基于V2X的提高混合交通流下路口通行效率的方法及装置与流程

本发明属于交通控制，具体涉及一种基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法及装置。

背景技术：

1、随着经济与科技的发展，人们的生活水平不断提高，汽车作为最主要的交通工具步入了千家万户。在城市交通运输中，路口区域交通拥堵、交通事故频发。交通信号灯是加强城市道路交通运输管理，减少交通事故的发生，提高道路交通效率，改善交通状况的一种重要工具。交通信号灯由道路交通信号控制机控制，指导机动车、非机动车和行人安全有序地通行。然而，在某些场景下不仅不会提高道路使用效率反而会降低道路使用效率，多辆车同时在路口等待时，由于启动和加速时间不一致，则会导致道路使用率降低，另一方面，路口交通信号灯的相位状态在一定的时间内是固定不变的，就算某个行驶方向无车辆通过路口，也会为该通行方向分配绿灯相位，因此造成路口通行效率降低。

2、近年来，5g、车联网、大数据、云计算以及道路电子技术飞速发展，车路协同技术发展迅猛，该技术采用无线通信和新一代互联网等技术，全方位实施车车、车路动态实时信息交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人车路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率，从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法及装置，以解决路口交通信号灯的相位状态在一定的时间内固定不变而造成路口通行效率降低的问题。

2、为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法，该方法包括：

3、当第一车辆行驶至交叉路口时，建立第一车辆与该交叉路口的路侧智能基础设施之间的连接；

4、基于该交叉路口的路侧智能基础设施，获取第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位以及与第一车辆行驶方向存在冲突的其他行驶方向的第二车辆的行驶状态；

5、当第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位为红灯时，获取第一车辆通过该交叉路口的第一时间；

6、根据第二车辆的行驶状态，判断第一时间内是否有第二车辆驶入该交叉路口；若否，则该交叉路口的路侧智能基础设施将第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位更改为可通行相位，使第一车辆通过该交叉路口；若是，则第一车辆停车等待，直至第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位为可通行相位或第一车辆以舒适加速度加速通过该交叉路口的时间内无第二车辆驶入该交叉路口后，第一车辆再通过该交叉路口。

7、进一步的，第一车辆通过该交叉路口的第一时间为第一车辆以当前行驶状态通过该交叉路口的时间或第一车辆以舒适加速度加速通过该交叉路口的时间；第一车辆通过该交叉路口的速度应不超过该交叉路口所允许的最大行驶速度且应避免与其他车辆碰撞。

8、进一步的，当车辆通过该交叉路口时，建立车辆的安全避撞约束，包括：

9、以两个半径相等的圆刻画车辆轮廓，其中双圆交点位于车辆矩形轮廓长边的中点位置；

10、获取所述双圆的圆心位置；

11、根据车辆的行驶方向，建立车辆通过该交叉路口时的车辆行驶安全域；

12、当车辆通过该交叉路口时，使所述双圆的圆心位置位于所述车辆行驶安全域内。

13、进一步的，当车辆左转通过该交叉路口时，以当前行驶车道的两个出口点、目标行驶车道的两个入口点以及当前行驶车道和目标行驶车道的右侧车道线的延长线交点构建多边形，作为车辆行驶安全域；

14、对于当前行驶车道的右侧出口点以及目标行驶车道的右侧入口点分别和延长线交点所构成的第一边界，使所述双圆的圆心位置位于所述车辆行驶安全域内且与所述第一边界距离大于等于所述半径；

15、对于当前行驶车道的左侧出口点和目标行驶车道的左侧入口点所构成的第二边界，使所述双圆的圆心位置位于所述车辆行驶安全域内。

16、进一步的，通过面积法使所述双圆的圆心位置位于所述车辆行驶安全域内，包括：

17、获取当前行驶车道和目标行驶车道的停车线交点；

18、对于每个圆心，计算其与第二边界所构成的三角形的第一面积、其与当前行驶车道的左侧出口点和停车线交点所构成的三角形的第二面积以及其与目标行驶车道的左侧入口点和停车线交点所构成的三角形的第三面积；

19、获取当前行驶车道的左侧出口点、目标行驶车道的左侧入口点和停车线交点所构成的三角形的第四面积；

20、当某个圆心所对应的第一面积、第二面积以及第三面积之和大于所述第四面积，则认为该圆心位置位于所述车辆行驶安全域内。

21、按照本发明的第二方面，提供了一种用于实现上述的基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法的基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的装置，该装置包括车辆系统、路侧智能基础设施、车载网联通信终端以及云端管理系统；

22、车辆系统包括线控底盘和各类车载执行器；线控底盘指的是通过can总线控制车辆驱动、档位、制动、转向、驻车以及必要的指示灯光，并且车辆给出正确及时的状态反馈；

23、路侧智能基础设施包括交通信号灯和通信模块；交通信号灯用于提供通行相位以及根据需求更改通行相位；通信模块用于与通信范围内的车辆以及云端管理系统进行数据交互；

24、车载网联通信终端包括网联通信终端以及与其连接的定位模块和状态估计模块；定位模块和状态估计模块用于获取本车位置信息和行驶姿态信息并发送给网联通信终端，网联通信终端用于本车和其他车辆、路侧智能基础设施以及云端管理系统进行数据交互，且通过can总线控制线控底盘；

25、云端管理系统包括信息存储模块、信息处理模块和通信模块；信息存储模块用于记录保存路侧智能基础设施上传的道路交通环境信息和车辆上传的行驶状态信息；信息处理模块用于处理数据以获取第一车辆通过该交叉路口的第一时间，并根据第二车辆的行驶状态确定第一车辆是否通过该交叉路口；通信模块用于与路侧智能基础设施和车载网联通信终端进行数据交互。

26、进一步的，路侧智能基础设施还包括雷达、摄像头、道路交通标志和环境信息融合计算模块；

27、雷达和摄像头用于感知该路侧智能基础设施一定范围内的道路交通环境信息并将感知到的信息发送给环境信息融合计算模块进行融合处理；

28、道路交通标志是指限速或者预警类标志，用于提醒混合交通流下非网联功能车辆；

29、交通信号灯用于提醒混合交通流下非网联功能车辆；

30、环境信息融合计算模块用于处理雷达和摄像头感知到的道路交通环境信息并发送给通信模块。

31、进一步的，通信流程包括：

32、车辆的车载网联通信终端与云端管理系统建立连接，将本车位置信息和行驶姿态信息发送给云端管理系统；

33、车辆行驶至交叉路口时，建立车辆与该交叉路口的路侧智能基础设施之间的连接；

34、路侧智能基础设施搭建完成即与云端管理系统建立连接；车载网联通信终端与路侧智能基础设施的连接由云端管理系统进行整体统筹控制。

35、按照本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线；其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；

36、所述存储器中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述的基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法的步骤。

37、按照本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述的基于v2x的提高混合交通流下路口通行效率的方法。

38、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：

39、本发明获取第一车辆通过该交叉路口的第一时间，并根据第二车辆的行驶状态，判断第一时间内是否有第二车辆驶入该交叉路口；若否，则该交叉路口的路侧智能基础设施将第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位更改为可通行相位，使第一车辆通过该交叉路口；若是，则第一车辆停车等待，直至第一车辆行驶方向的信号灯的通行相位为可通行相位或第一车辆以舒适加速度加速通过该交叉路口的时间内无第二车辆驶入该交叉路口后，第一车辆再通过该交叉路口；由此解决路口交通信号灯的相位状态在一定的时间内固定不变，即使某个行驶方向无车辆通过路口，也会为该通行方向分配绿灯相位，因此造成路口通行效率降低、导致交通拥堵的问题。

40、其次，本发明在保证通行安全的前提下，通过提供具备c-v2x车路协同功能的车辆交通行驶特权，促进了c-v2x车路协同技术的落地使用及发展。