[发明专利]一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法

说明书

本发明属于智能交通技术领域，公开了一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法。该方法针对纯网联自动驾驶环境，基于车联网系统获取车辆信息，以每一“事件”为控制间隔，逐步控制各自动车在整体车流中的空间位置演变过程，直到所有车辆达到目标排列要求；记录各车辆在位置演变过程中的具体坐标，基于车辆自身的动力学模型计算每一控制间隔的具体时长，及各车辆在每一控制间隔内的运行轨迹；最后融合各控制间隔内的车辆轨迹形成完整的自动车群运行轨迹。本发明通过对上游路段处的不同转向自动车进行控制，可以使自动车群达到有序排列状态，从而最大化利用交叉口车道资源，提高交叉口通行能力。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，尤其涉及一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法。

背景技术

自动驾驶技术近十年来受到政府、企业、科研等各方面的空前关注。自动驾驶车辆不仅在试验场中进行测试，而且越来越多地在开放道路上进行测试，自动驾驶公交甚至已经出现了常规化运营。车联网技术的发展使得自动驾驶的大规模落地应用成为可能。具备车联网功能的自动车被称为网联自动车，网联自动车不仅可以实时采集并传送周围交通信息，还可接收交通指令执行驾驶任务(或称为受控驾驶)。

网联自动车可受控驾驶的特点使得很多以往无法或者较难实现的交通流控制目标成为可能。网联自动车的有序排列能极大提升交叉口的通行能力和通行效率。但是不同转向混杂行驶的网联自动车流在交叉口前有限空间范围内，要实现实时优化排列仍面临巨大挑战，目前急需一套高效可行又易于应用的控制算法来完成网联自动车流的实时控制。

发明内容

本发明目的在于提供一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法,以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法的具体技术方案如下：

一种交叉口处控制网联自动车群排列的空间分布演化方法，包括如下步骤：

S1:在纯网联自动驾驶环境下，基于车联网系统获取从上游交叉口驶入路段的车辆信息，包括车辆的位置和转向信息，以每一“事件”为控制间隔，逐步控制各自动车在整体车流中的空间位置演变过程，直到所有车辆达到目标排列要求，所述“事件”包括车辆运行过程中的加速前进和换道行为；

S2:记录各车辆在位置演变过程中的具体坐标，基于车辆自身的动力学模型计算每一控制间隔的具体时长，及各车辆在每一控制间隔内的运行轨迹；

S3:融合各控制间隔内的车辆轨迹形成完整的自动车群运行轨迹,确保各车辆轨迹无时空交叉。

进一步地，所述S1包括前方无阻碍车辆的识别、前方无阻碍车辆的分离、阻碍车辆的让行和同一转向车辆的各车道均匀分布。

进一步地，所述前方无阻碍车辆的识别包括如下步骤：

A1：当前车辆为左转车辆时，其所在车道前方无直行和右转车辆，则该左转车标记为前方无阻碍车辆；

A2：当前车辆为直行车辆时，其所在车道前方无右转车辆，则该直行车标记为前方无阻碍车辆。

进一步地，所述前方无阻碍车辆的分离包括如下步骤：

B1：控制器查找当前前方无阻碍车数量最多的车道，标记为车道κ，若多个车道的前方无阻碍车数量并列最多，则选取其中的最右侧车道作为车道κ；

B2：车道κ的当前前方无阻碍车辆加速直行，直到超越其他转向车辆D₀距离，且与前一行车辆车头间距达到给定距离D₀；

B3：非车道κ上的前方无阻碍车辆加速直行，直到与车道κ上的前方无阻碍车辆从前到后依次对齐，恢复车速为V₀。

进一步地，所述阻碍车辆的让行包括如下步骤：