一种绿波车速引导方法及系统转让专利
申请号 : CN201811001802.9
文献号 : CN110874939B
文献日 : 2021-06-18
发明人 : 杨波 , 黄少堂 , 张莹 , 蔡之骏 , 冯其高 , 李晓平
申请人 : 广州汽车集团股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种绿波车速引导方法,其特征在于,包括下述步骤:自车接收设定范围区域内的其他车辆按照设定的频率发出的车辆数据信号以及所述设定范围区域内的第一交叉路口和第二交叉路口的交通灯发出的交通灯信号;所述车辆数据信号包含有车辆ID、车辆位置、当前车速、以及车辆数据信号的发出时间,所述交通灯信号包含有交通灯位置信息、禁止灯持续时间以及通行灯持续时间信息;禁止灯为所述交通灯指示禁止车辆通行的状态,通行灯为所述交通灯指示允许车辆通行的状态;
根据第一交叉路口的交通灯位置信息以及第二交叉路口的交通灯位置信息,计算得到第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离;
当自车所接收的车辆数据信号中包含有前行车辆发出的车辆数据信号时,根据第二交叉路口的通行灯持续时间、同一车道的两辆车辆之间的安全距离、前行车辆的车速,判断自车与前行车辆中最后一辆车辆能否在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间内通过第二交叉路口,若能,则根据第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离、同一车道的两辆车辆之间的安全距离、前行车辆中最后一辆车辆的车速以及前行车辆中最后一辆车辆与自车在通过第一交叉路口的时间差,计算自车的行驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以所述行驶车速行驶至第二交叉路口时,位于自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态;其中,所述前行车辆为在自车前面通过第一交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆;
其中,干道直行方向上,第一交叉路口的禁止灯持续时间与第二交叉路口的禁止灯持续时间相同,以及第一交叉路口的通行灯持续时间与第二交叉路口的通行灯持续时间相同,且第一交叉路口和第二交叉路口车辆通行的顺序相同,且第二交叉路口的禁止灯开始点亮时刻与第一交叉路口的禁止灯开始点亮时刻错开 。
2.根据权利要求1所述的绿波车速引导方法,其特征在于,当自车所接收的车辆数据信号中不包含有前行车辆的车辆数据信号时,或者判断自车与前行车辆中最后一辆车辆不能在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间内通过第二交叉路口时,自车根据第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离,以及第一交叉路口和第二交叉路口的禁止灯持续时间和通行灯持续时间以及自车通过第一交叉路口的时间,计算所述行驶车速。
3.根据权利要求1所述的绿波车速引导方法,其特征在于,当自车所接收的车辆数据信号中不包含有前行车辆发出的车辆数据信号时,根据下述公式计算自车的行驶车速V;
其中,L12为第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离,T1为第一交叉路口和第二交叉路口在干道直行方向上的通行灯持续时间,T2为第一交叉路口与第二交叉路口在干道直行方向上的禁止灯持续时间,△T为第二交叉路口的禁止灯比第一交叉路口的禁止灯晚点亮的时间,t1为自车通过第一交叉路口时与第一交叉路口的干道直行方向上通行灯开始亮起时的时间差。
4.根据权利要求3所述的绿波车速引导方法,其特征在于,当自车与前行车辆中最后一辆车辆不能在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间内通过第二交叉路口时,根据下述公式计算自车的行驶车速V;
其中,t′1为自车通过第一交叉路口时与第一交叉路口干道直行方向上禁止灯刚亮起时之间的时间差。
5.根据权利要求1所述的绿波车速引导方法,其特征在于,当自车所接收的车辆数据信号中包含有前行车辆发出的车辆数据信号时,且自车与前行车辆中最后一辆车辆能在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间内通过第二交叉路口时,通过下述公式计算自车的行驶车速V:
其中,L12为第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离,V0为前行车辆中最后一辆车辆的车速,B为同一车道的两辆车辆之间的安全距离,t0为自车与前行车辆中最后一辆车辆通过第一交叉路口的时间差。
6.根据权利要求1所述的绿波车速引导方法,其特征在于,前行车辆通过V2X控制器发出车辆数据信号,交通灯通过V2X控制器发出交通灯信号,前行车辆上的V2X控制器以及交通灯上的V2X控制器均每隔时间T发出信号,时间T不超过100ms。
7.根据权利要求1所述的绿波车速引导方法,其特征在于,还包括下述步骤:自车接收其他车辆发出的车辆数据信号,并根据其他车辆的车辆位置,判断对应的车辆是否为前行车辆。
8.一种绿波车速引导系统,其特征在于,包括设置在车辆上的第一控制器和设置在交叉路口的交通灯上的第二控制器;
所述第二控制器,用于对外发出其所在交通灯的交通灯信号;
所述第一控制器,用于按照设定的频率循环对外发出自车的车辆数据信号,以及接收设定范围区域内的其他车辆的第一控制器发出的车辆数据信号和设定范围区域内的所述第二控制器发出的交通灯信号,并且根据第一交叉路口的交通灯位置信息以及第二交叉路口的交通灯位置信息,计算得到第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离;当自车所接收的车辆数据信号中包含有前行车辆发出的车辆数据信号时,根据第二交叉路口的通行灯持续时间、同一车道的两辆车辆之间的安全距离、前行车辆的车速,判断自车与前行车辆中最后一辆车辆能否在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间内通过第二交叉路口,若能,则根据第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离、同一车道的两辆车辆之间的安全距离、前行车辆中最后一辆车辆的车速以及前行车辆中最后一辆车辆与自车在通过第一交叉路口的时间差,计算自车的行驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以所述行驶车速行驶至第二交叉路口时,位于自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态;
其中,所述车辆数据信号包含有车辆ID、车辆位置、当前车速、以及车辆数据信号的发出时间,所述交通灯信号包含有交通灯位置信息、禁止灯持续时间以及通行灯持续时间信息;所述前行车辆为在自车前面通过第一交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆,禁止灯为所述交通灯指示禁止车辆通行的状态,通行灯为所述交通灯指示允许车辆通行的状态;
其中,干道直行方向上,第一交叉路口的禁止灯持续时间与第二交叉路口的禁止灯持续时间相同,以及第一交叉路口的通行灯持续时间与第二交叉路口的通行灯持续时间相同,且第一交叉路口和第二交叉路口车辆通行的顺序相同,且第二交叉路口的禁止灯开始点亮时刻与第一交叉路口的禁止灯开始点亮时刻错开 。
说明书 :
一种绿波车速引导方法及系统
技术领域
背景技术
影响了驾乘人员的出行效率,而且增加了对环境的污染。因此,如何提高城市内的通行效率
成为了城市交通参与者们关注的焦点。绿波是应用较多的城市干道协调控制方式,即在特
定路段驾驶员按照引导车速驾驶可以畅通无阻地通过各个交叉口,信号灯对于到达此交叉
口的驾驶员能够一直呈现绿色,增加了车辆通行的连续性,减少了交通拥堵。
车速Vmin~Vmax行驶,则可以不经过红灯通过该路段,其中Vmin=tanα2,Vmax=tanα1。但
传统的绿波车速引导方法仍存在以下三个问题。其一,当车辆在t0时刻经过I0路口且保持
车速为Vmax,将在I1和I2 路口遇到红灯,当车辆在t0时刻经过I0路口且保持车速为Vmin,
同样会在I1 和I2路口遇到红灯。其二,绿波区间不能始终保持满负荷车流量,浪费了通行
效率。其三,从中间路口进入的车辆势必影响后面的通行车辆。
发明内容
路口的通行效率。
辆数据信号包含有车辆ID、车辆位置、当前车速、以及车辆数据信号的发出时间,所述交通
灯信号包含有交通灯位置信息、禁止灯持续时间以及通行灯持续时间信息;禁止灯为所述
交通灯指示禁止车辆通行的状态,通行灯为所述交通灯指示允许车辆通行的状态;
驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以所述行驶车速行驶至第二交叉路口时,位于
自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态;其中,所述前行车辆为在自车前面
通过第一交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆。
驶车速,包括下述步骤:
断自车与前行车辆中最后一辆车辆能否在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间
内通过第二交叉路口,若能,则根据第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离、同一车道的
两辆车辆之间的安全距离、前行车辆中最后一辆车辆的车速以及前行车辆中最后一辆车辆
与自车在通过第一交叉路口的时间差,计算自车的行驶车速。
的时间内通过第二交叉路口时,
行驶车速。
与第二交叉路口的禁止灯持续时间相同,以及第一交叉路口的通行灯持续时间与第二交叉
路口的通行灯持续时间相同,且第一交叉路口和第二交叉路口车辆通行的顺序相同,且第
二交叉路口的禁止灯开始点亮时刻与第一交叉路口的禁止灯开始点亮时刻错开。
直行方向上的禁止灯持续时间,△T为第二交叉路口的禁止灯比第一交叉路口的禁止灯晚
点亮的时间,t1为自车通过第一交叉路口时与第一交叉路口的干道直行方向上通行灯开始
亮起时的时间差。
内通过第二交叉路口时,通过下述公式计算自车的行驶车速V:
辆通过第一交叉路口的时间差。
间T不超过100ms。
所述第二控制器发出的交通灯信号,并且根据自车的车辆数据信号、前行车辆的车辆数据
信号、设定的同一车道的两辆车辆之间的安全距离,以及第一交叉路口和第二交叉路口的
交通灯信号,计算得到行驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以所述行驶车速行驶
至第二交叉路口时,位于自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态;
间信息;所述前行车辆为在自车前面通过第一交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆,禁
止灯为所述交通灯指示禁止车辆通行的状态,通行灯为所述交通灯指示允许车辆通行的状
态。
离,以及第一交叉路口和第二交叉路口的交通灯信号,计算得到行驶车速,使得自车在通过
第一交叉路口之后以行驶车速行驶至第二交叉路口时,位于自车前方的第二交叉路口的交
通灯处于允许通行状态。本发明可以使得自车根据计算得到的行驶车速通过将要通过的交
叉路口时,不需要停车等待,提高了车辆通过交叉路口的通行效率,节省了通行的时间。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
据信号包含有车辆ID、车辆位置、当前车速、以及车辆数据信号的发出时间,交通灯信号包
含有交通灯位置信息、禁止灯持续时间以及通行灯持续时间信息;禁止灯为交通灯指示禁
止车辆通行的状态,通行灯为交通灯指示允许车辆通行的状态;
驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以行驶车速行驶至第二交叉路口时,位于自车
前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态;其中,前行车辆为在自车前面通过第一
交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆。
包括下述步骤:
断自车与前行车辆中最后一辆车辆能否在第二交叉路口的同一周期内通行灯亮起的时间
内通过第二交叉路口,若能,则根据第一交叉路口与第二交叉路口之间的距离、同一车道的
两辆车辆之间的安全距离、前行车辆中最后一辆车辆的车速以及前行车辆中最后一辆车辆
与自车在通过第一交叉路口的时间差,计算自车的行驶车速。前行车辆中最后一辆车辆与
自车在通过第一交叉路口的时间差可以根据前行车辆的车辆数据信号的发出时间、车辆位
置以及自车的车辆位置来计算。
通过第二交叉路口时,
车速。
与第二交叉路口的禁止灯持续时间相同,以及第一交叉路口的通行灯持续时间与第二交叉
路口的通行灯持续时间相同,且第一交叉路口和第二交叉路口车辆通行的顺序相同,且第
二交叉路口的禁止灯开始点亮时刻与第一交叉路口的禁止灯开始点亮时刻错开。
辆可以沿着状态S1所示的3个箭头方向通行;第二个状态为S2,干道上的车辆可以沿着S2所
示的3个箭头方向通行,即该方向交通信号点切换至绿灯状态,其他方向的交通信号点切换
至红灯状态;第三个状态为S3,支路上的车辆可以沿着S3所示的箭头方向通行;第四个状态
为S4,支路上的车辆可以沿着S4所示的箭头方向通行。
作为禁止灯。
行灯持续时间,T2为第一交叉路口与第二交叉路口在干道直行方向上的禁止灯持续时间,
△T为第二交叉路口的禁止灯比第一交叉路口的禁止灯晚点亮的时间,可参考图4;t1为自
车通过第一交叉路口时与第一交叉路口的干道直行方向上通行灯开始亮起时的时间差。
二交叉路口时,通过下述公式计算自车的行驶车速V:
辆通过第一交叉路口的时间差。
得到 自车的行驶车速V=V2,其中,V1为干道直行
方向上通过I1交叉路口并向I2交叉路口行驶的第一辆车辆的行驶车速, B为同一车道上两
车之间的安全距离,t2为干道直行方向上通过I1交叉路口并向I2交叉路口行驶的第一辆车
辆与第二辆车辆在通过I1交叉路口时的时间差。
驶的倒数第二辆车辆的行驶车速,tm为干道直行方向上通过I1交叉路口并向I2交叉路口行
驶的最后两辆车辆在通过I1交叉路口的时间差。
行驶车速 得到 其中,
tm+1为支路上通过I1交叉路口并向I2交叉路口行驶的第一辆车辆,与干道直行方向上通过
I1交叉路口并向I2交叉路口行驶的最后一辆车辆在通过I1交叉路口的时间差。
应的行驶车速,tn为第n辆车辆与第n‑1辆车辆通过I1交叉路口的时间差。
路口的车辆。例如,第n辆车辆为I2交叉路口的第k个周期内的通行灯持续时间内最后一辆
通过的车辆,那么第n+1辆车辆为I2交叉路口的第k+1个周期内的通行灯持续时间内第一辆
通过的车辆。在第n辆车辆之后的车辆需要减速通过I2交叉路口,第n+1辆车辆也即是需要
减速的第1辆车辆。
的时间差。
t′m+1为这里的干道直行方向上,第
一个通过I1交叉路口并向I2交叉路口行驶的车辆,与支路上最后一辆减速的车辆在通过I1
交叉路口的时间差。
口的红灯持续时间为60s,绿灯持续时间为30s。I1交叉路口与I1交叉路口的红绿灯的相位
差为10s,也即是干道上行方向上,I2交叉路口的红灯比I1交叉路口的红灯晚10s点亮,安全
距离B为20m,I0交叉路口与I1交叉路口之间的绿波速度为15m/s,并且在一个红绿灯循环周
期内,同一车道上可以有21辆车通过I0交叉路口。假设其他5辆车辆在I1交叉路口驶离主干
道,自车在I1交叉路口的干道上行方向为绿灯时通过I1交叉路口并向I2 交叉路口行驶,且
每相邻两辆车通过I1交叉路口的时间差为2秒。
过100ms。
制器发出的交通灯信号,并且根据自车的车辆数据信号、前行车辆的车辆数据信号、设定的
同一车道的两辆车辆之间的安全距离,以及第一交叉路口和第二交叉路口的交通灯信号,
计算得到行驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以行驶车速行驶至第二交叉路口
时,位于自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态。
行车辆为在自车前面通过第一交叉路口并向第二交叉路口行驶的车辆,禁止灯为交通灯指
示禁止车辆通行的状态,通行灯为交通灯指示允许车辆通行的状态。
二交叉路口的交通灯信号,计算得到行驶车速,使得自车在通过第一交叉路口之后以行驶
车速行驶至第二交叉路口时,位于自车前方的第二交叉路口的交通灯处于允许通行状态。
本发明可以使得自车根据计算得到的行驶车速通过将要通过的交叉路口时,不需要停车等
待,提高了车辆通过交叉路口的通行效率,节省了通行的时间。
不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的
保护范围。