一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法及系统，可以在目标间隙无法容纳整个车队同时换道时，通过将车队换道过程分步来完成换道，且考虑有人驾驶车驾驶行为不确定性和无人驾驶车辆动作规划过程中的安全性以及时间效率。该方法比现有的纯无人驾驶车辆环境下的车辆换道方法更贴近现实，比单车换道方法更高效。本发明专利技术提出的混合交通流中无人驾驶车队协同换道的方法，可以为自动驾驶车队在不同交通条件下推荐最迟的换道开始位置，提醒车队及时换道，防止车队错过最迟的滑到机会而错过下匝道的机会，为自动驾驶车队在混合流中的换道提供了技术保障。在混合流中的换道提供了技术保障。在混合流中的换道提供了技术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法及系统


[0001]本专利技术属于道路交通控制领域，具体涉及一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法及系统。

技术介绍

[0002]无人驾驶技术的进步有益于提高整个交通系统的效率的安全性。借助于车辆通信的能力，无人驾驶汽车被期望能够以车队的形式行驶，因为车队可以缩短车辆之间的间隙、提高交通能力。而且队列可以降低汽车的空气阻力，降低能耗。但由于技术的限制和相应政策法规的缺失，在未来很长一段时间内，无人驾驶车都将与有人车混合行驶。因为有人车的驾驶行为具有不确定性，因此无人驾驶车辆在混合流中的变道变得很困难。而且无人驾驶车辆为了保证在于有人驾驶车交互过程中的安全性，在换道时往往采用较为保守的动作。已有的研究多针对纯无人驾驶车辆的环境，不考虑附近有人驾驶车对无人驾驶车辆换道的影响，在实际应用中，这些方法则难以施行。还有些研究针对的是单车问题，这类的方法应用在车队变道时，效率比较低，难以保证车队换道的成功率。因此，无人驾驶车辆队列在混合流中的换道问题尚缺少有效的解决方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法及系统，以克服现有方法针对无人驾驶车辆换道成功率以及换道过程中效率低的问题。
[0004]一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，包括以下步骤：
[0005]S1，获取无人驾驶车辆队列协同交互半径内的所有车辆信息，根据无人驾驶车辆队列以及获取的所有车辆信息建立无人驾驶车辆混合流换道模型；
[0006]S2，根据建立的无人驾驶车辆混合流换道模型，确定无人驾驶车辆所在车道的纵向范围内的目标车道上的最大间隙，将该最大间隙作为首次换道的目标间隙；根据无人驾驶车辆的位置确定在目标间隙的纵向范围内的无人驾驶车辆，确认该无人驾驶车辆为首次换道无人驾驶车辆，当目标间隙满足首次换道无人驾驶车辆安全驶入条件时，首次换道无人驾驶车辆换道驶入该目标间隙；
[0007]S3，基于滚动优化的思想构建无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，无人驾驶车辆首次换道后，获取一个滚动时域内目前无人驾驶车辆队列中所有车辆的轨迹，基于无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，确定剩余无人驾驶车辆的目标间隙，依次将剩余无人驾驶车辆进行换道驶入目标间隙。
[0008]优选的，采用路侧单元与车辆通信单元之间的交互，获取在无人驾驶车辆队列的通信半径范围内所有车辆的信息。
[0009]优选的，获取无人驾驶车辆与目标间隙前车的实时距离，如果无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的距离大于等于无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的最小换道安全间距，且无人驾驶车辆在当前换入目标间隙后目标间隙后车的反应加速度大于等
于目标间隙后车的最大减速度，则满足无人驾驶车辆换到要求。
[0010]优选的，当无人驾驶车辆首次换道后，进入目标车辆队列，当首次换道的无人驾驶车辆为单车时，则调整单车与其前车之间的间隙，使该间隙满足剩余无人驾驶车辆安全驶入的目标间隙，将剩余无人驾驶车辆中的一辆无人驾驶车辆进行换道驶入该目标间隙。
[0011]优选的，当首次换道的无人驾驶车辆为多辆无人驾驶车辆组成的车队时，则调整无人驾驶车辆组成的车队中两辆无人驾驶车辆之间的间隙，使该间隙满足剩余无人驾驶车辆安全驶入的目标间隙，将剩余无人驾驶车辆中的一辆无人驾驶车辆进行换道驶入该目标间隙。
[0012]优选的，当首次换道的无人驾驶车辆为多辆无人驾驶车辆组成的车队时，扩大首次换道的多辆无人驾驶车辆组成的车队中相邻两辆无人驾驶车辆之间的间隙，使得剩余无人驾驶车辆能够安全换入该间隙。
[0013]优选的，剩余无人驾驶车辆选择离它们最近的间隙作为目标间隙。
[0014]优选的，依据当前时刻无人驾驶车辆混合流换道模型中各车辆的位置继续规划未来一个滚动时域内的轨迹，直至目标间隙拉大到了目标间隙长度。
[0015]一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道系统，包括信息采集模块和处理模块；
[0016]信息采集模块，获取无人驾驶车辆队列协同交互半径内的所有车辆信息，根据无人驾驶车辆队列以及获取的所有车辆信息建立无人驾驶车辆混合流换道模型；
[0017]处理模块，根据建立的无人驾驶车辆混合流换道模型，确定无人驾驶车辆所在车道的纵向范围内的目标车道上的最大间隙，将该最大间隙作为首次换道的目标间隙；根据无人驾驶车辆的位置确定在目标间隙的纵向范围内的无人驾驶车辆，确认该无人驾驶车辆为首次换道无人驾驶车辆，当目标间隙满足首次换道无人驾驶车辆安全驶入条件时，首次换道无人驾驶车辆换道驶入该目标间隙；基于滚动优化的思想构建无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，无人驾驶车辆首次换道后，获取一个滚动时域内目前无人驾驶车辆队列中所有车辆的轨迹，基于无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，确定剩余无人驾驶车辆的目标间隙，依次将剩余无人驾驶车辆进行换道驶入目标间隙。
[0018]优选的，获取无人驾驶车辆与目标间隙前车的实时距离，如果无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的距离大于等于无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的最小换道安全间距，且无人驾驶车辆在当前换入目标间隙后目标间隙后车的反应加速度大于等于目标间隙后车的最大减速度，则满足无人驾驶车辆换到要求。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0020]本专利技术一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，可以在目标间隙无法容纳整个车队同时换道时，通过将车队换道过程分步来完成换道，且考虑有人驾驶车驾驶行为不确定性和无人驾驶车辆动作规划过程中的安全性以及时间效率。该方法比现有的纯无人驾驶车辆环境下的车辆换道方法更贴近现实，比单车换道方法更高效。本专利技术提出的混合交通流中无人驾驶车队协同换道的方法，可以为自动驾驶车队在不同交通条件下推荐最迟的换道开始位置，提醒车队及时换道，防止车队错过最迟的滑到机会而错过下匝道的机会，为自动驾驶车队在混合流中的换道提供了技术保障。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例中车队在混合流中协同换道的流程图。
[0022]图2为本专利技术实施例中无人驾驶车辆轨迹协同规划示意图。
[0023]图3为本专利技术实施例中交通场景示意图。
[0024]图4为本专利技术实施例中车队协同换道轨迹图。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取无人驾驶车辆队列协同交互半径内的所有车辆信息，根据无人驾驶车辆队列以及获取的所有车辆信息建立无人驾驶车辆混合流换道模型；S2，根据建立的无人驾驶车辆混合流换道模型，确定无人驾驶车辆所在车道的纵向范围内的目标车道上的最大间隙，将该最大间隙作为首次换道的目标间隙；根据无人驾驶车辆的位置确定在目标间隙的纵向范围内的无人驾驶车辆，确认该无人驾驶车辆为首次换道无人驾驶车辆，当目标间隙满足首次换道无人驾驶车辆安全驶入条件时，首次换道无人驾驶车辆换道驶入该目标间隙；S3，基于滚动优化的思想构建无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，无人驾驶车辆首次换道后，获取一个滚动时域内目前无人驾驶车辆队列中所有车辆的轨迹，基于无人驾驶车辆纵向轨迹规划模型，确定剩余无人驾驶车辆的目标间隙，依次将剩余无人驾驶车辆进行换道驶入目标间隙。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，其特征在于，采用路侧单元与车辆通信单元之间的交互，获取在无人驾驶车辆队列的通信半径范围内所有车辆的信息。3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，其特征在于，获取无人驾驶车辆与目标间隙前车的实时距离，如果无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的距离大于等于无人驾驶车辆与目标间隙前车在当前时刻的最小换道安全间距，且无人驾驶车辆在当前换入目标间隙后目标间隙后车的反应加速度大于等于目标间隙后车的最大减速度，则满足无人驾驶车辆换到要求。4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，其特征在于，当无人驾驶车辆首次换道后，进入目标车辆队列，当首次换道的无人驾驶车辆为单车时，则调整单车与其前车之间的间隙，使该间隙满足剩余无人驾驶车辆安全驶入的目标间隙，将剩余无人驾驶车辆中的一辆无人驾驶车辆进行换道驶入该目标间隙。5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶车辆队列在混合交通流中协同变道方法，其特征在于，当首次换道的无人驾驶车辆为多辆无人驾驶车辆组成的车队时，则调整无人驾驶车辆组成的车队中两辆无人驾驶车辆之间的间隙，使该间隙满足剩余无人驾驶车辆安全驶入的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志刚，刘成林，刘志广，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：