一种多车协同变道实现方法及装置与流程

本发明涉及智能交通领域，特别涉及一种多车协同变道实现方法及装置。

背景技术：

在交通状况较复杂的道路，车辆驾驶辅助系统可以有针对性的进行辅助和预警，能有效提高交通效率，避免交通事故的发生。

在多车道并入单车道的情况下，往往会发生长时间的拥堵，容易引起车车之间的摩擦和碰撞，造成驾驶员和车辆的损伤。

针对多车道并入单车道的情况，目前只能提供一些告警辅助，避免摩擦和碰撞，本质上依然不能缓解道路堵塞的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种多车协同变道实现方法及装置，能够缩短车辆汇入的通行时间，提高通行效率，减少拥堵的发生。

本发明实施例提供的一种多车协同变道的实现方法，包括：

设定变道协商区，将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞；

当车辆进入变道协商区，车辆提出变道请求,在变道之前先根据横向相对距离及道路曲率判断所述车辆所在车道,即判断所述车辆位于所述变道协商区内的元胞位置；

判断车辆变道的目标车道位置是否满足变道条件，若是，则满足所述车辆的变道需求，车辆可直接变道进入目标位置；否则需要与周围车辆按照既定规则进行协商变道；

所述变道协商区变道的既定规则是：同一水平对应的元胞位置，主车道优先于左右两车车道，主车道的右侧车道优先于左侧车道。

可选地，判断目标车道位置是否满足变道条件即判断目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足所述车辆的变道需求。

可选地，将路障前方一段道路区域设定为多车变道协商区。

可选地，进入所述变道协商区的车辆判断车辆前方是否有路障信号，若有，则发出变道请求。

另外本发明还提供了一种多车协同变道的实现装置，包括：

设定变道协商区单元，用于将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞；

车辆位置确定单元，用于当车辆进入变道协商区，车辆提出变道请求,在变道之前先根据横向相对距离及道路曲率判断所述车辆所在车道,即判断所述车辆位于所述变道协商区内的元胞位置；

变道协同单元，用于判断车辆变道的目标车道位置是否满足变道条件，若是，则满足所述车辆的变道需求，车辆可直接变道进入目标位置；否则需要与周围车辆按照既定规则进行协商变道；

所述变道协商区变道的既定规则是：同一水平对应的元胞位置，主车道优先于左右两车车道，主车道的右侧车道优先于左侧车道。

可选地，所述变道协同单元判断目标车道位置是否满足变道条件即判断目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足所述车辆的变道需求。

可选地，所述变道协商区为路障前方一段道路区域。

可选地，进入所述变道协商区的车辆判断车辆前方是否有路障信号，若有，则向所述变道协同单元发出变道请求。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于多车协同变道利用元胞自动机原理，仿真多车之间的协同通信，通过验证得到基于元胞的协同变道逻辑算法，使进入变道协商区后的车辆协同变道，从而针对多车道并入单车道的车辆，实现多车道车辆鱼贯而入从单车道依次通过，能够缩短车辆汇入的通行时间，提高通行效率，减少拥堵的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种多车协同变道的实现方法流程图；

图2为本发明提供的一种变道协商区道路元胞化示意图；

图3为本发明提供的一种多车协同变道示意图；

图4为本发明提供的一种元胞车辆示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

v2x(vehicletoanything)技术是新兴的车载物理层通信技术，通过v2x技术，车与车之间、车与路边单元之间可以实时通信。本发明提出一种基于v2x通信的多车协同变道实现方法，利用元胞自动机原理，仿真多车之间的协同通信，通过验证得到基于元胞的协同变道逻辑算法实现方法，从而针对多车道并入单车道的车辆，实现多车道车辆鱼贯而入从单车道依次通过。

本实施例提供一种多车协同变道的实现方法，如图1所示，包括：

设定变道协商区，将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞，如图2所示；

当车辆进入变道协商区，车辆提出变道请求,在变道之前先根据横向相对距离及道路曲率判断所述车辆所在车道，即判断所述车辆位于所述变道协商区内的元胞位置；

判断车辆变道的目标车道位置是否满足变道条件，即判断目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足所述车辆的变道需求，车辆可直接变道进入目标位置；否则需要与周围车辆按照既定规则进行协商变道；

所述变道协商区变道的既定规则是：同一水平对应的元胞位置，主车道优先于左右两车车道，主车道的右侧车道优先于左侧车道。

在一个实施例中，如图3所示，将路障前方一段道路区域设定为多车变道协商区，如黑色框图所示，将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞。

当车辆进入所述变道协商区后，计算车辆到路障的纵向相对距离，根据设定的元胞长度，判断该车辆位于路障前的元胞位置，从左到右一次+1；在根据横向相对距离以及道路曲率判断该车辆位于哪一车道；得到每一辆车距离路障前的确定位置

针对所有进入所述变道协商区的车辆开始进行协同变道，首先判断某车辆前方是否有路障信号，若有，则发出本车需要向主车道变道的请求，若没有，则不需要变道，正常前行即可。

对于有变道请求的车辆，判断其目标车道位置是否满足变道条件，即目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足本车的变道需求，可以变道；若不是，则不能变道，需要与周围车辆进行协商；

对于满足变道条件能够直接变道的车辆，如图4所示，若3号元胞内的车辆允许变道，则令6和4号元胞内若存在车辆，则令其减速直至停车，等待3号元胞内的车辆变道完成；令9和7号元胞内的存在的车辆同样减速但不一定停车。若2号元胞内的车辆允许变道，则令5和4号元胞内的车辆减速直至停车，等待2号元胞内的车辆变道完成；令8和7号元胞内的存在的车辆同样减速但不一定停车。

对于不满足变道条件且需要协商变道的车辆，当该车靠近路障时减速停车，等在变道机会。同时，与周围车辆进行协商。如图4所示，若3号元胞内的车需要协商，则令4和5号元胞内的车减速停车，8号元胞内的车减速；若2号元胞内的车需要协商，则令4和6号元胞内的车减速停车，9号元胞内的号车减速。这样可以控制车与车之间变道的优先级在行进过程中始终保持不变，满足既定规则进行变道，既定规则是：同一水平位置，主车道优先于两车车道，右侧车道优先于左侧车道。

由上实现了进入变道协商区后的车辆协同变道，排队依次从中间主车道通过，能够缩短车辆汇入的通行时间，提高通行效率，减少拥堵的发生。

另外，本发明还提供了一种多车协同变道的实现装置，包括：

设定变道协商区单元，用于将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞，如图2所示；

车辆位置确定单元，用于当车辆进入变道协商区，车辆提出变道请求,在变道之前先根据横向相对距离及道路曲率判断所述车辆所在车道,即判断所述车辆位于所述变道协商区内的元胞位置；

变道协同单元，用于判断车辆变道的目标车道位置是否满足变道条件，即判断目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足所述车辆的变道需求，车辆可直接变道进入目标位置；否则需要与周围车辆按照既定规则进行协商变道；

所述变道协商区变道的既定规则是：同一水平对应的元胞位置，主车道优先于左右两车车道，主车道的右侧车道优先于左侧车道。

在一个实施例中，如图3所示，将路障前方一段道路区域设定为多车变道协商区，将所述变道协商区内的车道路段以设定的单位长度划分为等长度的元胞。

当车辆进入所述变道协商区后，计算车辆到路障的纵向相对距离，根据设定的元胞长度，判断该车辆位于路障前的元胞位置，从左到右一次+1；在根据横向相对距离以及道路曲率判断该车辆位于哪一车道；得到每一辆车距离路障前的确定位置

针对所有进入所述变道协商区的车辆开始进行协同变道，首先判断某车辆前方是否有路障信号，若有，则发出本车需要向主车道变道的请求，若没有，则不需要变道，正常前行即可。

对于有变道请求的车辆，判断其目标车道位置是否满足变道条件，即目标车道相同水平位置元胞及前一位置元胞是否为空，且没有向同一目标位置变道的冲突车辆，若是，则满足本车的变道需求，可以变道；若不是，则不能变道，需要与周围车辆进行协商；

对于满足变道条件能够直接变道的车辆，如图4所示，若3号元胞内的车辆允许变道，则令6和4号元胞内若存在车辆，则令其减速直至停车，等待3号元胞内的车辆变道完成；令9和7号元胞内的存在的车辆同样减速但不一定停车。若2号元胞内的车辆允许变道，则令5和4号元胞内的车辆减速直至停车，等待2号元胞内的车辆变道完成；令8和7号元胞内的存在的车辆同样减速但不一定停车。

对于不满足变道条件且需要协商变道的车辆，当该车靠近路障时减速停车，等在变道机会。同时，与周围车辆进行协商。如图4所示，若3号元胞内的车需要协商，则令4和5号元胞内的车减速停车，8号元胞内的车减速；若2号元胞内的车需要协商，则令4和6号元胞内的车减速停车，9号元胞内的号车减速。这样可以控制车与车之间变道的优先级在行进过程中始终保持不变，满足既定规则进行变道，既定规则是：同一水平位置，主车道优先于两车车道，右侧车道优先于左侧车道。

综上，实现了进入变道协商区后的车辆协同变道，排队依次从中间主车道通过，能够缩短车辆汇入的通行时间，提高通行效率，减少拥堵的发生。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。