【技术实现步骤摘要】
自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法
本专利技术涉及交通管理中的信号控制领域，以车路协同和自动驾驶为背景，自动确定普通十字交叉口的车辆通行控制方案，属于智能交通领域，具体是一种车路协同和自动驾驶环境下普通双向单车道十字交叉口智能通行控制方法，简称自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法。
技术介绍
车路协同和自动驾驶是交通发展不可避免的两大趋势，该趋势下车辆和道路以及车辆与车辆之间能进行信息的共享，车辆的驾驶主要依赖于车辆控制中心的命令，属于交通的高阶智能化状态。当前，在交通的高阶智能化状态成熟前，十字交叉口的车辆通行控制以信号控制方案为主，该模式和交通的高阶智能化状态并不相容。针对交通的高阶智能化状态，部分研究者提出基于车辆的实时信息对信号控制方案进行优化，或在路口处实行“先到先行”原则，提出的方案或者并未充分发挥交通高阶智能化状态的优势，或者没有兼顾系统的最优化需求。为给交通高阶智能化状态下的交叉口控制提供更优的通行控制策略，需要以普通双向单车道十字交叉口为例，提出兼顾系统需求和系统优势的交叉口智能通行控制方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种车路协同和自动驾驶环境下普通双向单车道十字交叉口智能通行控制方法，本专利技术以车路协同和自动驾驶为技术背景，以普通双向单车道十字交叉口通行控制为研究对象，考虑系统内车辆的总滞留时间，提出了一种兼顾系统需求和系统优势的普通双向单车道十字交叉口通行控制策略，给交通高阶智能化状态下的交叉口控制提供...
【技术保护点】
1.自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法，其特征在于：包括：/n(1)定义基本参数，所述基本参数包括车长、车宽、车速v
【技术特征摘要】
1.自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法，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、对向车辆是否可加速以同时通过交叉口中心点的车头时距t3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)将双向单车道通行道路的运行方向分别记为a方向、b方向、c方向和d方向，其中a方向和b方向为相对方向，c方向和d方向为相对方向，记a方向第x辆车车头端部预计到达交叉口中心的时间为tax，记b方向第w辆车车头端部预计到达交叉口中心的时间为tbw，记c方向第y辆车车头端部预计到达交叉口中心的时间为tcy，记d方向第z辆车车头端部预计到达交叉口中心的时间为tdz；
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)当任意两个邻向车辆的车头端部预计到达交叉口中心的时间之差的绝对值小于t2时，则认为两邻向上的车辆产生冲突；按照上述判断方法找出距离交叉口最近一组产生冲突的车辆，将最近一组产生冲突的车辆记为车辆ax和车辆cy；
(3.2)确定冲突情况，所述冲突情况有三种可能情况，分别为：两路冲突、三路冲突和四路冲突，其中两路冲突包括方向a中车辆ax与方向c中车辆cy产生冲突，三路冲突包括方向a中车辆ax与方向c中车辆cy产生冲突以及方向a中车辆ax与方向d中车辆dz产生冲突，四路冲突包括方向a中车辆ax与方向c中车辆cy产生冲突、方向a中车辆ax与方向d中车辆dz产生冲突以及方向b中车辆bw与方向c中车辆cy产生冲突；
(3.3)若冲突情况为两路冲突，则：
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；
若冲突情况为三路冲突，则：
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；
若选择的备选方案为车辆cy先行，则需再次判断车辆cy的对向车辆dz是否可以加速以同时通过交叉口中心点，若可以，车辆cy和车辆dz均先行，若不可以，则系统中冲突转变为车辆ax与车辆dz的两路冲突，继续消除车辆ax与车辆dz的两路冲突；
若冲突情况为四路冲突，则：
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；
判断备选方案中先行车辆的对向车辆是否可以加速以同时通过交叉口中心点，若可以，备选方案中的先行车辆与其对向车辆均先行，若不可以，则系统中冲突转变为该对向车辆与其一个邻向的车辆以及该对向车辆与其另一个邻向的车辆的三路冲突，继续消除三路冲突；
(3.4)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；
(3.5)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；
(36)继续搜索车辆行驶状态变化后系统中第一组产生冲突的车辆，循环步骤(3.1)至步骤(3.6)直至没有冲突的车辆。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法，其特征在于：所述的确定区宽度b的计算公式为：确定区宽度＝单车道宽度×2+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
3.根据权利要求2所述的自动驾驶环境下普通十字交叉口智能通行控制方法，其特征在于：所述的步骤(3.3)具体包括：
(3.3.1.1)若冲突情况为两路冲突，则：
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；
(3.3.1.2)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’<t1，则c方向上第y辆车车速的变化对后续车辆产生影响，c方向上第(y+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的车辆对应的滞留时间，c方向上每辆需要改变车速的车辆对应的滞留时间之和即为系统总滞留时间；
(3.3.1.3)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’<t1，则a方向上第x辆车车速的变化对后续车辆产生影响，a方向上第(x+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...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵顗，吴宇轩，杨世纪，王超然，吴仇颀，范兴松，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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