基于车路协同的无控交叉口车辆通行引导系统及其引导方法_3

文档序号:9418506阅读:来源:国知局
通信模块19,所述 路侧设备还包括与所述路侧主控模块信号连接的路侧无线通信模块,所述车载无线通信模 块、路侧无线通信模块分别通过无线通信网络进行信息传递。
[0045] 所述提示模块包括车速信息显示屏171和语音播放模块172,其中所述车速信息 显示屏与车载主控模块信号连接以显示车辆通过交叉口所需的安全车速,所述语音播放模 块与车载主控单元信号连接以播放车辆通过交叉口所需的安全车速。
[0046] 所述车速控制模块控制驱动车辆的制动踏板。
[0047] 所述的基于车路协同的无控交叉口车辆通行引导系统,涉及到的静态信息包括车 辆的型号、尺寸大小、车主信息,所述交叉口基本信息包括交叉口几何形状、几何尺寸、道路 渠化、车道编号。
[0048] 所述车载无线通信模块能够发送自车位置和运动信息给其他冲突车辆。
[0049] 图2为无控交叉口车辆车载引导装置界面显示示意图,包括车辆当前所需参与的 冲突消除模式和安全车速的显示与语音提示,以及电源和数据的接口。
[0050] 图3为本发明无控交叉口车辆通行引导方法的步骤流程图,主要包括以下步骤:
[0051] 步骤一:车载设备实时采集自身车辆的位置和运动信息,当进入交叉口通信区域 时,车载设备与路侧设备、车载设备与车载设备之间进行信息的交互;
[0052] 步骤二:根据步骤一中路侧设备会采集进入交叉口通信区域的车辆数量,以及不 同车道车辆的分布情况,并向车辆发送行驶意图请求,车辆根据请求做出明确的行驶意图, 车载设备采集车辆的转向灯状态,并发送此信息给路侧设备,路侧设备根据车辆的行驶意 图确定每车的目标车道,并根据车辆初始车道和目标车道的不同进行车辆冲突分组,并把 分组编号发送给每辆车;
[0053] 步骤三:车载设备接收到路侧设备发送的分组号码的同时,每车的车载设备之间 也会进行信息的交互,号码相同的车辆则为冲突车辆,会立即启动冲突解除模式;若车载设 备没有搜索到与本车具有相同号码的车辆则按预定轨迹行驶;
[0054] 步骤四:按照编号依次启动冲突解除模式的车辆会分析组内车辆的数目以及每辆 车的初始车道和目标车道,从而确定出车车之间的冲突类型,再根据一定的冲突解除规则 确定每车的通行次序;
[0055] 步骤五:根据步骤四中分析出的车辆冲突类型和车辆通行顺序,通过分析每车的 当前运行位置和速度信息,车载设备主控模块会计算每车通过交叉口的安全车速以及速度 轨迹;
[0056] 步骤六:若车载设备监测到车辆未按安全车速行驶,则转步骤七执行;
[0057] 步骤七:判读车辆是否按安全车速行驶,若没有,则该车载设备强行控制该车辆的 制动踏板使其达到安全车速;
[0058] 步骤八:判断车辆是否驶离交叉口,若没有,则转步骤一执行,否则,结束本组车辆 通行引导。
[0059] 图4为本发明无控交叉口车辆通行引导方法图解。如图所示,假设在一两车道十 字形交叉口,有8辆车进入交叉口通信区域,路侧设备首先采集到车道1有四辆车,车道3 有一辆车,车道5有一辆车,车道7有两辆车,此时路侧发送指令要求每辆车做出明确的行 驶意图,车载设备采集车辆的转向灯状态,并将此信息发送给路侧设备,则路侧设备确定每 车的目标车道j,根据每车初始车道i和目标车道j的不同以及对车辆到达交叉口中点时 间的粗略计算,判定即将发生冲突的车辆为A、B、C、D、E,并对发生冲突的车辆进行分组编 码,并将分组编码发送给每一车辆,根据分析,五辆车具有相同的路权,D与A不发生冲突, 而A、E与B、C发生冲突,D与B、C发生冲突,A、B、C、E统一编码为I,D单独为一组编码为 II,为了让每辆车都有足够时间采取避险措施,因此编码1中的车辆优先通过交叉口,则A、 B、C、E启动冲突解除模式,根据车车信息交互,得知四辆车在未来时间内发生合流冲突,根 据中国道路交通安全法可知,当路权相同时,让本车右侧车辆先行,因此,A具有最高通行优 先权,其次为B、E、C,或者E、B、C,A只需根据预定轨迹行驶即可,而车辆B必须根据车辆A 的运行状态进行调速,车辆E必须根据车辆B的运行状态进行调速,车辆C必须根据车辆E 的运行状态进行调速。
[0060] (1)为了确保交叉口的安全性,令在合流冲突解除时刻tOTd,车辆C恰好驶离交叉 口,而A、B、C、E每两车之间的距离均为最小安全车距L,为了提高通行效率,只要确保合流 之后两车的安全车距即可,令每车启动冲突消解模式时的时刻为t。,则合流冲突解除时,需 满足下列目标方程:
[0062] 约束条件为:
[0063]
[0064] 其中,LAB、LAE、Lbc表示车辆A和B、A和E、C和B冲突解除之后的彼此之间的安全 车距,(xklj,yklj)表示车辆在本交叉口所处的位置坐标,vklj表示车辆运行速度,a klj表示车 辆运行所需的加速度,IjP IB分别表示车辆A和B的车身长度,V _表示车辆行驶所能允许 的最大车速,3_和a _表示车辆行驶所能允许的最大加速度和最小加速度,k表示车辆的 编号。
[0065] 通过解目标方程就可得出车辆A、B、C、E相应的安全车速。
[0066] 如果车道1上的车辆均为右转车辆,为了尽量减少该冲突消除模式对车道1交通 流的扰动影响,则车辆A及后续车辆以车队形式需先行驶离交叉口,保持上述目标方程不 变,车辆A的车身长度变为
,In表示和车辆A在同一初始车道且在车 辆A之后驶离交叉口的车辆的车身长度,η表示车辆A后面第η辆车的编号,η = 1,2, 3,…。 车辆A后边的车辆为了与车辆A保持一定的安全距离且提高运行效率,则需调节自身车速, 待车辆A参与合流冲突消除模式时,后边的车辆与车辆A保持相同的车速,且保持每辆车之 间的安全车距为最小安全车距,则可得出后续车辆的安全车速满足下列方程:
[0067]
[0068]
[0069] 其中,%表示车辆A与后续车辆组成队列时的时刻,V "表示车辆A后边第η辆车 的速度。vAls(t。)和\(〖。)均可由车载设备获知,由于车辆A不需要根据其他车辆的运动状 态而调速,因此v Als(tJ可以提前设定好为已知速度,通过解方程就可以求出每个车辆的调 速轨迹vn(t)和a n(t),只要车辆A保持车速不变,那么车辆A后面的车均以与车辆A相同 的安全车速vA18 (t J驶离交叉口。
[0070] (2)为了提高交叉口通行效率,车辆D必须紧跟其后,其实车辆C和车辆D只存在 短时间的空间交叉,只要稍微调整车辆D的速度即可,第一组冲突解除时车辆D正好行驶至 交叉口停车线,然后以转弯所能允许的最大车速v DZ驶离交叉口则有:
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076] 其中,Ldt表示车辆D距离停车线的距离,t JP 12表示车辆D加速度出现和消失的 时间,aD72和V
当前第3页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1