一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法及设备，属于智能交通安全技术领域，用于解决现有的冲突识别与消解方法中，冲突识别误差较大，冲突消解效果较差，增加了无信号控制交叉口发生车辆碰撞事故的风险的技术问题。方法包括：根据被测交叉口的交叉口饱和度，确定交通控制目标；将被测交叉口内的若干股车流划分为关键放行车流、潜在冲突车流以及非冲突车流；关键放行车流与非冲突车流放行结束后，确定符合交通控制目标的潜在冲突车流进行放行，计算存在冲突的两股车流中每两辆相交车辆的安全裕度及外轮廓顶点坐标，对存在冲突的两股车流中的每两辆相交车辆进行冲突识别，确定冲突车辆以及冲突点坐标，并对冲突车辆进行冲突消解。车辆进行冲突消解。车辆进行冲突消解。

【技术实现步骤摘要】
一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法及设备


[0001]本申请涉及智能交通安全
，尤其涉及一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法及设备。

技术介绍

[0002]交叉口作为车流汇集、转向和疏散的枢纽节点，是道路交通冲突的集中之处，也是城市道路交通设计与组织管理的重点。交叉口通常分为两种情况，一种是有信号灯，一种是无信号灯。在无信号灯控制的交叉口，往往会因为缺少引导而发生车流冲突或碰撞，严重威胁交叉口的通行安全。
[0003]现有的车路协同环境下的车流冲突及碰撞研究方法中，多将车辆视为质点或圆模型，而质点模型或圆模型均未考虑车辆尺寸大小，进行车辆冲突识别时误差较大，从而增加了车辆碰撞的风险。并且在无信号控制交叉口若发生车流冲突，受限于传统无信号控制交叉口的固定通行方式，无法根据实际车流情况作出合理的车速调整以进行冲突消解，进而无法保证行车安全性，且通行效率较差。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的冲突识别与消解方法中，冲突识别误差较大，冲突消解效果较差，增加了无信号控制交叉口发生车辆碰撞事故的风险。
[0005]本申请实施例采用下述技术方案：
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，方法包括：根据被测交叉口控制区域的交叉口饱和度以及预设阈值，确定被测交叉口的交通控制目标；其中，所述交通控制目标包括第一控制目标以及第二控制目标；根据所述交通控制目标，将所述被测交叉口控制区域内的若干股车流划分为关键放行车流、潜在冲突车流以及非冲突车流；在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，确定符合所述交通控制目标的潜在冲突车流进行放行，若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则计算存在冲突的两股车流中每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标；其中，所述相交车辆为：车辆行驶方向延长线相交且车距小于预设车距的两辆车；根据所述每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标，对存在冲突的两股潜在冲突车流中的每两辆相交车辆进行冲突识别，以确定冲突车辆以及冲突点坐标；根据所述交通控制目标以及所述冲突点坐标，对所述冲突车辆进行冲突消解。
[0007]在一种可行的实施方式中，所述根据被测交叉口控制区域的交叉口饱和度以及预设阈值，确定被测交叉口的交通控制目标，具体包括：根据所述被测交叉口控制区域中的当前车辆数量以及交叉口最大允许通过量，确定所述被测交叉口的交叉口饱和度；若所述交叉口饱和度小于等于所述预设阈值，则将所述被测交叉口的交通控制目标设为所述第一控制目标：使所述被测交叉口内的通行时间总延误值最小；若所述交叉口饱和度大于所述预
设阈值，则将所述被测交叉口的交通控制目标设为所述第二控制目标：控制所述被测交叉口单位时间内的车辆通行量最大。
[0008]在一种可行的实施方式中，根据所述交通控制目标，将所述被测交叉口控制区域内的若干股车流划分为关键放行车流、潜在冲突车流以及非冲突车流，具体包括：在所述交通控制目标为所述第一控制目标的情况下，将通行时间延误值最大的一股或多股车流确定为关键车流，将其余车流确定为待定车流；若存在多股关键车流，且多股关键车流之间存在冲突风险，则将单位时间内车辆通行量最大的关键车流划分为关键放行车流，并将其余关键车流划分为潜在冲突车流；在所述交通控制目标为所述第二控制目标的情况下，将单位时间内车辆通行量最大的一股或多股车流确定为关键车流，将其余车流确定为待定车流；若存在多股关键车流，且多股关键车流之间存在冲突风险，则将通行时间延误值最大的关键车流划分为关键放行车流，并将其余关键车流划分为潜在冲突车流；无论所述交通控制目标为第一控制目标还是第二控制目标，若仅存在一股关键车流，则将所述关键车流划分为关键放行车流；若存在多股关键车流且多股关键车流之间不存在冲突风险，则将所述多股关键车流均划分为关键放行车流；若所述待定车流与所述关键放行车流之间不存在冲突风险，则将所述待定车流划分为非冲突车流；若所述待定车流与任一所述关键放行车流之间存在冲突风险，则将所述待定车流划分为潜在冲突车流。
[0009]在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：在所述交通控制目标为所述第一控制目标的情况下，根据确定m股车流中，通行时间延误值的最大值P
max
；其中，l
kf
为第k股车流中的车辆通过交叉口行驶的距离；v
kf
为第k股车流中的车辆接近交叉口时的初始速度；t
kf
为第k股车流中的车辆在交叉口内的实际行程时间；在所述交通控制目标为所述第二控制目标的情况下，根据确定m股车流中，单位时间内车辆通行量的最大值Q
max
；其中，N
k
为第k股车流中的车辆数。
[0010]在一种可行的实施方式中，在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，确定符合所述交通控制目标的潜在冲突车流进行放行，若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则计算存在冲突的两股车流中每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标，具体包括：将所述关键放行车流与所述非冲突车流进行优先放行；在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，若所述交通控制目标为第一控制目标，则在所述潜在冲突车流中，确定通行时间延误值最大的若干股车流并放行；若所述交通控制目标为第二控制目标，则在所述潜在冲突车流中，确定单位时间内车辆通行量最大的若干股车流并放行；若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则基于存在冲突的两股潜在冲突车流的不同行驶方向，计算每两辆相交车辆的安全裕度；其中，所述安全裕度包括横向安全裕度以及纵向安全裕度；基于车路协同技术，获取所述相交车辆的后轴中心位置坐标，并将所述安全裕度与旋转平移公式相结合，计算所述相交车辆外轮廓四个顶点在世界坐标系下的坐标，得到所述相交车辆的四个外轮廓顶点坐标；其中，所述相交车辆的外轮廓面积大于所述相交车辆的实际轮
廓面积。
[0011]在一种可行的实施方式中，若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则基于存在冲突的两股潜在冲突车流的不同行驶方向，计算每两辆相交车辆的安全裕度，具体包括：在存在冲突的两股潜在冲突车流的行驶方向均为直行的情况下，根据得到相交车辆1的纵向安全裕度H1；根据得到相交车辆2的纵向安全裕度H2；根据得到相交车辆1的横向安全裕度L1；根据得到相交车辆2的横向安全裕度L2；其中，v
1r
为相交车辆1的后轴轴心速度，v
2r
为相交车辆2的后轴轴心速度；在存在冲突的两股潜在冲突车流的行驶方向分别为直行和左转的情况下，根据得到相交车辆1的纵向安全裕度H1；根据得到相交车辆2的纵向安全裕度H2；根据得到相交车辆1的横向安全裕度L1；根据得到相交车辆2的横向安全裕度L2；其中，β为两辆相交车辆前轮速度方向的夹角，δ2为相交车辆2的前轮偏角；在存在冲突的两股潜在冲突车流的行驶方向均为左转的情况下，根据得到相交车辆1的纵向安全裕度H1；根据得到相交车辆2的纵向安全裕度H2；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，其特征在于，所述方法包括：根据被测交叉口控制区域的交叉口饱和度以及预设阈值，确定被测交叉口的交通控制目标；其中，所述交通控制目标包括第一控制目标以及第二控制目标；根据所述交通控制目标，将所述被测交叉口控制区域内的若干股车流划分为关键放行车流、潜在冲突车流以及非冲突车流；在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，确定符合所述交通控制目标的潜在冲突车流进行放行，若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则计算存在冲突的两股车流中每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标；其中，所述相交车辆为：车辆行驶方向延长线相交且车距小于预设车距的两辆车；根据所述每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标，对存在冲突的两股潜在冲突车流中的每两辆相交车辆进行冲突识别，以确定冲突车辆以及冲突点坐标；根据所述交通控制目标以及所述冲突点坐标，对所述冲突车辆进行冲突消解。2.根据权利要求1所述的一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，其特征在于，所述根据被测交叉口控制区域的交叉口饱和度以及预设阈值，确定被测交叉口的交通控制目标，具体包括：根据所述被测交叉口控制区域中的当前车辆数量以及交叉口最大允许通过量，确定所述被测交叉口的交叉口饱和度；若所述交叉口饱和度小于等于所述预设阈值，则将所述被测交叉口的交通控制目标设为所述第一控制目标：使所述被测交叉口内的通行时间总延误值最小；若所述交叉口饱和度大于所述预设阈值，则将所述被测交叉口的交通控制目标设为所述第二控制目标：控制所述被测交叉口单位时间内的车辆通行量最大。3.根据权利要求1所述的一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，其特征在于，根据所述交通控制目标，将所述被测交叉口控制区域内的若干股车流划分为关键放行车流、潜在冲突车流以及非冲突车流，具体包括：在所述交通控制目标为所述第一控制目标的情况下，将通行时间延误值最大的一股或多股车流确定为关键车流，将其余车流确定为待定车流；若存在多股关键车流，且多股关键车流之间存在冲突风险，则将单位时间内车辆通行量最大的关键车流划分为关键放行车流，并将其余关键车流划分为潜在冲突车流；在所述交通控制目标为所述第二控制目标的情况下，将单位时间内车辆通行量最大的一股或多股车流确定为关键车流，将其余车流确定为待定车流；若存在多股关键车流，且多股关键车流之间存在冲突风险，则将通行时间延误值最大的关键车流划分为关键放行车流，并将其余关键车流划分为潜在冲突车流；无论所述交通控制目标为第一控制目标还是第二控制目标，若仅存在一股关键车流，则将所述关键车流划分为关键放行车流；若存在多股关键车流且多股关键车流之间不存在冲突风险，则将所述多股关键车流均划分为关键放行车流；若所述待定车流与所述关键放行车流之间不存在冲突风险，则将所述待定车流划分为非冲突车流；若所述待定车流与任一所述关键放行车流之间存在冲突风险，则将所述待定车流划分为潜在冲突车流。4.根据权利要求3所述的一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，其特征在于，所
述方法还包括：在所述交通控制目标为所述第一控制目标的情况下，根据确定m股车流中，通行时间延误值的最大值P
max
；其中，l
kf
为第k股车流中的车辆通过交叉口行驶的距离；v
kf
为第k股车流中的车辆接近交叉口时的初始速度；t
kf
为第k股车流中的车辆在交叉口内的实际行程时间；在所述交通控制目标为所述第二控制目标的情况下，根据确定m股车流中，单位时间内车辆通行量的最大值Q
max
；其中，N
k
为第k股车流中的车辆数。5.根据权利要求1所述的一种无信号控制交叉口冲突识别与消解方法，其特征在于，在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，确定符合所述交通控制目标的潜在冲突车流进行放行，若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则计算存在冲突的两股车流中每两辆相交车辆的安全裕度以及外轮廓顶点坐标，具体包括：将所述关键放行车流与所述非冲突车流进行优先放行；在所述关键放行车流与所述非冲突车流放行结束后，若所述交通控制目标为第一控制目标，则在所述潜在冲突车流中，确定通行时间延误值最大的若干股车流并放行；若所述交通控制目标为第二控制目标，则在所述潜在冲突车流中，确定单位时间内车辆通行量最大的若干股车流并放行；若放行的潜在冲突车流之间存在冲突，则基于存在冲突的两股潜在冲突车流的不同行驶方向，计算每两辆相交车辆的安全裕度；其中，所述安全裕度包括横向安全裕度以及纵向安全裕度；基于车路协同技术，获取所述相交车辆的后轴中心位置坐标，并将所述安全裕度与旋转平移公式相结合，计算所述相交车辆外轮廓四个顶点在世界坐标系下的坐标，得到所述相交车辆的四个外轮廓顶点坐标；其中，所述相交车辆的外轮廓面积大于所述相交车辆的实际轮廓面积。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌萌，王成霄，郭亚娟，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：