度满足：
其中，Ve。为B车当前速度，ae为B车应该采取的刹车加速度，Le为B车当前离冲突区 域单元的距离，t为己车到达冲突区域单元所需的时间，ETa为优先级最高的车辆离开冲突 区域的时刻，化rrentTime为当前时刻； 由W上两式可得，
对C车(优先级次低)，其加速度满足：
其中，Ve。为C车当前速度，a。为C车应采取的刹车加速度，L。为C车当前离冲突区域 单元的距离，t为己车到达冲突区域单元所需的时间，ETe为优先级低的车辆经过调整后离 开冲突区域的时刻，化rrentTime为当前时刻； 由W上两式可得，
[00巧]第六步、各车再次获取己车通行信息并进行广播，并调用冲突检测算法，此时优先 级低的车辆和优先级次低的车辆已将速度降至安全范围，故=车两两之间均不存在潜在碰 撞风险。
[0056] 第屯步、A、B、CS车均按照现有速度通行交叉路口。
[0057] 第八步、=方向车辆均通过交叉路口，不再获取及广播该路口通行信息。
[0058]W上所述实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不局限于上述 实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明 的保护范围。
【主权项】
1. 一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，包括基于信息物理融合系统 (PS的数据采集、信息服务和动态控制； 所述数据采集为接近交叉路口时，车辆实时获取己车行驶状态数据，并结合车辆存储 的最新路网信息经单片机和/或嵌入式忍片进行相应计算处理得到己车交叉路口通行信 息； 所述路网信息包括当前常规电子地图数据库，还包括按车道信息对交叉路口进行单元 格划分并W阿拉伯数字编号的数据库； 所述信息服务包括，车辆信息处理单元对己车通行前方交叉路口的信息进行封装封 装，经车对车，和/或移动运营网通信方式与其他车辆建立连接并交换通行信息，再进行数 据解封； 所述动态控制为，车辆决策控制单元根据己车和他车交叉路口通行信息，进行冲突分 析、优先级比较、计算期望速度并及就车辆控制做出决策，将车辆应该采取的行动告知驾驶 人或发送命令给执行机构对车辆速度进行控制。2. 根据权利要求1所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于包括W下 步骤：51. 采集数据，接近交叉路口时，车辆实时获取己车行驶状态数据由包括但不限于GPS 设备、移动运营网的LBS定位设备，W及包括但不限于速度传感器在内的多种传感器，包括 但不限于摄像头、雷达在内的车辆辅助驾驶设备采集的己车行驶状态数据，并结合车辆存 储的路网信息经单片机和/或嵌入式忍片进行相应计算处理，得到己车交叉路口的通行信 息；52. 数据封装，车辆信息单元对己车通行前方交叉路口的信息进行封装打包；53. 通信连接，车辆信息单元经车对车，和/或移动运营网通信方式与其他车辆建立连 接并交换通行信息；54. 数据解封，车辆信息单元对接收到的其他车辆的通行信息包进行解析并传递给决 策控制单元；55. 冲突分析，车辆决策控制单元对己车和其他已建立连接车辆通行信息中的车辆通 行前方交叉路口必经单元格的数集，W及车辆到达必经单元格数集中的每个单元格时刻的 集合的元素，逐个进行比较；若两车的车辆通行前方交叉路口必经单元格的数集中有相同 编号单元格，且车辆到达必经单元格数集中的每个单元格时刻的集合，对应该单元格的到 达时刻数值相同，则证明两车通行存在冲突，继续步骤6;若对应单元格的到达时刻数值不 相同，则表明车辆之间不存在冲突，车辆继续保持当前速度行驶，转步骤1 ;56. 优先级比较，车辆决策单元根据车辆号牌来进行通行优先级的比较，优先级高的车 辆继续保持当前速度行驶，转步骤1，优先级低的车辆继续步骤7 ;57. 计算期望速度，假定车辆减速过程为一匀减速直线运动，据此有动力学方程：其中： ET为冲突车辆离开交叉路口的时刻， QirrentTime为当前时刻， V。为己车当前速度，a为己车的加速度， L为己车当前位置到冲突单元格的距离 可得：:：所得a为负值，车辆应采取减速措施；58. 车辆控制，车辆决策控制单元将计算结果告知给驾驶员或发送速度控制命令给执 行机构对速度进行控制，有包括但不限于侦测到冲突车辆优先级低但仍保持速度不减行驶 的情况，则车辆在本方向停车等待线处紧急停车等待；59. 循环步骤S1-S8直至车辆通过交叉路口。3. 根据权利要求1或2所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，所述 己车交叉路口通行信息包括但不限于下述通行信息： ID，车辆号牌，唯一性，由车辆管理机构颁发； V。，车辆当前速度，由速度传感器、定位模块测得； PCord，车辆当前坐标，由定位模块测得； 化ading，车辆行驶方向，根据目的地规划路线所得； Acc，车辆加速度，由车辆物理属性所得； 化ane，车辆当前所在车道，由定位模块和规划路线所得； CeList，celllist,车辆通行前方交叉路口必经单元格的数集，根据定位设备中存储 的最新路网消息和车辆当前行驶状态信息所得； A化ist，arrivingtimelist,车辆到达CeList每个单元格时刻的集合，根据定位设备 中存储的最新路网信息和车辆当前行驶状态信息所得； ETList，exittimelist,车辆离开CeList每个单元格时刻的集合，根据定位设备中存 储的最新路网信息和车辆当前行驶状态信息所得； WT，waittime,车辆采取制动措施到当前时刻经历的时间，初始为0。4. 根据权利要求1或2所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，所述 优先级比较方法包括，特殊车辆类型的优先级最高，其他普通车辆根据车辆号牌辨识其归 属地，本省车辆优先级大于外省车辆，本市车辆优先级大于外市车辆，在上述条件相同的情 况下，则依据车辆号牌字母和/或数字的先后顺序来确定通行优先级。5. 根据权利要求4所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，任意方 向车辆WT达到90s，则优先级仅次于特殊车辆，其他车辆的优先级按上述规则进行比较。6. 根据权利要求1所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，所述交 叉路口的行人通过情况为，行人必须通过交叉路口设置的人行天桥或人行地道，且行人遵 守交通规则。7. 根据权利要求1所述的一种交叉路口车辆智能协同通行方法，其特征在于，所述交 叉路口的车辆通过情况为，交叉路口区域车道为实线车道，车辆按选定的车道行驶，且车辆 遵守交通规则。
【专利摘要】本申请发明针对现有技术在交叉路口通行管理中采取固定红绿灯时间控制、车辆之间缺乏信息交互导致的绿灯空放、通行效率不高的缺点，公开了一种基于CPS的无信号交叉路口车辆智能协同通行方法。本方法基于CPS中3C技术的深度融合，辅以GPS技术、车对车通信、速度智能控制技术，提出一种包含车辆通行数据采集、信息处理及通信、决策控制三大步骤的方法，通过接近交叉路口的车辆不断获取己车通行信息并和其他方向车辆进行通信交互以达到实时感知周围环境的目的，在此基础上进行动态决策及控制，即根据周围车辆的通行信息分析己车和其他车辆有无潜在碰撞风险并进行化解，协商车辆通行优先级及对速度进行控制，确保车辆安全高效通行。
【IPC分类】G08G1/09
【公开号】CN105321362
【申请号】CN201510717150
【发明人】安吉尧, 黄仲, 周兴, 曹张保, 李涛
【申请人】湖南大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年10月30日