一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法和系统与流程

本发明实施例涉及城市道路交通控制，尤其涉及一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法和系统。

背景技术：

1、近年来，随着中国国民经济的高速发展和城市化进程的加快，汽车保有量和道路交通量迅速增加。交叉口作为道路交通网的重要枢纽点，其对车辆的疏导能力直接影响道路的通行效率，因此国内外对交叉口控制方法的研究从未间断。

2、现有技术中在确定无信号交叉口车辆通行权时多采用固定的通行规则决定优先权，然而，这种固定车流优先通行的方式不符合公平原则且有可能造成其他方向车流长时间排队等待的现象，并且，现有技术中在无信号交叉口控制车辆运行时也未考虑行人过街的影响。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法和系统，以解决车联网环境下考虑行人过街影响的智能网联车辆控制难的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法，所述无信号交叉口配置有路侧控制单元和5g通信单元，所述路侧控制单元用于接收车辆行驶相关信息并进行计算，所述5g通信单元用于将计算结果反馈至车辆以引导车辆行驶，方法包括：

3、划定无信号交叉口的控制区、车速引导区、交叉口区以及正常驶离区；

4、通过路侧控制单元在车速引导区进行冲突研判，以生成车辆的通行序列；

5、根据所述通信序列控制车辆依次驶入交叉口区，然后驶入正常驶离区直至离开控制区。

6、可选的，所述车辆为智能网联车辆，配备有mec、5g通信及行人或非机动车过街识别设备。

7、可选的，所述控制区的划分范围为以交叉口中心点向各进口道上游延展一定距离的区域，涵盖交叉口各进口道实线段、交叉口路侧控制单元；

8、车速引导区为进口道停车线前至控制区边界机动车道的区域；

9、交叉口区为无信号交叉口区域；

10、正常驶离区为交叉口出口道至控制区边界机动车道的区域。

11、可选的，通过路侧控制单元在车速引导区进行冲突研判，包括：

12、根据驶入控制区的当前车辆的车速、航向角以及当前位置，确定当前车辆的行驶轨迹；

13、根据当前车辆的行驶轨迹计算当前车辆按行驶轨迹行驶与其它车辆发生冲突的预判时间。

14、可选的，根据当前车辆的行驶轨迹计算当前车辆按行驶轨迹行驶与其它车辆发生冲突的预判时间，包括：

15、将车辆简化为矩形，得到当前车辆按行驶轨迹行驶与其它车辆发生冲突的预判时间为：

16、

17、其中

18、式中：t为车辆视为矩形时两车的冲突预判时间；(x1,y1,v1,γ1)为当前辆车进入控制区时的位置、航向角、速度，记作车辆1；(x2,y2,v2,γ2)为控制区中其它车辆的位置、航向角、速度，记作车辆2；θ为以车辆1的质心为端点，车辆1的速度为正方向，车辆1和车辆2的连线与正方向的夹角。

19、可选的，生成车辆的通行序列，包括：

20、根据各车辆发生冲突的预判时间，计算冲突点位置；

21、根据车辆穿越车速引导区的时间、在交叉口区行驶到冲突点的时间以及考虑车辆在行驶过程中检测到行人过街干扰的时间计算控制区中各车辆行驶到冲突点的时间；

22、对各车辆行驶到冲突点的时间进行从小到大排列生成车辆的通行序列，以供车辆根据所述通行序列依次进入交叉口区域。

23、可选的，车辆行驶到冲突点的时间的计算公式为：

24、

25、其中，tai为车辆i穿越车速引导区的时间，tbi为车辆i在交叉口区行驶到冲突点的时间，tpi为车辆i在行驶过程中检测到行人过街干扰的时间，di为车辆i车速引导区的行驶路径，vi(0)为车辆i进入控制区的初速度，ai为车辆i在车速引导区行驶时的恒定加速度。

26、第二方面，本发明实施例还提供了一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制系统，所述无信号交叉口配置有路侧控制单元和5g通信单元，所述路侧控制单元用于接收车辆行驶相关信息并进行计算，所述5g通信单元用于将计算结果反馈至车辆以引导车俩行驶，系统包括：

27、区域划定模块，用于划定无信号交叉口的控制区、车速引导区、交叉口区以及正常驶离区；

28、冲突研判及通行序列生成模块，用于通过路侧控制单元在车速引导区进行冲突研判，以生成车辆的通行序列；

29、车辆行驶控制模块，用于根据所述通信序列控制车辆依次驶入交叉口区，然后驶入正常驶离区直至离开控制区。

30、本发明通过探索交叉口控制区交通组织问题，提出了一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法和系统，通过考虑行人过街对车辆通行的影响，研判智能网联车辆进入无信号交叉口冲突时间，依据多车协调通行策略通过交叉口，控制车辆“见缝插针”式的穿过无线信号交叉口，提升智能网联车辆穿越交叉口的通行效率，降低车辆通行时间。

技术特征：

1.一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法，其特征在于，所述无信号交叉口配置有路侧控制单元和5g通信单元，所述路侧控制单元用于接收车辆行驶相关信息并进行计算，所述5g通信单元用于将计算结果反馈至车辆以引导车辆行驶，方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆为智能网联车辆，配备有mec、5g通信及行人或非机动车过街识别设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制区的划分范围为以交叉口中心点向各进口道上游延展一定距离的区域，涵盖交叉口各进口道实线段、交叉口路侧控制单元；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过路侧控制单元在车速引导区进行冲突研判，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据当前车辆的行驶轨迹计算当前车辆按行驶轨迹行驶与其它车辆发生冲突的预判时间，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，生成车辆的通行序列，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，车辆行驶到冲突点的时间的计算公式为：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信号交叉口包括：y型、t型、十字型。

9.一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制系统，其特征在于，所述无信号交叉口配置有路侧控制单元和5g通信单元，所述路侧控制单元用于接收车辆行驶相关信息并进行计算，所述5g通信单元用于将计算结果反馈至车辆以引导车俩行驶，系统包括：

技术总结本发明公开了一种车联网环境下无信号交叉口的车辆控制方法和系统。其中，所述方法包括：划定无信号交叉口的控制区、车速引导区、交叉口区以及正常驶离区；通过路侧控制单元在车速引导区进行冲突研判，以生成车辆的通行序列；根据所述通信序列控制车辆依次驶入交叉口区，然后驶入正常驶离区直至离开控制区。本发明通过探索交叉口控制区交通组织问题以及考虑行人过街对车辆通行的影响，提升了智能网联车辆穿越交叉口的通行效率，降低车辆通行时间。技术研发人员：芮建秋,刘俊,沈彧,康杰伟,孙朋,王宗诚,袁威,夏建文受保护的技术使用者：苏州市大数据集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19