【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动驾驶，尤其涉及一种网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法。
技术介绍
1、随着自动驾驶技术以及车辆通讯技术的发展，网联自动驾驶车辆将会逐渐成为城市交通系统的重要组成部分。但由于设施的造价以及技术的成熟度，在相当长的的一段时间内，网联人驾驶车辆与网联自动驾驶车辆将会共存，这对交叉口的控制策略提出了新的要求。然而目前的相关研究仍然存在以下局限：
2、1、虽然现有技术已经意识到了混合交通流的特殊性，即网联自动驾驶车辆完全可控，网联人驾驶车辆可引导不可控制，但并没有考虑车辆间的相互作用会对混合交通流的可控性产生影响。也就是说并没有考虑利用网联自动驾驶车辆对网联人驾驶车辆的引导作用来将整个混合交通流变成完全可控的对象，导致现有的相关研究并没有完全发挥网联自动驾驶技术的优势；
3、2、现有技术对于混合交通流条件下的交叉口控制策略仅仅从交叉口本身进行研究，忽略了车辆在上游路段的车道选择以及组队等行为对交叉口通行效率产生的影响。导致在未来的混行环境下，路段的控制策略与交叉口的控制策略是分裂的，难以有效的整合起来。
4、为此，本专利技术旨在提出一种两阶段的控制策略，将交叉口及其上游路段的控制有机结合起来，从整体上提高网联人驾驶车辆与网联自动驾驶车辆混行条件下的交叉口的通行效率和安全性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，旨在解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，
3、一种网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，包括以下步骤：
4、步骤一、功能区划分及路测设施布设：将无信号交叉口及其上游路段划分为自由区、合作区、缓冲区以及冲突区四个功能区，并在路侧布设换道控制器以及交叉口控制器两组控制单元；
5、步骤二、生成目标车辆集合：将连续的交通流离散为有限个目标车辆集合，用表示，其中表示目标车辆集的周期序号，属于相同周期序号目标车辆集合的队列在同一周期内被交叉口控制器协调通过冲突区域；
6、步骤三、混合队列组织及分布优化：对生成的目标车辆集合内的车辆进行队列组织，使车辆按照在交叉口的运动不同组成以网联自动驾驶车辆为头车的混合队列，并优化各队列的分布；
7、步骤四、混合队列编队控制：基于相对跟驰关系提出clmcr模型，clmcr模型用于协调车辆进行换道；
8、步骤五、队列汇入环形交叉口冲突协调控制：根据缓冲区和环形交叉口内队列的运动状态，将队列进行拆分重组以帮助缓冲区内队列找到最优的汇入间隙并协调车辆无冲突的汇入环形交叉口形成新的队列，同时优化重组后所有的队列的车道分布；
9、步骤六、环形交叉口内队列分布式轨迹优化：对于重组后的队列，利用混合整数线性规划模型优化其在对应车道内的纵向轨迹以提高其通过环形交叉口的效率。
10、进一步的，所述步骤一中，四个功能区的交界处为虚拟边界，表示为：
11、；
12、其中集合表示东西南北四个交叉口引道方向，表示虚拟边界类型，为合作区与自由区之间的边界，为合作区与缓冲区之间的边界，为缓冲区与冲突区之间的边界；换道控制器对应的功能区为自由区、合作区以及缓冲区，交叉口控制器对应的功能区为冲突区。
13、进一步的，所述步骤二中，目标车辆集合在自由区内完成识别，目标车辆集合的生成过程包括：
14、a.确定集合触发车辆以及集合时间窗：目标车辆集合的触发车辆指的是上一个周期的目标车辆集合生成后，后续到达边界的第一辆车，车辆到达边界的时刻记为目标车辆集合的触发时刻，车辆将其速度上传至换道控制器，换道控制器根据与计算集合的检测时间窗，记为：
15、；
16、将时间窗转化为等效距离，如下所示：
17、；
18、其中和分别表示合作区和缓冲区的长度，表示期望速度或道路限速；
19、当或低于阈值时，对重新赋值为：
20、；
21、其中，；
22、b.边缘车辆检测：对潜在的边缘车辆进行检测，公式如下：
23、；
24、；
25、其中表示临界车辆的前车到达边界的速度，表示临界车辆追上前车的最长时间限制，表示车辆的最大加速度，表示辆车的初始车头间距，表示车辆跟驰的最小安全距离，表示期望速度或道路限速；假设根据时间窗或等效距离检测到的最后一辆车 k距离边界的距离为，追击最长时间满足：
26、；
27、其中表示根据时间窗或等效距离检测到的最后一辆车 k到达边界的速度；目标车辆集合的生成从第一辆车到达开始，滚动生成直到所有车辆均被归入一个集合中。
28、进一步的，所述步骤三的具体操作为：将混合队列组织等效为跟驰关系的分配，跟驰关系分配完成后，确定队列的位置分布，包括车道选择和车道内的前后分布；换道控制器根据分布结果协调车辆的换道；所述混合队列的组织模型为：
29、；
30、2；
31、；
32、；
33、目标函数中各参数的具体含义如下：
34、；
35、；
36、其中是一个数；
37、；
38、；
39、其中是一个数；
40、
41、；
42、其中；
43、；
44、；
45、其中表示车辆之间的距离，即车辆j跟驰车辆i所需要追赶的距离；表示两车之间的车道间隔数，表示车道宽度；
46、；
47、；
48、其中表示车辆j跟驰车辆i所需要的超车代价；
49、；
50、；
51、其中为决策变量。
52、进一步的，所述步骤四中，clmcr模型的流程如下：
53、首先计算车辆的换道意愿以进行换道决策，换道意愿的构成包括三部分：
54、；
55、其中表示路径意愿，表示跟驰意愿，表示速度意愿；
56、路径意愿计算如下：
57、；
58、其中表示车辆i在车道l上可行驶的最大剩余距离，表示对应的剩余行驶时间；表示时刻的剩余距离，表示距离目标车道所需的换道次数；计算公式分别为：
59、；
60、；
61、；
62、其中表示虚拟边界的位置，表示换道所需的最短距离；车辆i离开车道l换道至车道k的路径意愿的取值为：
63、；
64、其中表示车道k是否与路径方向相同；
65、跟驰意愿的计算公式为：
66、；
67、其中为最小跟驰车头时距，为时刻的车头时距；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤一中，四个功能区的交界处为虚拟边界，表示为：
3.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤二中，目标车辆集合在自由区内完成识别，目标车辆集合的生成过程包括：
4.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤三的具体操作为：
5.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤四中，CLMCR模型的流程如下：
6.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤五的具体步骤包括：
7.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤六中，混合整数线性规划模型如下：
【技术特征摘要】
1.一种网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤一中，四个功能区的交界处为虚拟边界，表示为：
3.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境下的交叉口通行控制方法，其特征在于，所述步骤二中，目标车辆集合在自由区内完成识别，目标车辆集合的生成过程包括：
4.根据权利要求1所述的网联自动驾驶混行环境...
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