CN115662188B - 一种队列行驶车辆的避障*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种队列行驶车辆的避障***，为了解决队列行驶过程中规避障碍物的问题，将该避障***分为四个模块：车辆分类模块，信息获取模块，避障条件判断模块，避障执行模块；车辆分类模块将队列车辆分为四种类型；信息获取模块获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息和环境信息以特定规则传递；避障条件判断模块跟据障碍物信息，判定是否满足三种避障条件；避障执行模块跟据不同的避障条件，执行不同的避障方案。

Description

一种队列行驶车辆的避障***

技术领域

本发明涉及队列行驶领域，具体涉及队列行驶车辆的避障***。

背景技术

队列行驶是指车辆在跟随前导车辆的同时行驶的情况，并且队列行驶车辆通过车辆至车辆的通信发送和接收各种行驶信息以控制车辆的速度以及车辆之间的车辆间间隔，从而允许车辆保持车辆之间的特定距离。队列行驶在商用车上有巨大商业价值，各国也在不断开展商用车队列行驶试验。

当队列行驶车辆在行驶过程中遇到障碍物时，为了提高队列车辆的避障能力并确保队列和周围车辆、行人的安全，亟需提供一种队列行驶车辆避障方法，使队列行驶车辆规避周围障碍物，实现安全、可靠的队列行驶。

发明内容

本发明实施例提供一种队列行驶车辆避障***，可以使队列行驶车辆在满足避障条件时合理规避障碍物，提高队列行驶的安全性、可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种队列行驶车辆避障***，分为四个模块，分别为车辆分类模块、信息获取模块、避障条件判断模块、避障执行模块；

车辆分类模块将车辆分为A、B、C、D四种类型，其中A类型车是队列最前方的车辆，主要负责采集道路交通信息、规划队列行进路线，B类型车是队列最后方的车辆，主要负责采集道路交通信息，C类型车是位于A类型车和B类型车之间的车辆，负责跟车行驶和采集道路交通信息，D类型车是脱离队列、独立行驶的车辆；当车辆在行驶过程中队列位置发生变化时，可以根据位置切换不同的车辆类型；

信息获取模块主要是获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息和环境信息以特定规则传递；车辆信息和环境信息的传递规则有如下方面，B类型车和C类型车采集环境信息，并自身车辆信息将采集到的环境信息传递给A类型车，A类型车综合收集到的车辆信息和环境信息确定队列行车状态和当前队列交通状态，A类型车检测到障碍物时进行避障条件判断和避障方案确定，在队列执行避障方案之前，A类型车提前向B类型车和C类型车发送避障操作信息；当有车辆从队列中脱离时，脱离车辆断开与队列车辆的联系，同时切换为D类型车，原队列跟据队列车辆的位置重新分类；当有D类型车加入队列时，可向队列的A类型车发送入队请求，请求通过后加入队列并根据所处队列位置切换车辆类型；当队列之间合并时，将处于最前方的队列视为主队列，其余队列视为分队列，分队列的A类型车向主队列的A类型车发送入队请求，请求通过后分队列加入主队列，合并后的车辆跟据所处队列位置切换车辆类型。

避障条件判断模块包括：将A类型车头部到B类型车尾部的区域称为队列区域，将移动速度小于队列行驶车辆行驶速度的障碍物视为相对低速障碍物，将队列尚未开始避障的当前车道视为主车道，将主车道存在的静止或相对低速障碍物视为主车道障碍物，将两侧车道的障碍物视为旁车道障碍物，当检测到前方主车道障碍物时，进入避障条件判断模块，根据满足不同的避障条件，进行相应的避障操作；存在以下三项避障条件，第一避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道中至少有一条在预设范围内无旁车道障碍物，当只有一侧车道时，将无车道的一侧视为连续静止的旁车道障碍物；第二避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道在预设范围内存在移动的旁车道障碍物；若不满足上述条件，则视为第三避障条件；预设范围是以A类型车头部为起点，向A类型车行驶方向延伸的有界区域，预设范围长度为队列区域长度的一半；

避障执行模块包括：获得主车道障碍物信息后，设定两个避障距离，分别为第一设定距离L1和第二设定距离L2，第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，避障距离与车辆状况和道路条件成一定关系变化；

跟据满足的避障条件不同，设定三种避障方案，当满足第一避障条件时，执行第一避障方案，该方案为总队列避障方案，即以整个队列为一个整体进行避障，并根据主车道障碍物信息执行不同总队列子避障方案，具体包括三类总队列子避障方案；当满足第二避障条件时，执行第二避障方案，该方案为分队列避障方案，即跟据旁车道障碍物具体信息划分不同分队列，待避障完成后合并为同一队列；当满足第三避障条件时，执行第三避障方案，即采取减少驱动力或制动的方法降低车速，使队列行驶车辆与主车道障碍物保持安全距离，同时进行避障条件判断，待到满足第一避障条件时执行第一避障方案，当满足第二避障条件时执行第二避障方案，根据设计，第一和第二避障条件不会同时满足；当满足第一或第二避障条件时，再根据每种避障方案跟据道路和障碍物状况分为不同子避障方案。

所述总队列避障方案，包括：A类型车在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道，后续所有队列车辆跟随A类型车轨迹，在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道；

到达目标车道后，根据主车道障碍物长度和队列行驶车辆车速需求执行不同的总队列子避障方案，当主车道限速满足队列行驶车辆车速需求而目标车道限速不满足队列行驶车辆车速需求时，执行总队列子避障方案一，即A类型车越过障碍物后，在第二设定距离L2处以第二设定速度返回主车道，后续所有队列行驶车辆跟随A类型车轨迹，在第二设定距离L2处返回主车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度超过队列总长度时，执行总队列子避障方案二，即A类型车继续在目标车道行驶，整个队列行驶切换到目标车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度不超过队列总长度时，执行总队列子避障方案三，即跟据A类型车环境监测范围内目标车道和主车道的车辆密度决定是否返回主车道，将A类型车头部至B类型车尾部的区域设置为队列区域，分别在A类型车前方主道路和目标车道上划分为三个与队列区域等长的区域，由近到远分别为一号区域、二号区域、三号区域，将每个区域内的车辆从1开始编号，分别称为编号1，编号2，直至编号N，其中N等于区域内车辆的数目；计算三个区域的车辆密度并分别乘相应的系数，得到主车道和目标车道的综合车辆密度，当主车道综合车辆密度低于目标车道时返回主车道，当目标车道综合车辆密度低于主车道时不返回主车道，综合车辆密度公式如下，

ρ_v＝f₁·ρ₁+f₂·ρ₂+f₃·ρ₃

式中，ρ_v是车道综合车辆密度，f是车辆密度系数，无量纲值，不同区域车辆密度系数不同，f₁＝1，f₂＝1.2，f₃＝0.9，ρ₁是一号区域内的车辆密度、ρ₂是二号区域内的车辆密度、ρ₃是三号区域内的车辆密度；车辆密度计算公式如下，

式中，ρ是区域内车辆密度，l_i为区域内第i号车的长度，L为队列区域长度，m_j为长度系数，无量纲值，由车辆长度决定；车辆长度不大于5米时，m_j＝1；车辆长度大于5米，不大于10米时，m_j＝0.9；车辆长度大于10米，不大于15米时，m_j＝0.85；车辆长度大于15米时，m_j＝0.8。

所述分队列避障方案，包括：将队列区域划分为前、中、后三片等长区域，跟据车辆密度计算公式分别计算出主车道队列车辆密度和两侧车道前、中、后区域的车辆密度，跟据两侧车道每个区域的车辆密度不同标志不同的状态，区域车辆密度超过队列车辆密度时标志为拥挤状态，区域车辆密度小于队列车辆密度且大于队列车辆密度的三分之一时标志为正常状态，区域车辆密度小于队列车辆密度的三分之一时标志为畅通状态；

当区域状态为拥挤时，不可向相应区域的两侧车道变道；当区域状态为正常时，可以前后依次向该区域两侧车道变道；当区域状态为畅通时，可根据两侧车道移动障碍物的间距和位置分队列变道；跟据不同区域的状态组合，可以选择不同的分队列方式。

当三个区域中处于畅通状态的区域数量不小于2时，跟据旁车道障碍物间距和位置对当前队列拆分，划分完成后的各个分队列重新进行车辆分类，之后向两侧车道变道行驶，分散到两侧车道的队列跟据实时道路交通状况选择是否与前方队列合并；

除上述情况外，当三个区域中处于正常状态或畅通状态的区域不小于2且前区域不处于拥挤状态时，A类型车在距离第一设定距离50米时脱离当前队列，A类型车切换为D类型车并自主决定避障路线，原队列第一辆车切换为A类型车并继续行驶，当原队列的A类型车到达据第一设定距离50米时脱离原队列成为D类型车，并根据当前道路交通状况决定是否与前车形成队列，若形成队列则跟随前车并根据车辆分类模块进行车辆分类，若不形成队列则自主决定避障路线，后续原队列车辆按照以上方法进行避障；

当三个区域状态不符合前两种情况时，队列不可通过变道避障，应采取制动或减速措施使队列与主车道障碍物保持安全距离，待满足上述两种情况时再进行避障操作；

上述三种情况队列车辆成功避障后，在到达第二避障距离L2时返回主车道，并根据车辆配置和前后顺序组成新队列并由车辆分类模块进行车辆分类。

所述第一设定距离和第二设定距离包括：第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下，

式中,v₁为第一设定速度，t₁为A类型车变道所用时间，φ₁为A类型车变道时的横摆角，v₀为主车道障碍物的速度，a为按照A类型车制动器制动力得到的的最大制动减速度,δ为安全距离系数，无量纲值，受道路条件影响，当道路条件满足最大制动减速度a需求时，δ取最小值1；

第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下，

式中,v₂为第二设定速度，t₂为A类型车变道所用时间，φ₂为A类型车变道时的横摆角。

本发明实施例提供的队列行驶车辆避障方法具有如下优点或有益效果：上述方法将队列车辆进行分类，便于避障方案的实施，在避障方案选择的过程中，考虑了障碍物特征和道路交通状态的影响，在避障过程中，考虑了障碍物速度、队列车辆性能因素，提高了队列行驶车辆避障过程的安全性，也保证了避障方案的执行。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的区域划分示意图。

图2为本发明的设定距离示意图。

图3为本发明的***流程示意图。

图4为本发明的避障判断模块和避障执行模块的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，以下所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1，本发明所述一种队列行驶车辆的避障***包括车辆分类模块，信息获取模块，避障条件判断模块，避障执行模块；

车辆分类模块将车辆分为A、B、C、D四种类型，其中A类型车是队列最前方的车辆，主要负责采集道路交通信息、规划队列行进路线，B类型车是队列最后方的车辆，主要负责采集道路交通信息，C类型车是位于A类型车和B类型车之间的车辆，负责跟车行驶和采集道路交通信息，D类型车是脱离队列、独立行驶的车辆；当车辆在行驶过程中队列位置发生变化时，可以根据位置切换不同的车辆类型。

信息获取模块主要是获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息和环境信息以如下方式传递：B类型车和C类型车采集环境信息，并自身车辆信息将采集到的环境信息传递给A类型车，A类型车综合收集到的车辆信息和环境信息确定队列行车状态和当前队列交通状态，A类型车检测到障碍物时进行避障条件判断和避障方案确定，在队列执行避障方案之前，A类型车提前向B类型车和C类型车发送避障操作信息；当有车辆从队列中脱离时，脱离车辆断开与队列车辆的联系，同时切换为D类型车，原队列跟据队列车辆的位置重新分类；当有D类型车加入队列时，可向队列的A类型车发送入队请求，请求通过后加入队列并根据所处队列位置切换车辆类型；当队列之间合并时，将处于最前方的队列视为主队列，其余队列视为分队列，分队列的A类型车向主队列的A类型车发送入队请求，请求通过后分队列加入主队列，合并后的车辆跟据所处队列位置切换车辆类型。

避障条件判断模块包括：将A类型车头部到B类型车尾部的区域称为队列区域，将移动速度小于队列行驶车辆行驶速度的障碍物视为相对低速障碍物，将队列尚未开始避障的当前车道视为主车道，将主车道存在的静止或相对低速障碍物视为主车道障碍物，将两侧车道的障碍物视为旁车道障碍物，当检测到前方主车道障碍物时，进入避障条件判断模块，根据满足不同的避障条件，进行相应的避障操作；存在以下三项避障条件，第一避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道中至少有一条在预设范围内无旁车道障碍物，当只有一侧车道时，将无车道的一侧视为连续静止的旁车道障碍物；第二避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道在预设范围内存在移动的旁车道障碍物；若不满足上述条件，则视为第三避障条件；预设范围是以A类型车头部为起点，向A类型车行驶方向延伸的有界区域，预设范围长度为队列区域长度的一半；

避障执行模块包括：跟据满足的避障条件不同，设定三种避障方案，当满足第一避障条件时，执行第一避障方案，该方案为总队列避障方案，即以整个队列为一个整体进行避障，并根据主车道障碍物信息执行不同总队列子避障方案，具体包括三类总队列子避障方案；当满足第二避障条件时，执行第二避障方案，该方案为分队列避障方案，即跟据旁车道障碍物具体信息划分不同分队列，待避障完成后合并为同一队列；当满足第三避障条件时，执行第三避障方案，即采取减少驱动力或制动的方法降低车速，使队列行驶车辆与主车道障碍物保持安全距离，同时进行避障条件判断，待到满足第一避障条件时执行第一避障方案，当满足第二避障条件时执行第二避障方案，根据设计，第一和第二避障条件不会同时满足；当满足第一或第二避障条件时，再根据每种避障方案跟据道路和障碍物状况分为不同子避障方案。

参阅图2，本发明所述队列区域为A类型车头部到B类型车尾部的区域，分别在A类型车前方主道路和目标车道上划分为三个与队列区域等长的区域，由近到远分别为一号区域、二号区域、三号区域，目标车道是两侧车道中的任意一条车道，同时在两侧车道上将队列区域划分为前、中、后三个等长区域。

参阅图3，A类型车获得主车道障碍物信息后，设定两个避障距离，分别为第一设定距离L1和第二设定距离L2，第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，避障距离与车辆状况和道路条件成一定关系变化；第一设定距离L1计算公式如下，

式中,v₁为第一设定速度，t₁为A类型车变道所用时间，φ₁为A类型车变道时的横摆角，v₀为主车道障碍物的速度，a为按照A类型车制动器制动力得到的的最大制动减速度,δ为安全距离系数，无量纲值，受道路条件影响，当道路条件满足最大制动减速度a需求时，δ取最小值1；

第二设定距离L2计算公式如下，

式中,v₂为第二设定速度，t₂为A类型车变道所用时间，φ₂为A类型车变道时的横摆角。

参阅图4，所述总队列避障方案，包括：A类型车在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道，后续所有队列车辆跟随A类型车轨迹，在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道；到达目标车道后，根据主车道障碍物长度和队列行车需求执行不同的总队列子避障方案，当主车道限速满足队列行驶车辆车速需求而目标车道限速不满足队列行驶车辆车速需求时，执行总队列子避障方案一，即A类型车越过障碍物后，在第二设定距离L2处以第二设定速度返回主车道，后续所有队列行驶车辆跟随A类型车轨迹，在第二设定距离L2处返回主车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度超过队列总长度时，执行总队列子避障方案二，即A类型车继续在目标车道行驶，整个队列行驶切换到目标车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度不超过队列总长度时，执行总队列子避障方案三，即跟据A类型车环境监测范围内目标车道和主车道的车辆密度决定是否返回主车道，分别将一号区域、二号区域、三号区域内的车辆从1开始编号，分别称为编号1，编号2，直至编号N，其中N等于区域内车辆的数目，计算三个区域的车辆密度并分别乘相应的系数，得到主车道和目标车道的综合车辆密度，当主车道综合车辆密度低于目标车道时返回主车道，当目标车道综合车辆密度低于主车道时不返回主车道，综合车辆密度公式如下，

ρ_v＝f₁·ρ₁+f₂·ρ₂+f₃·ρ₃

式中，ρ_v是车道综合车辆密度，f是车辆密度系数，无量纲值，不同区域车辆密度系数不同，f₁＝1，f₂＝1.2，f₃＝0.9，ρ₁是一号区域内的车辆密度、ρ₂是二号区域内的车辆密度、ρ₃是三号区域内的车辆密度；车辆密度计算公式如下，

式中，ρ是区域内车辆密度，l_i为区域内第i号车的长度，L为队列区域长度，m_j为长度系数，无量纲值，由车辆长度决定；车辆长度不大于5米时，m_j＝1；车辆长度大于5米，不大于10米时，m_j＝0.9；车辆长度大于10米，不大于15米时，m_j＝0.85；车辆长度大于15米时，m_j＝0.8。

所述分队列避障方案，包括：跟据车辆密度计算公式分别计算出主车道队列车辆密度和两侧车道前、中、后区域的车辆密度，跟据两侧车道每个区域的车辆密度不同标志不同的状态，区域车辆密度超过队列车辆密度时标志为拥挤状态，区域车辆密度小于队列车辆密度且大于队列车辆密度的三分之一时标志为正常状态，区域车辆密度小于队列车辆密度的三分之一时标志为畅通状态；当区域状态为拥挤时，不可向相应区域的两侧车道变道；当区域状态为正常时，可以前后依次向该区域两侧车道变道；当区域状态为畅通时，可根据两侧车道移动障碍物的间距和位置分队列变道；跟据不同区域的状态组合，可以选择不同的分队列方式。

所述跟据不同区域的状态组合，可以选择不同的分队列方式，包括：当三个区域中处于畅通状态的区域数量不小于2时，跟据旁车道障碍物间距和位置对当前队列拆分，划分完成后的各个分队列重新进行车辆分类，之后向两侧车道变道行驶，分散到两侧车道的队列跟据实时道路交通状况选择是否与前方队列合并；除上述情况外，当三个区域中处于正常状态或畅通状态的区域不小于2且前区域不处于拥挤状态时，A类型车在距离第一设定距离50米时脱离当前队列，A类型车切换为D类型车并自主决定避障路线，原队列第一辆车切换为A类型车并继续行驶，当原队列的A类型车到达据第一设定距离50米时脱离原队列成为D类型车，并根据当前道路交通状况决定是否与前车形成队列，若形成队列则跟随前车并根据车辆分类模块进行车辆分类，若不形成队列则自主决定避障路线，后续原队列车辆按照以上方法进行避障；当三个区域状态不符合前两种情况时，队列不可通过变道避障，应采取制动或减速措施使队列与主车道障碍物保持安全距离，待满足上述两种情况时再进行避障操作；上述三种情况队列车辆成功避障后，在到达第二避障距离L2时返回主车道，并根据车辆配置和前后顺序组成新队列并由车辆分类模块进行车辆分类。

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。

Claims (2)

1.一种队列行驶车辆的避障***，其特征在于，包括：

该避障***可以分为四个模块：车辆分类模块，信息获取模块，避障条件判断模块，避障执行模块；

车辆分类模块将车辆分为A、B、C、D四种类型，其中A类型车是队列最前方的车辆，负责采集道路交通信息、规划队列行进路线，B类型车是队列最后方的车辆，负责采集道路交通信息，C类型车是位于A类型车和B类型车之间的车辆，负责跟车行驶和采集道路交通信息，D类型车是脱离队列、独立行驶的车辆；当车辆在行驶过程中队列位置发生变化时，可以根据位置切换不同的车辆类型；

信息获取模块是获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息与环境信息以特定规则传递；

避障条件判断模块包括：

将A类型车头部到B类型车尾部的区域称为队列区域，将移动速度小于队列行驶车辆行驶速度的障碍物视为相对低速障碍物，将队列尚未开始避障的当前车道视为主车道，将主车道存在的静止或相对低速障碍物视为主车道障碍物，将两侧车道的障碍物视为旁车道障碍物，当检测到前方主车道障碍物时，进入避障条件判断模块，根据满足不同的避障条件，进行相应的避障操作；存在以下三项避障条件，第一避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道中至少有一条在预设范围内无旁车道障碍物，当只有一侧车道时，将无车道的一侧视为连续静止的旁车道障碍物；第二避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道在预设范围内存在移动的旁车道障碍物；若不满足上述条件，则视为第三避障条件；预设范围是以A类型车头部为起点，向A类型车行驶方向延伸的有界区域，预设范围长度为队列区域长度的一半；

避障执行模块包括：

获得主车道障碍物信息后，设定两个避障距离，分别为第一设定距离L1和第二设定距离L2，第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，避障距离与车辆状况和道路条件成一定关系变化；

跟据满足的避障条件不同，设定三种避障方案，当满足第一避障条件时，执行第一避障方案，该方案为总队列避障方案，即以整个队列为一个整体进行避障，并根据主车道障碍物信息执行不同总队列子避障方案，具体包括三类总队列子避障方案；当满足第二避障条件时，执行第二避障方案，该方案为分队列避障方案，即跟据旁车道障碍物具体信息划分不同分队列，待避障完成后合并为同一队列；当满足第三避障条件时，执行第三避障方案，即采取减少驱动力或制动的方法降低车速，使队列行驶车辆与主车道障碍物保持安全距离，同时进行避障条件判断，待到满足第一避障条件时执行第一避障方案，当满足第二避障条件时执行第二避障方案，根据设计，第一和第二避障条件不会同时满足；当满足第一或第二避障条件时，再根据每种避障方案跟据道路和障碍物状况分为不同子避障方案；

所述总队列避障方案，包括：

A类型车在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道，后续所有队列车辆跟随A类型车轨迹，在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道；

到达目标车道后，根据主车道障碍物长度和队列行驶车辆车速需求执行不同的总队列子避障方案，当主车道限速满足队列行驶车辆车速需求而目标车道限速不满足队列行驶车辆车速需求时，执行总队列子避障方案一，即A类型车越过障碍物后，在第二设定距离L2处以第二设定速度返回主车道，后续所有队列行驶车辆跟随A类型车轨迹，在第二设定距离L2处返回主车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度超过队列总长度时，执行总队列子避障方案二，即A类型车继续在目标车道行驶，整个队列行驶切换到目标车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度不超过队列总长度时，执行总队列子避障方案三，即跟据A类型车环境监测范围内目标车道和主车道的车辆密度决定是否返回主车道，将A类型车头部至B类型车尾部的区域设置为队列区域，分别在A类型车前方主道路和目标车道上划分为三个与队列区域等长的区域，由近到远分别为一号区域、二号区域、三号区域，将每个区域内的车辆从1开始编号，分别称为编号1，编号2，直至编号N，其中N等于区域内车辆的数目；计算三个区域的车辆密度并分别乘相应的系数，得到主车道和目标车道的综合车辆密度，当主车道综合车辆密度低于目标车道时返回主车道，当目标车道综合车辆密度低于主车道时不返回主车道，综合车辆密度公式如下，

ρ_v＝f₁·ρ₁+f₂·ρ₂+f₃·ρ₃

式中，ρ_v是车道综合车辆密度，f是车辆密度系数，无量纲值，不同区域车辆密度系数不同，f₁＝1，f₂＝1.2，f₃＝0.9，ρ₁是一号区域内的车辆密度、ρ₂是二号区域内的车辆密度、ρ₃是三号区域内的车辆密度；车辆密度计算公式如下，

式中，ρ是区域内车辆密度，l_i为区域内第i号车的长度，L为队列区域长度，m_j为长度系数，无量纲值，由车辆长度决定；车辆长度不大于5米时，m_j＝1；车辆长度大于5米，不大于10米时，m_j＝0.9；车辆长度大于10米，不大于15米时，m_j＝0.85；车辆长度大于15米时，m_j＝0.8；

所述第一设定距离和第二设定距离包括：

第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下，

式中,v₁为第一设定速度，t₁为A类型车变道所用时间，φ₁为A类型车变道时的横摆角，v₀为主车道障碍物的速度，a为按照A类型车制动器制动力得到的最大制动减速度,δ为安全距离系数，无量纲值，受道路条件影响，当道路条件满足最大制动减速度a需求时，δ取最小值1；

第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下，

式中,v₂为第二设定速度，t₂为A类型车变道所用时间，φ₂为A类型车变道时的横摆角。

2.根据权利要求1所述的一种队列行驶车辆的避障***，其特征在于，所述将获取的车辆信息与环境信息以特定规则传递，包括：

B类型车和C类型车采集环境信息，并将自身车辆信息和采集到的环境信息传递给A类型车，A类型车综合收集到的车辆信息和环境信息确定队列行车状态和当前队列交通状态，A类型车检测到障碍物时进行避障条件判断和避障方案确定，在队列执行避障方案之前，A类型车提前向B类型车和C类型车发送避障操作信息；当有车辆从队列中脱离时，脱离车辆断开与队列车辆的联系，同时切换为D类型车，原队列跟据队列车辆的位置重新分类；当有D类型车加入队列时，可向队列的A类型车发送入队请求，请求通过后加入队列并根据所处队列位置切换车辆类型；当队列之间合并时，将处于最前方的队列视为主队列，其余队列视为分队列，分队列的A类型车向主队列的A类型车发送入队请求，请求通过后分队列加入主队列，合并后的车辆跟据所处队列位置切换车辆类型；

所述分队列避障方案，包括：

将队列区域划分为前、中、后三片等长区域，跟据车辆密度计算公式分别计算出主车道队列车辆密度和两侧车道前、中、后区域的车辆密度，跟据两侧车道每个区域的车辆密度不同标志不同的状态，区域车辆密度超过队列车辆密度时标志为拥挤状态，区域车辆密度小于队列车辆密度且大于队列车辆密度的三分之一时标志为正常状态，区域车辆密度小于队列车辆密度的三分之一时标志为畅通状态；

当区域状态为拥挤时，不可向相应区域的两侧车道变道；当区域状态为正常时，可以前后依次向该区域两侧车道变道；当区域状态为畅通时，可根据两侧车道移动障碍物的间距和位置分队列变道；跟据不同区域的状态组合，可以选择不同的分队列方式；

所述跟据不同区域的状态组合，可以选择不同的分队列方式，包括：

当三个区域中处于畅通状态的区域数量不小于2时，跟据旁车道障碍物间距和位置对当前队列拆分，划分完成后的各个分队列重新进行车辆分类，之后向两侧车道变道行驶，分散到两侧车道的队列跟据实时道路交通状况选择是否与前方队列合并；

除上述情况外，当三个区域中处于正常状态或畅通状态的区域不小于2且前区域不处于拥挤状态时，A类型车在距离第一设定距离50米时脱离当前队列，A类型车切换为D类型车并自主决定避障路线，原队列第一辆车切换为A类型车并继续行驶，当原队列的A类型车到达据第一设定距离50米时脱离原队列成为D类型车，并根据当前道路交通状况决定是否与前车形成队列，若形成队列则跟随前车并根据车辆分类模块进行车辆分类，若不形成队列则自主决定避障路线，后续原队列车辆按照以上方法进行避障；

当三个区域状态不符合前两种情况时，队列不可通过变道避障，应采取制动或减速措施使队列与主车道障碍物保持安全距离，待满足上述两种情况时再进行避障操作；

上述三种情况队列车辆成功避障后，在到达第二避障距离L2时返回主车道，并根据车辆配置和前后顺序组成新队列并由车辆分类模块进行车辆分类。