[发明专利]有效的路口自动驾驶协议

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于对通过路口的车辆转向和速度提供控制的系统和方法，更具体而言，涉及一种对通过路口的车辆转向和速度提供自动控制的系统和方法，其中，路口被限定为是否允许车辆在某些车道直线行驶通过路口、左转、右转或其组合。

背景技术

现代车辆的操作变得越来越自动，即，能够提供驾驶控制，驾驶员介入变得越来越少。巡航控制系统已经在车辆上很多年了，其中，车辆操作者能够设定特定的车辆速度，并且车辆将在驾驶员不操作节气门的情况下保持该速度。在本领域中已经研发出自适应巡航控制系统，其中，系统不仅保持该设定速度，而且在利用各种传感器（诸如雷达和摄像机）检测出较慢移动的前方车辆时自动地使车辆减速。某些现代车辆还提供自动泊车，其中，车辆将自动地提供转向控制，用于泊车。如果驾驶员进行可能影响车辆稳定性的急剧的转向改变，则一些车辆系统将介入。一些车辆系统试图将车辆保持在道路上的车道中心附近。另外，完全自动车辆已经被证明能够在模拟城市交通中驾驶达到30mph，遵守所有的道路规则。

随着车辆系统的改进，它们将变得更加自动，目标是彻底自动的车辆。例如，未来的车辆可能将采用自动系统来用于车道改变、超车、离开交通、进入交通等等。随着这些系统在车辆科技中变得更普遍，将有必要确定驾驶员是什么角色来与这些系统结合来控制车辆速度和转向、以及超驰该自动系统。

基于车辆ad-hoc网络的主动安全和驾驶员辅助系统允许无线车辆通信系统（例如本领域技术人员已知的专用短程通信（DSRC）系统）将消息传输给特定区域中的其它车辆，带有关于驾驶情况的警告消息。在这些系统中，本领域技术人员已知的多跳geocast路由协议通常用于扩展警告消息的可达性，即，作为一次多跳传输过程，将主动消息传送给可能在几公里之外的车辆。换句话说，告知驾驶员某种情况的初始消息利用geocast路由协议在车辆之间传输，使得很远距离之外的相关车辆将接收到消息，其中，一个车辆的直接传输范围通常是较短的。

车对车（V2V）和车辆对基础设施（V2X）通信系统需要最少一个实体来传送消息给另一个实体。例如，许多车对车安全应用可以通过简单地从相邻车辆接收广播消息而在一个车辆上执行。这些消息不针对任何特定车辆，但意味着与车辆群体共享，以支持安全应用。在期望避免碰撞的这些类型的应用中，当两个或更多车辆彼此通话且碰撞成为可能时，车辆系统可以警告车辆驾驶员或者可能为驾驶员采取逃避动作，例如施加制动器。类似地，交通控制单元可以观察信息的广播，并且对通过给定路口或道路的交通流产生统计。

当道路交叉时，产生路口。为了防止车辆在路口处彼此相撞，提供了一些类型的交通控制机制，诸如停止标志，让行标志，交通灯等，使得垂直地或横向行驶的交通能够安全地行驶通过路口。然而，路口，尤其是高流量的交通路口，仍然是很多交通碰撞产生的原因。此外，由于沿一个方向行驶的交通通常停止在繁忙的路口以允许交通沿另一个方向流动，因此路口造成交通拥堵和烦躁感。自动驾驶的车辆和受控的路口提供了安全和有效地允许车辆沿着垂直或横向方向行驶以安全地通过路口的机会。

以自动驾驶在繁忙的路口安全地增强交通吞吐量在技术上具有挑战性并且是尚未解决的问题。实现该目标的已知技术通常采用中央仲裁器模块，诸如路口管理器，以便解算车辆之间的空间-时间冲突，并且对接近路口的配备通信的车辆分配空间-时间预约。然而，由于在交通路口的计算复杂的仲裁器的维护和运转问题，这种仲裁器模块以及时的方式解算冲突和预约空间-时间间隙的实用性仍然是未知的。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于有效地和连续地允许车辆行驶通过路口的系统和方法。该方法包括对于将要进入路口的所有车辆广播同步信号，以及对于将要进入路口的所有车辆广播路口流类型，该路口流类型标记哪个行驶车道沿哪个方向行驶。该方法还包括对于将要进入路口的所有车辆标记到达同步模式，以及控制车辆行驶通过路口的速度以及车辆进入路口的时间，使得沿垂直方向或横向方向行驶通过路口的车辆将同时行驶通过路口而不会彼此相撞。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种控制通过路口的车辆流的方法，所述方法包括：

对于将要进入路口的所有车辆广播同步信号；

对于将要进入路口的所有车辆广播路口流类型，该路口流类型标记哪个行驶车道沿哪个方向行驶；

对于将要进入路口的所有车辆标记到达同步模式；以及

控制车辆行驶通过路口的速度以及车辆进入路口的时间，使得沿垂直方向或横向方向行驶通过路口的车辆将同时行驶通过路口而不会彼此相撞。