[发明专利]基于车路协同的时间闭塞交叉口车速引导系统及方法

摘要

本发明公开一种基于车路协同的时间闭塞交叉口车速引导系统及方法，该车速引导系统包括路侧单元和车载单元，其中，路侧单元包括路侧信息采集模块、路侧定位模块和路侧信息通讯模块，车载单元包括车载信息采集模块、车载定位模块、车载信息通讯模块、数据处理模块和信息显示模块。基于车路协同的时间闭塞交叉口车速引导方法使用该车速引导系统，将路侧信息采集模块和车载信息采集模块采集的信息输入车速引导模型中，计算出可供参考的建议速度，通过信息显示模块辅助驾驶员在当前绿灯相位顺利通过交叉口。

主权项

1.一种基于车路协同的时间闭塞交叉口车速引导系统，其特征在于，所述车速引导系统包括路侧单元和车载单元，其中路侧单元，包括路侧信息采集模块、路侧定位模块和路侧信息通讯模块，其中路侧信息采集模块，用于采集所述路侧单元所在交叉口当前的信号灯配时信息；路侧定位模块，用于采集所述路侧单元所在交叉口信号灯GPS位置信息；路侧信息通讯模块，用于将所述信号灯配时信息和所述信号灯GPS位置信息传输给所述车载单元；车载单元，包括车载信息采集模块、车载定位模块、车载信息通讯模块、数据处理模块和信息显示模块，其中车载信息采集模块，用于采集驶入交叉口车辆的速度和加速度信息；车载定位模块，用于采集驶入交叉口车辆的GPS位置信息；车载信息通讯模块，用于接收所述路侧信息通讯模块传输的信息；数据处理模块，用于将所述车载信息采集模块和车载信息通讯模块中的数据信息进行处理，基于时间闭塞约束方法得到建议速度；信息显示模块，用于将经过所述数据处理模块处理的信息进行显示；其中，所述基于时间闭塞约束方法得到建议速度包括如下步骤：第一步：计算第j辆车距离交叉口停车线的距离Lj其中，xL为所述信号灯GPS位置信息中的横坐标，yL为所述信号灯GPS位置信息中的纵坐标，xV为驶入交叉口第j辆车GPS位置信息中的横坐标，yV为驶入交叉口第j辆车GPS位置信息中的纵坐标；第二步：从当前绿灯相位时刻T0起，以安全车头时距ts为间隔将当前绿灯相位持续时间Tg进行划分，形成n个闭塞时间段，每个闭塞时间段存在1辆车或不存在车，第i个时间段结束时刻Ti为:Ti＝T0‑i*ts形成的闭塞时间段[T0,T1]、[T1,T2]、…、[Ti‑1,Ti]、…、[Tn‑1,Tn]作为车辆通过交叉口的备选时段，其中，i、j、n为自然数，0≤i≤n，0≤Ti≤T0；第三步：判断时刻T0距离交叉口最近的第1辆车是否处于停车状态：若是，则T0＝Tg‑ts‑tq，tq为停驶车辆的启动损失时间，否则，T0＝Tg‑ts；第四步：对于第1辆车来说，闭塞时间段[T0,T1]为其通过交叉口的备选时段，判断该备选时段内车辆能否以不超过限速Vmax的速度通过交叉口，满足条件则以建议速度通过交叉口，否则选择停车或以下一闭塞时间段作为新的备选时段；对于后续第j辆车，选择闭塞时间段[Ti，Ti‑ts]作为通过交叉口的备选时段，引导车辆通过交叉口，其中，Ti为第j‑1辆车通过交叉口所占用的闭塞时段结束时刻；第五步：判断Ti时刻是否仍然是绿灯相位，若是，则进行下一步判断；否则，为了防止其闯红灯发生危险，引导其在停车线前停车；第六步：判断第j辆车按原有速度行驶是否早于Ti时刻通过交叉口停车线，即若是，则为了防止其与前车发生碰撞，需进行减速引导，确保其在[Ti，Ti‑ts]时段通过交叉口停车线，引导速度为：式中，V0j为驶入交叉口第j辆车的速度，a为驶入交叉口第j辆车的加速度，ti为第j辆车按照分配闭塞时段通过交叉口停车线的时间，且ti＝T0‑Ti；否则，为了提高车辆通过效率，需进行加速引导，确保其在Ti时刻通过交叉口停车线，引导速度为：第七步：判断车速引导模型所得建议速度是否低于道路最高限速Vmax：若是，则驶入交叉口第j辆车按照建议速度Vj行驶可在分配闭塞时间段[Ti，Ti‑ts]通过交叉口停车线，并将该建议速度通过显示模块提供给驾驶员；否则，分配给第j辆车下一个闭塞时间段[Ti‑ts，Ti‑2ts]通过交叉口停车线，返回第五步，继续判断。