一种智能车交叉口左转相位信号优化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能车交叉口左转相位信号优化方法，包括以下步骤：步骤1、获取目标车辆的换道微观信息；步骤2、计算目标车辆的换道紧迫系数；步骤3、基于目标车辆换道紧迫系数，计算目标车辆换道间隙；步骤4、获取车道实时数据；步骤5、根据步骤3计算得到的车辆换道间隙决策是否立即换道左转；步骤6、目标车辆换道左转后，计算当前直行车道停车线前车辆清空时间，即停车线前最后一辆车通过交叉口的时间，步骤7、计算对向直行车道停车线前车辆清空时间；步骤8、计算直行相位绿灯盈余时间；步骤9、根据步骤8计算的直行相位绿灯盈余时间优化左转相位配时方案。本发明专利技术提升交叉口信号配时效率，为道路交叉口安全和效率提供保障。

【技术实现步骤摘要】
一种智能车交叉口左转相位信号优化方法及装置
本专利技术涉及智能交通控制
，特别是一种智能车交叉口左转相位信号优化方法及装置。
技术介绍
随着车路协同技术的飞速发展，常规汽车已逐渐配备智能设备，路侧设备将与智能网联汽车实时信息交互，自适应的交通控制将得以实施。在“交通强国”战略背景下，物联网公司和车企合作，不断更新迭代，车辆通过车载终端与路侧端进行实时通信并进行方案协调，高效提高道路交叉口安全性和通行效率。智能车横向换道时，充分考虑到安全因素，对换道间隙要求较高，在直行车道等待换道左转车道时，由于左转车道流量大无法汇入，造成直行车道锁死排队，乃至直行相位和左转相位交通信号利用率低。已有研究中，中国专利申请CN201911230736.7通过构建通行权划分、信控方案、车辆轨迹模型，建立了用于智能网联环境下优化交叉口信号控制的算法。同样的，中国专利申请CN202010294012.5通过构建深度强化学习智能体，以交叉口车辆位置和速度为状态，以延误、排队长度为奖励，在仿真中自学习以提升交叉口信号灯控制效果；中国专利CN201710136307.8通过智能驾驶系统接收和提取事件信息，根据事件总体影响因子及当前道路环境，计算对当前车道车辆行驶路径的影响系数，辅助换道决策任务。总体来说，现有研究偏向于针对智能车换道或交通信号的宏观控制，忽略了智能车换道行为对交通信号控制效率的影响，鲜有对智能车换道与信号控制协调的微观研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种智能车交叉口左转相位信号优化方法及装置，以车辆换道微观数据、车辆排队数据和交叉口信号配时方案为基础信息，以历史车道平均延误和实时延误为依据，确定目标车辆当前换道紧迫系数，为驾驶员或智能车的强制换道左转提供决策依据，智能车换道左转后，在确保直行车道排队车辆清空的基础上，优化交叉口左转相位信号配时，为道路交通安全和效率提供保障。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：根据本专利技术提出的一种智能车交叉口左转相位信号优化方法，包括以下步骤：步骤1、获取目标车辆的换道微观信息；步骤2、计算目标车辆的换道紧迫系数k，其中，D1是目标车辆当前车道历史平均延误，其中di表示当前车道第i个历史延误数据，N表示选取历史延误数据的数量，D2表示目标车辆等待换道造成的当前车道第一辆跟随车的排队延误，v表示车辆通过交叉口的平均速度，aace是排队车辆的加速度，l表示车辆启动损失时间，W表示排队车辆排队的时间，W＝tend-tstart，tstart是第一辆跟随车到达拥堵点时刻；tend是当前直行车道排队拥堵消散时刻；步骤3、基于目标车辆换道紧迫系数，计算目标车辆换道间隙和最小换道间隙，目标车道内前导车辆和跟随车辆的距离Lg＝L+S0+Lveh，其中Lveh表示车辆长度，S0是静止车距，L是目标车辆换道间隙，最小换道间隙Lmin＝max(2S0,L0)，其中L0是跟随车辆的减速距离，其中v、amax分别为跟随车辆的速度、最大减速度；步骤4、获取车道实时数据，包括目标车辆换道前直行车道停车线前车辆的位置数据，实时信号配时数据；步骤5、根据步骤3计算得到的车辆换道间隙和最小换道间隙决策是否立即换道左转，当L≥Lmin时，目标车辆换道左转，目标车辆换道左转后执行步骤6-9；其中L、Lmin分别是步骤3计算得出的目标车辆换道间隙和最小换道间隙；步骤6、目标车辆换道左转后，计算当前直行车道停车线前车辆清空时间，即停车线前最后一辆车通过交叉口的时间GW，其中，xwl表示停车线前最后一辆排队车与交叉口停车线的距离；步骤7、计算对向直行车道停车线前车辆清空时间GE，其中，xel表示对向车道停车线前最后一辆车与交叉口停车线的距离；步骤8、计算直行相位绿灯盈余时间，相位绿灯盈余时间G＝Gs…Gc，Gs表示目标车辆换道前直行相位绿灯时长，Gc是直行相位停车线前车辆清空总时间，Gc＝Max(GW,GE,Gp)，其中Gp表示行人通过该直行相位对应人行道所需时间；步骤9、优化左转相位配时方案：当G＞0，将直行相位的绿灯盈余时间G转移到左转相位，直行相位绿灯时间变为Gs…G，左转相位绿灯时间变为Gl+G，其中Gl表示左转相位原有绿灯时间。作为本专利技术所述的一种智能车交叉口左转相位信号优化方法进一步优化方案，步骤1中所述换道微观信息包括目标车辆的速度、位置数据、目标车道内前导车辆的速度、位置数据和目标车道内跟随车辆的速度、位置数据、目标车辆当前车道的历史平均延误数据。基于上述的一种智能车交叉口左转相位信号优化方法的装置，包括：智能车状态感知模块，包括对本车的自感知单元、对目标车道内跟随车辆和前导车辆的感知单元、对当前直行相位停车线前排队车辆的感知单元、对信号控制机的感知和控制单元，分别用于获取目标车辆的速度、位置数据、目标车道内前导车辆和跟随车辆的速度、位置数据和当前直行相位停车线前排队车辆的数据、获取并控制实时信号配时方案；数据存储模块，包括历史数据单元和实时数据单元，分别用于存储历史和实时车道数据；换道紧迫系数计算和车辆换道间隙模块，包括目标车辆的换道紧迫系数和车辆换道间隙计算单元，用于采用权利要求1中步骤2、3的方法分别计算目标车辆换道紧迫系数和车辆换道间隙；交叉口左转相位信号优化计算模块，用于计算直行相位清空时间和绿灯盈余时间。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)本专利技术基于既有车辆信息数据库和实时感知系统，以目标车辆、目标车道内前导车辆、跟随车辆和排队车辆为对象，以速度和位置信息为基础，计算目标车辆当前换道紧迫系数，为驾驶员或智能车的强制换道左转提供决策依据，智能车换道左转后，在确保直行车道排队车辆清空的基础上，确定优化交叉口左转相位信号的配时方案；(2)本专利技术提供的方法综合考虑智能车换道与信号控制相互作用，交叉口左转相位信号优化方案更加科学、适应，进而更好的辅助驾驶员或智能车决策，提升交叉口信号配时效率，为道路交叉口安全和效率提供保障。附图说明图1是本专利技术实施例的方法流程图。图2是本专利技术实施例的智能车换道紧迫系数计算示意图。图3是本专利技术实施例示例中交通状况的示意图。图4是本专利技术实施例的车辆清空时间计算示意图。图5是本专利技术实施例的装置结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术实施例公开的一种智能车交叉口左转相位信号优化方法，包括如下步骤：步骤1、获取目标车辆换道微观信息、当前车道实时和历史延误数据，所述换道微观信息包括目标车辆、目标车道内前导车辆和跟随车辆的速度、位置数据。目标车辆为智能车；具体的，换道微观数据可以通过智能车的环境感知系统自动获取，可以通过智能网联或车-路协同控制系统获取，也可以通过物联网、云数据平台获取。车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能车交叉口左转相位信号优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、获取目标车辆的换道微观信息；/n步骤2、计算目标车辆的换道紧迫系数k，

【技术特征摘要】
1.一种智能车交叉口左转相位信号优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、获取目标车辆的换道微观信息；
步骤2、计算目标车辆的换道紧迫系数k，其中，D1是目标车辆当前车道历史平均延误，其中di表示当前车道第i个历史延误数据，N表示选取历史延误数据的数量，D2表示目标车辆等待换道造成的当前车道第一辆跟随车的排队延误，v表示车辆通过交叉口的平均速度，aace是排队车辆的加速度，l表示车辆启动损失时间，W表示排队车辆排队的时间，W＝tend-tstart，tstart是第一辆跟随车到达拥堵点时刻；tend是当前直行车道排队拥堵消散时刻；
步骤3、基于目标车辆换道紧迫系数，计算目标车辆换道间隙和最小换道间隙，目标车道内前导车辆和跟随车辆的距离Lg＝L+S0+Lveh，其中Lveh表示车辆长度，S0是静止车距，L是目标车辆换道间隙，最小换道间隙Lmin＝max(2S0,L0)，其中L0是跟随车辆的减速距离，其中v、amax分别为跟随车辆的速度、最大减速度；
步骤4、获取车道实时数据，包括目标车辆换道前直行车道停车线前车辆的位置数据，实时信号配时数据；
步骤5、根据步骤3计算得到的车辆换道间隙和最小换道间隙决策是否立即换道左转，当L≥Lmin时，目标车辆换道左转，目标车辆换道左转后执行步骤6-9；其中L、Lmin分别是步骤3计算得出的目标车辆换道间隙和最小换道间隙；
步骤6、目标车辆换道左转后，计算当前直行车道停车线前车辆清空时间，即停车线前最后一辆车通过交叉口的时间GW，其中，xwl表示停车线前最后一辆排队车与交叉口停车线的距离；
步骤7、计算对向直行车道停车线前车辆清空时间GE，其中，xel表示对向车道停车线前最...

【专利技术属性】
技术研发人员：董长印，王昊，王雷震，刘晓瀚，巴贝尔，卢云雪，李昌泽，阮天承，刘雍翡，陈全，彭显玥，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32