基于空间协同建立描述道路冲突的数据结构的方法及系统与流程

本发明涉及智能防冲突协同交通控制，尤其涉及一种基于空间协同建立描述道路冲突的数据结构的方法及系统。

背景技术：

1、为了避免交通冲突实现安全的智能行驶，对交通冲突及其对应数据结构的正确认识及描述，是进行安全高效交通控制的必要研究方向。现有技术中，主要是基于s-t图描述道路冲突的数据结构，属于一种时空协同方法，但是采用这种描述方法时如果车辆时间不同步，或者速度控制误差较大，都会影响多车协同的精确性，造成冲突的潜在危险；另外，如果按照车辆优先级先后规划车辆的速度，则如果高优先级的车辆速度因为某些原因发生大幅变化，可能导致低优先级车辆速度规划无法找出可行值而产生碰撞的风险；如果多车按照某目标函数进行速度规划，则如果某辆车速度因为某些原因发生大幅变化，则可能影响到其他车辆的速度规划，同样可能造成碰撞风险。由此可见，以s-t图的方法建立冲突描述数据结构，基于其决策车辆协同控制逻辑，应用时稳定性和精确性不足，通常还需要依赖额外附加的安全保护方法。

2、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成己为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种基于空间协同建立描述道路冲突的数据结构的方法，该方法划分了不同类型的道路冲突关系，进而根据道路冲突关系、道路参考线曲率、曲率变化率、应用的车型和车辆行驶方向确定冲突道路对应的路由池，所述路由池中包括一组或多组路由组合，每个路由组合对应某种冲突关系的一种车辆行驶轨迹组合；进而依据车型分别对每个路由组合进行包络冲突分析，确定冲突道路中各路由组合对应的一种或多种冲突分段和冲突段，作为描述道路空间冲突情况的数据结构。采用该方案克服了现有技术考虑因素复杂以及精确性不足的缺陷，为车辆防冲突协同控制提供稳定辅助的基础上，提升冲突分析效率。优选地，在一个实施例中，所述方法包括：

2、步骤s1.利用导航点构成供车辆跟踪行驶的线条，作为全局参考线；

3、步骤s2.基于全局参考线的分布情况确定可能发生交通冲突的所有道路冲突关系，将存在一种或多种道路冲突关系的道路路段作为冲突道路，所述道路冲突关系包括基本冲突关系和特殊道路冲突关系；

4、步骤s3.针对每个冲突道路，根据道路冲突关系、道路参考线曲率、曲率变化率、应用的车型和车辆行驶方向确定冲突道路对应的路由池，所述路由池中包括一组或多组路由组合，每个路由组合对应某种冲突关系的一种车辆行驶轨迹组合；

5、步骤s4.依据导航点和各应用车型分别对每个路由组合进行包络冲突分析，确定冲突道路中各路由组合对应的一种或多种冲突分段，冲突分段组成冲突段，作为描述冲突道路空间冲突的数据结构。

6、优选地，一个实施例中，步骤s1中，所述全局参考线由前后距离非常近的一组导航点构成，每个导航点设置有gps坐标，切线方向，曲率和曲率变化率。

7、进一步地，一个实施例中，在所述步骤s2中，基本冲突关系包括下述道路中的至少一种：十字路口，交叉路口，人字路口，窄路段，单行道以及重叠粘连路段；

8、特殊路段冲突关系包括下述路段中的至少一种：特殊弯道、碎石路段、坡道路段以及限重路段。

9、一个可选的实施例中，步骤s3中包括下述操作：

10、步骤s301：对于冲突道路中的不同道路冲突关系，分别按照车辆行驶方向选取导航点作为冲突道路的道路入点和道路出点；

11、步骤s302：针对每组道路入点和道路出点，按照道路入点和道路出点之间参考线的曲率、曲率变化率和可能应用的车型分析可行的所有路由；同一道路入点和道路出点之间存在的不同路由，分别建立对应道路冲突关系的路由组合。

12、具体地，一个实施例中，步骤s301中，若道路冲突关系为人字路口，选取“人字”道路交汇处的导航点作为道路入点或道路出点，若为其他基本道路冲突关系，选取冲突位置外延设定距离处的导航点作为道路入点或道路出点，若为特殊道路冲突关系，选取冲突道路两端外延设定距离处的导航点作为道路入点或道路出点。

13、进一步地，一个实施例中，步骤s302中，若参考线的曲率达到设定条件，分析当前道路入点和道路出点之间的应用车型是否兼顾大型车，若是，分别确定适用于小型车的路由以及同时适用于大型车和小型车的路由；其中，所述应用车型的前轮转向角的最大变化速度要小于路由各个参考点的曲率变化率，所述应用车型的最小转弯半径对应的曲率要大于等于路由各个参考点的曲率。

14、优选地，一个实施例中，对路由组合进行包络冲突分析的过程包括：

15、确定车型后，将相应车型的车辆的后轴中心沿着对应路由移动，每隔设定距离记录车辆的轮廓形状，形成沿着路由的包络作为当前车型的行驶包络；根据行驶包络的碰撞节点确定冲突分段的入点和出点。

16、可选地，一个实施例中，根据行驶包络的碰撞节点确定冲突分段的入点和出点的过程，包括：

17、对每个路由，从道路入点开始往前，选取最先与其他路由上包络碰撞的车辆轮廓位置的前一个采样车辆后轴中心所在的参考点，作为冲突入点；从道路出点开始往后，选取最先与其他路由上包络碰撞的车辆轮廓位置的后一个采样车辆后轴中心所在的参考点，作为冲突出点，冲突入点和冲突出点之间构成当前路由的冲突分段。

18、基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的其他方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质上存储有可实现上述任意一个或多个实施例中所述方法的程序代码。

19、基于上述任意一个或多个实施例中所述方法的应用方面，本发明还提供一种基于空间协同建立描述道路冲突的数据结构的系统，该系统执行如上述任意一个或多个实施例中所述的方法。

20、与最接近的现有技术相比，本发明还具有如下有益效果：

21、本发明提供的一种基于空间协同建立描述道路冲突的数据结构的方法及系统，该方法基于道路参考线的分布情况确定可能发生交通冲突的所有道路冲突关系，其中全面考虑了不同交通场景可能出现的基本冲突关系和特殊路段冲突关系，从根本上为路由池的确定和冲突分段的建立提供全面的分析基础，从而为车辆的防冲突协同控制提供更可靠全面的辅助支持；

22、根据道路冲突关系、道路参考线曲率、曲率变化率、应用的车型和车辆行驶方向确定冲突道路对应的路由池，所述路由池中包括一组或多组路由组合，每个路由组合对应某种冲突关系的一种车辆行驶轨迹组合；路由池中考虑道路参考线曲率、曲率变化率及应用的车型，针对同一道路冲突关系能够有效兼顾交通中可能应用的多种路由；

23、进而依据车型分别对每个路由组合进行包络冲突分析，确定冲突道路中各路由组合对应的一种或多种冲突分段和冲突段。采用该逻辑，对于每一种路由组合，考虑车型不同的车体轮廓区别，实现包络冲突分析运算精确，确定不同车型对应冲突分段的分布位置，形成精确的数据结构，能够实现最佳的道路空间冲突描述效果，且操作简洁，时效性高。

24、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。