【技术实现步骤摘要】
一种无红绿灯的车辆交叉口协调方法
本专利技术属于非信控交叉口协调控制领域，具体涉及一种无红绿灯的车辆交叉口协调方法。
技术介绍
道路交叉口是交通事故的高发地、是城市路网中的瓶颈区域。根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)的统计表示，一年内发生的五百多万起的交通事故中，约40％与交叉口有关。同时，交通效率与交通安全密切相关，交叉口频繁事故的发生造成了众多的交通拥堵现象。目前红绿灯和停车标志是在交叉口使用的主要交通控制装置，虽然其在一定程度上改善了交通情况，但它仍然存在效率低下的缺点，是交通拥堵的和事故的根源。近年来自动驾驶、5G通信、边缘计算等技术蓬勃发展，在智联网环境下，信号灯或许将不再是路口管理的最优选项。半自动汽车已经在市场上崭露头角，考虑到传感器技术的进步和通信技术的采用，全自动汽车有望在不久的将来得到广泛采用。利用V2V通信，协同自适应巡航控制(CACC)系统可以通过驾驶车辆间距很近的车队来提高道路的通行能力，这种概念扩展之后可以提供一种新的交叉口控制模式，在这种情况下，来自不同引道的冲突车辆可以在不使...
【技术保护点】
1.一种无红绿灯的车辆交叉口协调方法，其特征在于，步骤如下：/n第一步：建立交叉口协调单元(ICU)和智能网联汽车(CAV)的协调通信机制/n建立以交叉口协调单元和数据中心构成的交叉口协调管理器，并使用短程通信标准中定义的标准通信协议使得所有通过交叉口的智能网联汽车都可由交叉口配备的ICU通过双向通信进行操作；/n第二步：ICU对智能网联汽车进行输入管理/n2.1所有的智能网联汽车通过其独立的驾驶系统接近交叉口，当车辆进入距交叉口设定距离时，ICU接受车辆信息并仅控制车辆沿车道的纵向移动，并且调控其加速度使其速度限制在接近交叉口的规定速度范围内；/n2.2当智能网联汽车进入...
【技术特征摘要】
1.一种无红绿灯的车辆交叉口协调方法，其特征在于，步骤如下：
第一步：建立交叉口协调单元(ICU)和智能网联汽车(CAV)的协调通信机制
建立以交叉口协调单元和数据中心构成的交叉口协调管理器，并使用短程通信标准中定义的标准通信协议使得所有通过交叉口的智能网联汽车都可由交叉口配备的ICU通过双向通信进行操作；
第二步：ICU对智能网联汽车进行输入管理
2.1所有的智能网联汽车通过其独立的驾驶系统接近交叉口，当车辆进入距交叉口设定距离时，ICU接受车辆信息并仅控制车辆沿车道的纵向移动，并且调控其加速度使其速度限制在接近交叉口的规定速度范围内；
2.2当智能网联汽车进入到交叉口的最小安全距离a时，ICU根据所有接近交叉口车辆的信息计算出其行车轨迹，得出众多的交叉碰撞点，在限定的约束条件以及最小化性能成本指标的基础上控制其车辆的输入，使得每对冲突车辆在不同时接近其交叉碰撞点(CCP)的条件下快速通过交叉口，其约束条件以及成本函数在3.4和3.5中展示；
2.3一旦车辆通过交叉口，其控制权就转移到其独立的驱动系统上，之后ICU开始协调一组新的车辆以同样的方式通过交叉口；
第三步：ICU对智能网联汽车输入管理的策略；
3.1车辆进入交叉口最小安全距离a之前
设交叉口一次协调车辆的总数为N＝6M，每条车道各取车辆数M；A-F车道上第N辆车距离(与交叉口的距离)定义向量类似的，v∈RN和u∈RN定义为A-F车辆上同一组车辆的速度和加速度；则描述车辆i纵向运动的离散状态方程为：
为了避免每条车道上的追尾碰撞，本发明限制了两辆连续车辆之间的最小间距：
xi+1-xi≥Lmin(2)
式中，Lmin是车辆长度和最小允许间隙的总和；
3.2车辆在经过交叉口时的风险函数
当一对冲突车辆在交叉口区域由潜在的碰撞危险即路径相交时，本发明将其点命名为交叉碰撞点；基于交叉碰撞点的概念，提出以风险指标Dij(t)来定量表示车辆i、j是否在t时刻对其交叉碰撞点构成潜在的威胁：
式中，ai和aj是正常数，与交叉碰撞点区域有关，或者说与冲突车辆的长度相关；bij和bji分别是CCP到车道li和lj末端的距离；风险指标Dij(t)≈1时，则可能发生碰撞风险，反之则可以忽略碰撞风险；引入一个二元变量λij来说明车辆i、j是否存在CCP，即它们的路径是否相交，若存在则值为1，反之为0；使用风险指标(3)定义了风险函数定量地表示在时间t时刻任意一对车辆i和j是否在CCP处构成碰...
【专利技术属性】
技术研发人员：史彦军，梁东林，吕玲玲，韩俏梅，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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