自动驾驶环境下单向通行道路相交路口通行控制方法转让专利
申请号 : CN201911305902.5
文献号 : CN111047865B
文献日 : 2020-11-24
发明人 : 赵顗 , 王超然 , 吴仇颀 , 吴宇轩 , 杨世纪 , 范兴松
申请人 : 南京林业大学
摘要 :
权利要求 :
1.自动驾驶环境下单向通行道路相交路口通行控制方法,其特征在于:包括:(1)定义基本参数,所述基本参数包括车长、车宽、车速vmax、加速度a、同向最小车头时距t1、异向最小车头时距t2和道路宽度;
(2)以交叉口中心为确定区中心,建立一个b×b的确定区,其中b为确定区宽度;
(3)将两条单向通行道路的运行方向分别记为a方向和c方向,系统中a方向车辆数为m,c方向车辆数为n;记a方向第x辆车预计到达交叉口中心的时间为tax,记c方向第y辆车预计到达交叉口中心的时间为tcy;
当任一方向有车辆触碰确定区边界时,触发优化程序;
所述优化程序包括以下步骤:
(3.1)当|tax-tcy|
(3.2)确定消除车辆ax和车辆cy冲突的两种备选方案,两种备选方案包括:车辆ax先行和车辆cy先行;
比较两种备选方案的系统总滞留时间,选择其中系统总滞留时间最小的备选方案,该备选方案为消除该车辆ax和车辆cy冲突的最优解;
(3.3)提取最优解中每个车辆对应的滞留时间D,计算出每个车辆对应的减速行驶时间和加速行驶时间;
(3.4)根据计算出的每个车辆对应的加速行驶时间和减速行驶时间生成对应车辆指令,根据车辆指令控制滞留车辆行驶;
(3.5)继续搜索车辆行驶状态变化后系统中a方向和c方向上第一组产生冲突的车辆,循环步骤(3.1)至步骤(3.5)直至没有冲突的车辆;
所述的确定区宽度b的计算公式为:确定区宽度=道路宽度+车辆紧急制动至停止所行驶路程×2,其中车辆紧急制动至停止所行驶路程为
2.根据权利要求1所述的自动驾驶环境下单向通行道路相交路口通行控制方法,其特征在于:所述的步骤(3.2)具体包括:(3.2.1)确定消除车辆ax和车辆cy冲突的两种备选方案,两种备选方案包括:车辆ax先行和车辆cy先行;
(3.2.2)针对车辆ax先行的备选方案,系统总滞留时间为c方向上车辆总滞留时间,则:记优化后的c方向上第y辆车到达交叉口中心的时间为tcy’,则tcy’=tax+t2,此时产生滞留时间Dcy=tcy’-tcy;
若tc(y+1)-tcy’≥t1,则c方向上第y辆车车速的变化没有对后续车辆产生影响,后续车辆不再产生滞留时间;
若tc(y+1)-tcy’
1)辆车的车速需进行变化,记变化后的c方向上第(y+1)辆车到达交叉口中心的时间为tc(y+1)’,则tc(y+1)’=tcy’+t1;此时产生滞留时间Dc(y+1)=tc(y+1)’-tc(y+1);
同理,递推出c方向上其它需要改变车速的车辆,并计算出每辆需要改变车速车辆对应的滞留时间,每辆需要改变车速车辆对应的滞留时间之和即为系统总滞留时间;
(3.2.3)针对车辆cy先行的备选方案,系统总滞留时间为a方向上车辆总滞留时间,则:记优化后的a方向上第x辆车到达交叉口中心的时间为tax’,则tax’=tcy+t2,此时产生滞留时间Dax=tax’-tax;
若ta(x+1)-tax’≥t1,则a方向上第x辆车车速的变化没有对后续车辆产生影响,后续车辆不再产生滞留时间;
若ta(x+1)-tax’
1)辆车的车速需进行变化,记变化后的a方向上第(x+1)辆车到达交叉口中心的时间为ta(x+1)’,则ta(x+1)’=tax’+t1;此时产生滞留时间Da(x+1)=ta(x+1)’-ta(x+1);
同理,递推出a方向上其它需要改变车速的车辆,并计算出每辆需要改变车速车辆对应的滞留时间,每辆需要改变车速车辆对应的滞留时间之和即为系统总滞留时间;
(3.2.4)比较两种备选方案的系统总滞留时间,选择其中系统总滞留时间最小的备选方案,该备选方案为消除该车辆ax和车辆cy冲突的最优解。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶环境下单向通行道路相交路口通行控制方法,其特征在于:所述的步骤(3.3)具体包括:(3.3.1)对于需要改变车速的车辆,若其滞留时间 时,则该车辆需减速经过交叉口中心点后再加速至vmax;则该车辆的t减速、t停车和t加速分别为: t停车=0s,其中vx表示车辆的时刻速度:t减速表示车辆以恒定加速度a减速行驶时间,t停车表示车辆停车时间,t加速表示车辆以恒定加速度a加速行驶时间;
对于需要改变车速的车辆,若其滞留时间 时,则该车辆需减速,并在交叉口前停车等待通行,之后加速至vmax;则该车辆的t减速、t停车和t加速分别为:(3.3.2)按照步骤(3.3.1)的方法确定每个需要改变车速的车辆对应的减速行驶时间t减速和加速行驶时间t加速。
说明书 :
自动驾驶环境下单向通行道路相交路口通行控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
时间,t停车表示车辆停车时间,t加速表示车辆以恒定加速度a加速行驶时间;
附图说明
具体实施方式
速行驶时间,t减速表示车辆以恒定减速度a=8m/s变速行驶时间时间,t停车表示车辆停车时间,S1表示车辆在原预计距交叉口中心点车头时距内因执行减速指令而造成的路程延误,S2表示为便于求解S1=S3而增加的辅助面积,S3表示车辆在滞留时间内所弥补的车辆因执行减速指令而造成的路程延误。
3.5m;车辆生成时速度均为vmax=40km/h,车辆做变速运动时加速度a恒为8m/s2。其中同向最小车头时距表示同一车道上行驶的车辆队列中,两连续车辆车头端部通过某一断面的最小时间间隔。异向最小车头时距表示邻向车道上行驶的车辆队列中,两连续车辆车头端部通过某一断面的最小时间间隔。