网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法及应用转让专利

申请号 : CN202210938527.3

文献号 : CN115294782B

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发明人 : 张卫华韦丝平冯忠祥王昌胜丁恒柏海舰汪春程泽阳刘嘉茗

申请人 : 合肥工业大学

摘要 :

本发明公开了一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法及应用,适用于进口道有右转专用道的信号交叉口,且道路上行驶的所有车辆均为网联自动驾驶车辆,该方法是根据当前信号周期内每个相位进入被管控出口道的非右转车流量、交叉口道路几何信息和车辆状态信息等条件,采用相应的算法确定车辆右转轨迹、右转行驶区域和出口道用作右转车道数量,计算车辆右转内前轮安全转角以完成右转行驶。本发明助于提高车辆右转行驶舒适性与安全性,降低车辆延误,为网联自动驾驶环境下信号交叉口交通组织优化提供方法支撑。

权利要求 :

1.一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法,所述网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆;所述信号交叉口设置有四相位的交通信号灯,用于控制四个方向上车道的车流量,四个方向上车道通过机非分隔线划分为机动车道和非机动车道,且四个方向上的机动车道通过中央分隔带划分为进口道和出口道;相邻方向之间机动车道的右转弯口外侧设置有右转警示区;假设网联车辆car在当前第j个进口道的停车线上,并按顺时针方向对其余进口道依次编号为j‑1、j‑2与j+1;令与所述当前第j个进口道相邻的出口道序号为i,并按顺时针方向对其余出口道依次编号为i‑1、i‑2与i+1;令所述当前第j个进口道上的右转车道数量为 且 在第T个信号周期的第λ信号相位中,第i+

1个出口道用于承载第j个进口道的右转车流量的车道数 且 其特征在于,所述转角控制方法包括以下步骤:

步骤1,以信号交叉口的中心点为原点O,以分隔第i+1个出口道与第j+1个进口道的中央分隔带的中心线为Xi+1轴,且所述第i+1个出口道的车辆行驶方向为Xi+1轴正方向,以分隔第i个出口道与第j个进口道的中央分隔带的中心线为Yi轴,且所述第i个出口道的车辆行驶方向为Yi轴正方向;从而建立交叉口的平面直角坐标系Xi+1OYi;

步骤2获取信号交叉口的道路几何信息与车辆状态信息;

所述信号交叉口的道路几何信息包括:所述当前第j个进口道上的停车线到Xi+1轴的距离disj、第j+1个进口道的停车线到Yi轴的距离lenj+1、当前第j个进口道上的左转、直行与右转的车道数量 与 当前第j个进口道上的任意一条左转、直行与右转的车道宽度当前第j个进口道上的中央分隔带宽度 当前第j个进口道的网联车辆右j

转进入第i+1个出口道的道路横坡h与路缘石半径 当前第j个进口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道的车道数量 当前第i+1个出口道的任意一条车道宽度 以及中央分隔带宽度 当前第j个进口道外侧的机非分隔线垂直于当前第j个进口道停车线的交点 当前第i+1个出口道外侧的机非分隔线垂直于第j+1进口道停车线的延长线的交点所述车辆状态信息包括:当前第j个进口道上到达停车线的网联车辆car的后轮间距中心点E的坐标 网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道的实际右转速度Vcar、网联车辆car在转弯处侧翻的最大临界横向力Fcar、网联车辆car的质量Mcar,网联车辆car的车辆轮间距d,网联车辆car的轴距L;

步骤3在所述平面直角坐标系Xi+1OYi下,计算当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹;

步骤3.1将网联车辆car的外后轮C和内后轮D连线的延长线记为LineC,D,将垂直于网联车辆car的内前轮B的轨迹方向的垂线与所述延长线LineC,D的交点作为网联车辆car的转弯圆心o,利用式(1)和式(2)分别计算网联车辆car以匀速圆周运动进行右转时的内后轮D的转弯半径rD与外前轮A的转弯半径rA,从而利用式(3)计算圆心o的坐标(xo,yo);

式(1)‑式(3)中,R表示网联车辆car的后轮间距中心点E到圆心o的距离,ψf为网联车辆car的内前轮B的转角,θ为网联车辆car的航向角,且取值为0°~90°;

步骤3.2利用式(4)‑式(6)计算网联车辆car在右转时内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹:

式(4)‑式(6)中,ψq为网联车辆car的外前轮A的转角;

步骤4记当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的右转警示区的外缘线为Linej,i+1,记所述外缘线Linej,i+1的转弯半径为Rj,i+1、所述外缘线Linej,i+1的圆心H的实际坐标为 利用式(7)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的转弯半径Rj,i+1,利用式(8)计算圆心坐标H的两个预估计坐标 若

则令 否则,令

从而利用式(9)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的轨

迹;

式(9)中, 为右转警示区的外缘线Linej,i+1上任意一点k的坐标;

步骤5获取在第T个信号周期的第λ信号相位中,除当前第j个进口道的右转车流量外,进入第i+1个出口道的车流量 并获取当前第i+1个出口道的任意一条车道的饱和流量步骤6通过式(10)计算在第T个信号周期的第λ信号相位中第i+1个出口道用于承载第j个进口道的右转流量的车道数 若 则表示满足网联车辆car的右转需求,并执行步骤7;否则,表示不满足网联车辆car的右转需求,并结束流程;

式(10)中, 为向上取整函数;

步骤7计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe;

步骤7.1在所述平面直角坐标系Xi+1OYi下,记当前第j个进口道分隔右转车道与其它转向车道的车道线的延长线为 记当前第j个进口道外侧机非分隔线的延长线为记当前第j个进口道停车线向Yi轴正方向平移距离L所得的直线为 在第T个信号周期的第λ信号相位中,记第i+1个出口道承载第j个进口道的右转流量的车道为 记第i+1个出口道承载其它进口道的车流量的车道为 记分隔车道 与车道的车道线的延长线为 记第i+1个出口道外侧机非分隔线的延长线为

记第j+1个进口道停车线的延长线向Xi+1轴正方向平移距离L所得的直线为记延长线 延长线 直线 与延长线 所围成的封闭面积为右转第

一行驶区域 记延长线 直线 延长线 与延长线 所围成的封闭

面积为右转第二行驶区域 延长线 延长线 与右转警示外缘线Linej,i+1所围成的封闭面积为右转行驶第三区域 记右转第一行驶区域 右转第二行驶区域 与右转行驶第三区域 之和为右转行驶区域Zj,网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道的过程中,内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹同时在右转行驶区域Zj内,联立式(4)‑式(6)与式(11)‑式(13)计算网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的转角ψf=[ψa,ψb],其中,ψa与ψb分别为网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的最小转角与最大转角,且0≤ψf≤ψmax,ψmax为车辆性能所能达到的内前轮B的最大转角;

式(11)‑式(13)中, 为右转第一行驶区域 内任意一点p的坐标,为右转第二行驶区域 内任意一点q的坐标, 为右转行驶第三区域 内任意一点u的坐标;

步骤7.2通过式(14)计算网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道时的安全临界速度 且 通过式(15)计算内前轮B的舒适转角ψf1=[ψc,ψd],其中,ψc与ψd分别为内前轮B的最小舒适转角与最大舒适转角,且0≤ψf1≤ψmax;

式(15)中,μ为网联车辆car的横向力系数,μ取值为0~0.2;

步骤7.3计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe,从而使得所述网联车辆car以安全转角ψsafe从当前第j个进口道右转进入第i+1个出口道;

若 且ψb<ψc,则令ψsafe=ψb;

若 且ψd<ψa,则令ψsafe=ψa;

若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψd],则令ψsafe=[ψa,ψd];

若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψc,ψd],则令ψsafe=[ψc,ψd];

若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψb],则令ψsafe=[ψa,ψb]。

2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述方法的步骤。

说明书 :

网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法及应用

技术领域

[0001] 本发明属于智能交通管控领域,具体是一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法。

背景技术

[0002] 信号交叉口车辆在右转过程中由于不同车型制动快慢、内轮差等原因导致产生视野盲区,并且由于交叉口存在非机动车和行人频繁过街导致机动车车速过慢。现有技术通常通过设置右转警示区等静态设施对信号交叉口进行管控,以期望减少交叉口机动车车辆与非机动车之间的冲突,但未充分考虑车辆转弯的安全性与舒适性,致使车辆在交叉口内转向行驶容易发生侧滑、倾覆及翻滚等交通事故。
[0003] 随着5G和车路协同技术的发展,车辆正不断网联化和自动化,未来道路上行驶的车辆将全部是网联自动驾驶车辆。网联自动驾驶车辆不但可以车辆之间进行相互通信,而且可以与道路上的智能交通设备进行互联以获取道路实时信息。自动驾驶技术和车联网技术被认为是缓解交通拥堵、提高通行效益的有效方法。如何利用自动驾驶技术和车联网技术的优势使车辆右转能够按照规划路径安全稳定行驶,提高交叉口的通行效率,保障车辆安全舒适转向至关重要。

发明内容

[0004] 本发明为克服现有技术存在的不足之处,提供一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法,以期能使车辆安全稳定的完成右转行驶,提高车辆右转行驶舒适性与安全性,从而能提高交叉口的通行效率,降低车辆的延误率,并保障交通安全。
[0005] 本发明为达到上述发明目的,采用如下技术方案:
[0006] 本发明一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法,所述网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆;所述信号交叉口设置有四相位的交通信号灯,用于控制四个方向上车道的车流量,四个方向上车道通过机非分隔线划分为机动车道和非机动车道,且四个方向上的机动车道通过中央分隔带划分为进口道和出口道;相邻方向之间机动车道的右转弯口外侧设置有右转警示区;假设网联车辆car在当前第j个进口道的停车线上,并按顺时针方向对其余进口道依次编号为j‑1、j‑2与j+1;令与所述当前第j个进口道相邻的出口道序号为i,并按顺时针方向对其余出口道依次编号为i‑1、i‑2与i+1;令所述当前第j个进口道上的右转车道数量为 且 在第T个信号周期的第λ信号相位中,第i+1个出口道用于承载第j个进口道的右转车流量的车道数 且 其特点在于,所述转角控制方法包括以下步骤:
[0007] 步骤1,以信号交叉口的中心点为原点O,以分隔第i+1个出口道与第j+1个进口道的中央分隔带的中心线为Xi+1轴,且所述第i+1个出口道的车辆行驶方向为Xi+1轴正方向,以分隔第i个出口道与第j个进口道的中央分隔带的中心线为Yi轴,且所述第i个出口道的车辆行驶方向为Yi轴正方向;从而建立交叉口的平面直角坐标系Xi+1OYi;
[0008] 步骤2获取信号交叉口的道路几何信息与车辆状态信息;
[0009] 所述信号交叉口的道路几何信息包括:所述当前第j个进口道上的停车线到Xi+1轴的距离disj、第j+1个进口道的停车线到Yi轴的距离lenj+1、当前第j个进口道上的左转、直行与右转的车道数量 与 当前第j个进口道上的任意一条左转、直行与右转的车道宽度 当前第j个进口道上的中央分隔带宽度 当前第j个进口道的网联车辆j
右转进入第i+1个出口道的道路横坡h 与路缘石半径 当前第j个进口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道的车道数量 当前第i+1个出口道的任意一条车道宽度 以及中央分隔带宽度 当前第
j个进口道外侧的机非分隔线垂直于当前第j个进口道停车线的交点 当前第
i+1个出口道外侧的机非分隔线垂直于第j+1进口道停车线的延长线的交点
[0010] 所述车辆状态信息包括:当前第j个进口道上到达停车线的网联车辆car的后轮间距中心点E的坐标 网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道的实际右转速度Vcar、网联车辆car在转弯处侧翻的最大临界横向力Fcar、网联车辆car的质量Mcar,网联车辆car的车辆轮间距d,网联车辆car的轴距L;
[0011] 步骤3在所述平面直角坐标系Xi+1OYi下,计算当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹;
[0012] 步骤3.1将网联车辆car的外后轮C和内后轮D连线的延长线记为LineC,D,将垂直于网联车辆car的内前轮B的轨迹方向的垂线与所述延长线LineC,D的交点作为网联车辆car的转弯圆心o,利用式(1)和式(2)分别计算网联车辆car以匀速圆周运动进行右转时的内后轮D的转弯半径与外前轮A的转弯半径rA,从而利用式(3)计算圆心o的坐标(xo,yo);
[0013]
[0014]
[0015]
[0016] 式(1)‑式(3)中,R表示网联车辆car的后轮间距中心点E到圆心o的距离,ψf为网联车辆car的内前轮B的转角,θ为网联车辆car的航向角,且取值为0°~90°;
[0017] 步骤3.2利用式(4)‑式(6)计算网联车辆car在右转时内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹:
[0018]
[0019]
[0020]
[0021] 式(4)‑式(6)中,ψq为网联车辆car的外前轮A的转角;
[0022] 步骤4记当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的右转警示区的外缘线为Linej,i+1,记所述外缘线Linej,i+1的转弯半径为Rj,i+1、所述外缘线Linej,i+1的圆心H的实际坐标为 利用式(7)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的转弯半径Rj,i+1,利用式(8)计算圆心坐标H的两个预估计坐标
若 则令 否则,令
从而利用式(9)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的轨
迹;
[0023]
[0024]
[0025]
[0026] 式(9)中, 为右转警示区的外缘线Linej,i+1上任意一点k的坐标;
[0027] 步骤5获取在第T个信号周期的第λ信号相位中,除当前第j个进口道的右转车流量外,进入第i+1个出口道的车流量 并获取当前第i+1个出口道的任意一条车道的饱和流量
[0028] 步骤6通过式(10)计算在第T个信号周期的第λ信号相位中第i+1个出口道用于承载第j个进口道的右转流量的车道数 若 则表示满足网联车辆car的右转需求,并执行步骤7;否则,表示不满足网联车辆car的右转需求,并结束流程;
[0029]
[0030] 式(10)中, 为向上取整函数;
[0031] 步骤7计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe;
[0032] 步骤7.1在所述平面直角坐标系Xi+1OYi下,记当前第j个进口道分隔右转车道与其它转向车道的车道线的延长线为 记当前第j个进口道外侧机非分隔线的延长线为记当前第j个进口道停车线向Yi轴正方向平移距离L所得的直线为 在第T个信号周期的第λ信号相位中,记第i+1个出口道承载第j个进口道的右转流量的车道为记第i+1个出口道承载其它进口道的车流量的车道为 记分隔车道
与车道 的车道线的延长线为 记第i+1个出口道外侧机非分隔线的延
长线为 记第j+1个进口道停车线的延长线向Xi+1轴正方向平移距离L所得的直线为[0033] 记延长线 延长线 直线 与延长线 所围成的封闭面积为右
转第一行驶区域 记延长线 直线 延长线 与延长线 所围成的
封闭面积为右转第二行驶区域 延长线 延长线 与右转警示外缘线Linej,i+1
所围成的封闭面积为右转行驶第三区域 记右转第一行驶区域 右转第二行驶区域与右转行驶第三区域 之和为右转行驶区域Zj,网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+
1个出口道的过程中,内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹同时在右转
行驶区域Zj内,联立式(4)‑式(6)与式(11)‑式(13)计算网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的转角ψf=[ψa,ψb],其中,ψa与ψb分别为网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的最小转角与最大转角,且0≤ψf≤ψmax,ψmax为车辆性能所能达到的内前轮B的最大转角;
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 式(11)‑式(13)中, 为右转第一行驶区域 内任意一点p的坐标,为右转第二行驶区域 内任意一点q的坐标, 为右转行驶第三区域
内任意一点u的坐标;
[0038] 步骤7.2通过式(14)计算网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道时的安全临界速度 且 通过式(15)计算内前轮B的舒适转角ψf1=[ψc,ψd],其中,ψc与ψd分别为内前轮B的最小舒适转角与最大舒适转角,且0≤ψf1≤ψmax;
[0039]
[0040]
[0041] 式(15)中,μ为网联车辆car的横向力系数,μ取值为0~0.2;
[0042] 步骤7.3计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe,从而使得所述网联车辆car以安全转角ψsafe从当前第j个进口道右转进入第i+1个出口道;
[0043] 若 且ψb<ψc,则令ψsafe=ψb;
[0044] 若 且ψd<ψa,则令ψsafe=ψa;
[0045] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψd],则令ψsafe=[ψa,ψd];
[0046] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψc,ψd],则令ψsafe=[ψc,ψd];
[0047] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψb],则令ψsafe=[ψa,ψb]。
[0048] 本发明一种电子设备,包括存储器以及处理器的特点在于,所述存储器用于存储支持处理器执行所述方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0049] 本发明一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特点在于,所述计算机程序被处理器运行时执行所述方法的步骤。
[0050] 与已有技术相比,本发明的有益技术效果体现在:
[0051] 1、本发明在网联环境下,利用车路协同技术,提供一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法,根据检测到的当前信号周期内每个相位进入被管控出口道的非右转流量、交叉口道路几何信息和车辆状态信息等条件,采用相应的算法确定车辆右转轨迹、右转行驶区域和出口道用作右转车道数量,计算车辆右转安全内前轮转角,进而对车辆底层执行系统(如转向系统、制动系统和驱动系统等)进行反馈与控制操作,使车辆能够按照规划路径安全稳定行驶,从而提高了交叉口的通行效率,保障了交通安全。
[0052] 2、本发明在计算第j个进口道车辆右转内前轮转角时,将车辆横向力系数、右转警示区与第i+1个出口道中承载第j个进口道右转车流量的车道数作为约束条件,减少了车辆右转发生侧滑、倾覆和非机动车产生冲突等事故,避免了对第j‑1个进口道直行车辆与第j‑2个进口道左转车辆造成阻碍,从而提高了车辆右转行驶舒适性与安全性。
[0053] 3、本发明利用网联自动驾驶车辆信息实时共享的优越性,获取实时的车辆状态信息和交叉口道路几何信息,实时动态分配被管控的出口道,从而节约了道路资源。

附图说明

[0054] 图1为本发明的场景示意图;
[0055] 图2为本发明的总体流程图;
[0056] 图3为本发明的网联车辆右转运动示意图。

具体实施方式

[0057] 本实施例中,一种网联环境下信号交叉口车辆右转的安全转角控制方法,如图1所示,网联环境为道路上所有车辆均是网联自动驾驶车辆;信号交叉口设置有四相位的交通信号灯,用于控制四个方向上车道的车流量,四个方向上车道通过机非分隔线划分为机动车道和非机动车道,且四个方向上的机动车道通过中央分隔带划分为进口道和出口道;相邻方向之间机动车道的右转弯口外侧设置有右转警示区;假设网联车辆car在当前第j个进口道的停车线上,并按顺时针方向对其余进口道依次编号为j‑1、j‑2与j+1;令与当前第j个进口道相邻的出口道序号为i,并按顺时针方向对其余出口道依次编号为i‑1、i‑2与i+1;令当前第j个进口道上的右转车道数量为 且 在第T个信号周期的第λ信号相位中,第i+1个出口道用于承载第j个进口道的右转车流量的车道数 且
[0058] 如图2所示,该安全转角控制方法是按照以下步骤进行的:
[0059] 步骤1以信号交叉口的中心点为原点O,以分隔第i+1个出口道与第j+1个进口道的中央分隔带的中心线为Xi+1轴,且第i+1个出口道的车辆行驶方向为Xi+1轴正方向,以分隔第i个出口道与第j个进口道的中央分隔带的中心线为Yi轴,且第i个出口道的车辆行驶方向为Yi轴正方向;从而建立交叉口的平面直角坐标系Xi+1OYi;
[0060] 步骤2通过道路上安装的智能交通设施、车路协同技术和无线通讯手段获取信号交叉口的道路几何信息与车辆状态信息;
[0061] 信号交叉口的道路几何信息包括:当前第j个进口道上的停车线到Xi+1轴的距离disj、第j+1个进口道的停车线到Yi轴的距离lenj+1、当前第j个进口道上的左转、直行与右转的车道数量 与 当前第j个进口道上的任意一条左转、直行与右转的车道宽度当前第j个进口道上的中央分隔带宽度 当前第j个进口道的网联车辆右转j
进入第i+1个出口道的道路横坡h 与路缘石半径 当前第j个进口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道外侧的非机动车道宽度 当前第i+1个出口道的车道数量当前第i+1个出口道的任意一条车道宽度 以及中央分隔带宽度 当前第j个
进口道外侧的机非分隔线垂直于当前第j个进口道停车线的交点 当前第i+1
个出口道外侧的机非分隔线垂直于第j+1进口道停车线的延长线的交点
[0062] 车辆状态信息包括:当前第j个进口道上到达停车线的网联车辆car的后轮间距中心点E的坐标 网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道的实际右转速度Vcar、网联车辆car在转弯处侧翻的最大临界横向力Fcar、网联车辆car的质量Mcar,网联车辆car的车辆轮间距d,网联车辆car的轴距L;
[0063] 步骤3如图3所示,在平面直角坐标系Xi+1OYi下,计算当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹;
[0064] 步骤3.1将网联车辆car的外后轮C和内后轮D连线的延长线记为LineC,D,将垂直于网联车辆car的内前轮B的轨迹方向的垂线与延长线LineC,D的交点作为网联车辆car的转弯圆心o,利用式(1)和式(2)分别计算网联车辆car以匀速圆周运动进行右转时的内后轮D的转弯半径与外前轮A的转弯半径rA,从而利用式(3)计算圆心o的坐标(xo,yo);
[0065]
[0066]
[0067]
[0068] 式(1)‑式(3)中,R表示网联车辆car的后轮间距中心点E到圆心o的距离,d为网联车辆car的车辆轮间距,L为网联车辆car的轴距,ψf为网联车辆car的内前轮B的转角,θ为网联车辆car的航向角,且取值为0°~90°;
[0069] 步骤3.2利用式(4)‑式(6)计算网联车辆car在右转时内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹:
[0070]
[0071]
[0072]
[0073] 式(4)‑式(6)中,ψq为网联车辆car的外前轮A的转角;
[0074] 步骤4记当前第j个进口道的网联车辆car右转进入第i+1个出口道的右转警示区的外缘线为Linej,i+1,记外缘线Linej,i+1的转弯半径为Rj,i+1、外缘线Linej,i+1的圆心H的实际坐标为 利用式(7)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的转弯半径Rj,i+1,利用式(8)计算圆心坐标H的两个预估计坐标 若则令 否则,令
从而利用式(9)计算右转警示区的外缘线Linej,i+1的轨
迹;
[0075]
[0076]
[0077]
[0078] 式(9)中, 为右转警示区的外缘线Linej,i+1上任意一点k的坐标;
[0079] 步骤5通过道路上安装的智能交通设施、车路协同技术和无线通讯手段获取在第T个信号周期的第λ信号相位中,除当前第j个进口道的右转车流量外,进入第i+1个出口道的车流量 并获取当前第i+1个出口道的任意一条车道的饱和流量
[0080] 步骤6通过式(10)计算在第T个信号周期的第λ信号相位中第i+1个出口道用于承载第j个进口道的右转流量的车道数 若 则表示满足网联车辆car的右转需求,并执行步骤7;否则,表示不满足网联车辆car的右转需求,并结束流程;
[0081]
[0082] 式(10)中, 为向上取整函数;
[0083] 步骤7计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe;
[0084] 步骤7.1在平面直角坐标系Xi+1OYi下,记当前第j个进口道分隔右转车道与其它转向车道的车道线的延长线为 记当前第j个进口道外侧机非分隔线的延长线为记当前第j个进口道停车线向Yi轴正方向平移距离L所得的直线为 在第T个信号周期的第λ信号相位中,记第i+1个出口道承载第j个进口道的右转流量的车道为 记第i+1个出口道承载其它进口道的车流量的车道为 记分隔车道 与车道
的车道线的延长线为 记第i+1个出口道外侧机非分隔线的延长线为
记第j+1个进口道停车线的延长线向Xi+1轴正方向平移距离L所得的直线为
[0085] 记延长线 延长线 直线 与延长线 所围成的封闭面积为右转第一行驶区域 记延长线 直线 延长线 与延长线 所围成的
封闭面积为右转第二行驶区域 延长线 延长线 与右转警示外缘线Linej,i+1
所围成的封闭面积为右转行驶第三区域 记右转第一行驶区域 右转第二行驶区域与右转行驶第三区域 之和为右转行驶区域Zj,网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+
1个出口道的过程中,内后轮 的轨迹与外前轮 的轨迹同时在右转
行驶区域Zj内,联立式(4)‑式(6)与式(11)‑式(13)计算网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的转角ψf=[ψa,ψb],其中,ψa与ψb分别为网联车辆car在右转行驶区域Zj中内前轮B的最小转角与最大转角,且0≤ψf≤ψmax,ψmax为车辆性能所能达到的内前轮B的最大转角;
[0086]
[0087]
[0088]
[0089] 式(11)‑式(13)中, 为右转第一行驶区域 内任意一点p的坐标,为右转第二行驶区域 内任意一点q的坐标, 为右转行驶第三区域
内任意一点u的坐标;
[0090] 步骤7.2通过式(14)计算网联车辆car从第j个进口道右转进入第i+1个出口道时的安全临界速度 且 通过式(15)计算内前轮B的舒适转角ψf1=[ψc,ψd],其中,ψc与ψd分别为内前轮B的最小舒适转角与最大舒适转角,且0≤ψf1≤ψmax;
[0091]
[0092]
[0093] 式(15)中,μ为网联车辆car的横向力系数,μ≤0.1时车辆稳定性较好,车内人员无法感知车辆转弯;μ=0.15时车辆稳定性较好,车内人员能够感知转弯;μ=0.20时车辆稳定性较差,车内人员明确感知转弯;μ=0.35时车辆稳定性差,车内人员产生不适感;μ≥0.4时车辆稳定性极差,并有翻车危险;μ取值确定为0~0.2;
[0094] 步骤7.3计算网联车辆car的内前轮B的安全转角ψsafe,从而使得网联车辆car以安全转角ψsafe从当前第j个进口道右转进入第i+1个出口道;
[0095] 若 且ψb<ψc,则令ψsafe=ψb;
[0096] 若 且ψd<ψa,则令ψsafe=ψa;
[0097] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψd],则令ψsafe=[ψa,ψd];
[0098] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψc,ψd],则令ψsafe=[ψc,ψd];
[0099] 若[ψa,ψb]∩[ψc,ψd]=[ψa,ψb],则令ψsafe=[ψa,ψb]。
[0100] 本实施例中,一种电子设备,包括存储器以及处理器,该存储器用于存储支持处理器执行安全转角控制方法的程序,该处理器被配置为用于执行该存储器中存储的程序。
[0101] 本实施例中,一种计算机可读存储介质,是在计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行安全转角控制方法的步骤。