否同路且同向；计算距离 getdistance：计算两车距离，单位为两相邻像素点的距离；getmergercar：函数原型int getmergercar(carlist* pcl,int carnum)，函数取得最合适的组队的车的编号。最合适的车理解为：与pc1同路且同向，在pc1前方，足够近且最近，将来从raodpoint2起有重复路径；合并车辆 mergercar：函数原型void mergercar(carlist* pcl,int ncar1,int ncar2)。函数功能为将车队ncar1并入车队ncar2的尾；组队makegroup：函数原型void makegroup(carlist* pcl)，主函数中循环调用，查找可组队的车辆；离队leavegroup：函数原型void leavegroup(carlist* pcl)，主函数中循环调用，查找可离队的车辆并使其离队；
坐标更新函数updatexy：函数原型voidupdatexy(road* pr,map *pm,car *pc)，在主函数中循环调用，更新所有车的位置信息。
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步骤四：利用本方法进行算法的实现及模拟，对所设计的算法进行图形化的演示及分析。图形化演示通过api建立窗口并循环画出地图和车，首先初始化窗口，各项信息进行标准化定义；然后同过对地图的邻接表进遍历化地图，通过车的坐标信息进行画点，实现循环画地图和车。
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尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。