一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法技术

本发明专利技术公开了一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法，主要解决交叉口两车碰撞的问题。本发明专利技术的具体思路是，首先采集两车信息，根据两车到达交叉口的时间，预判交叉口两车是否冲突；其次建立层次分析结构确定冲突车辆的优先级；然后采用PID控制器控制两车到达冲突域的时间来消解冲突，并对PID控制器的参数进行优化；最后，建立博弈模型对冲突消解策略进行优化，使两车最短时间通过交叉口。本发明专利技术中采用比例积分微分PID控制器控制两车到达冲突域的时间来消解冲突，并对PID控制器的参数进行优化，提高了两车消解冲突的效率，减少了交叉口交通冲突的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法
本专利技术属于通信
，更进一步涉及一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法。本专利技术可用于无信号交叉口场景的两车冲突预判及消解，根据两车到达交叉口的时间，预判交叉口两车是否冲突，若发生冲突，建立层次分析结构确定冲突车辆的优先级，采用比例积分微分PID控制器消解冲突，并对比例积分微分PID控制器的参数进行优化，建立博弈模型对冲突消解策略进行优化，提高了车辆通过交叉口的安全性和高效性。
技术介绍
目前各城市通常采用交通信号控制和交通渠化的方式减少交通冲突，但是对于交叉口流量相对较小的交叉口，这些方式势必会造成资源上的浪费。随着智能交通系统的发展，智能车辆是当前研究的热点，智能车辆可以通过车与车之间的信息交互而获得全信息的驾驶环境，通过在车辆的控制系统中嵌入消解冲突的控制方法就能达到自动消解冲突的目的。北京航空航天大学拥有的专利技术“一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法”(授权公告号CN102368351A，申请号201110319331.8)公开了一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法。该方法首先通过采集车辆信息并进行预处理，然后根据所得的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法，其步骤包括如下：(1)采集两车信息：分别采集两车的速度、加速度以及两车分别与冲突域之间的距离信息；(2)利用车辆动力学方程，分别预测两车到达冲突域的时间；(3)判断两车到达冲突域的相隔时间是否大于时间阈值，若是，执行步骤(4)，否则，执行步骤(1)；(4)确定两车到达冲突域的优先级：(4a)将两车距无信号交叉口距离、车型、车流量、两车到达时间作为层次分析结构的因素层，将两车到达冲突域优先顺序的标准作为层次分析结构的决策层，建立层次分析结构；(4b)分别对因素层中的两车距无信号交叉口距离、车型、车流量、两车到达时间因素进行两两比较，将比较结果构成一个判断矩...

【技术特征摘要】
1.一种消解无信号交叉口两车交通冲突的方法，其步骤包括如下：(1)采集两车信息：分别采集两车的速度、加速度以及两车分别与冲突域之间的距离信息；(2)利用车辆动力学方程，分别预测两车到达冲突域的时间；(3)判断两车到达冲突域的相隔时间是否大于时间阈值，若是，执行步骤(4)，否则，执行步骤(1)；(4)确定两车到达冲突域的优先级：(4a)将两车距无信号交叉口距离、车型、车流量、两车到达时间作为层次分析结构的因素层，将两车到达冲突域优先顺序的标准作为层次分析结构的决策层，建立层次分析结构；(4b)分别对因素层中的两车距无信号交叉口距离、车型、车流量、两车到达时间因素进行两两比较，将比较结果构成一个判断矩阵；(4c)采用权重公式，计算因素层中各因素的权重；所述的权重公式如下：X×W＝α×W其中，X表示判断矩阵，W表示层次分析结构因素的权重，α表示由矩阵实验室MATLAB中的eig函数得到判断矩阵的最大特征值；(4d)将因素层中各因素的权重最大的因素作为两车到达冲突域优先级的标准，确定优先通行的车辆；(5)确定两车冲突消解策略：(5a)将比例积分微分PID控制器的比例项系数、积分项系数、微分项系数作为种群个体，随机产生一个初始种群；(5b)按照下式，计算两车与冲突域的绝对距离：f＝|L1-L2|其中，f表示两车与冲突域的绝对距离，L1、L2分别表示两车距冲突域的距离，|·|表示绝对值操作；(5c)将两车与冲突域的绝对距离作为适应度，初始种群个体按照适应度从大到小进行排序；(5d)采用二进制编码方案，八个二进制表示一个因子，三个因子组成一个码串，对比例积分微分PID控制器的比例项系数、积分项系数、微分项系数进行编码；(5e)按照下式，计算初始种群个体被选择的概率：其中，Pi表示初始种群个体xi被选择的概率，f(xi)表示初始种群个体xi的适应度，N表示初始种群的个体数，∑表示求和操作；(5f)将初始种群个体按照初始种群个体被选择的概率从大到小进行两两配对，并对配对的两个初始种群个体进行交叉操作，得到交叉后的种群个体；(5g)对交叉后的种群个体进行变异操作；(5h)判断初始种群个体的最大适应度变化是否小于适应度变化阈值，若是，执行步骤(5i)，否则，执行步骤(5a)；(5i)将适应度最大个体的比例项系数、积分项系数、微分项系数作为最优解输出；(5j)按照下式，计算时间间隔的期望值：e(t)＝T-ΔT其中，e(t)表示时间间隔的期望值，T表示时间阈值，ΔT表示两车到达冲突域的相隔时间；(5k)将选出的适应度最大个体的比例项系数、积分项系数、微分项系数作为比例积分微分PID控制器的参数，按照下式，计算时间间隔的控制量：u(t)＝Kp*e(t)+Ki∫e(t)dt+Kde'(t)其中，u(t)表示时间间隔的控制量，Kp表示比例积分微分PID控制器的比例项系数，e(t)表示时间间隔的期望值，Ki表示比例积分微分PID控制器的积分项系数，∫·dt表示积分操作，Kd表示比例...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，项红玉，魏康文，赵力强，任智源，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61