[发明专利]一种基于无线通信的非信控交叉路口车辆编队通行方法

说明书

本发明涉及一种基于无线通信的非信控交叉路口车辆编队通行方法，其步骤：网联车辆驶近非信控交叉路口时，利用无线通信将自身的身份编号、位置、速度和加速度信息进行广播；服务平台获取所有网联车辆的身份编号、位置、速度和加速度信息，确定每个网联车辆的虚拟前车，并将每个网联车辆的虚拟前车所对应真实车辆的身份编号进行广播；每个网联车辆获取自身的虚拟前车所对应真实车辆的身份编号,进而依据该身份编号获取虚拟前车所对应真实车辆的位置、速度和加速度信息，并进行坐标转换，变为等效前车，自动控制车辆跟踪等效前车，直至驶离交叉路口。本发明可大幅避免车辆在非信控交叉路口的减速、停车和起步过程，减小通行时间，提高非信控交叉路口的通行效率，同时降低对通信的需求。

技术领域

本发明涉及一种智能交通系统领域，特别是关于一种基于无线通信的非信控交叉路口车辆编队通行方法。

背景技术

汽车技术的发明和发展在给人类带来便利的同时，也带来了一系列问题，而交通拥堵就是其中最主要的问题之一。统计显示，北京每个工作日因交通拥堵而带来的直接和间接的经济损失平均在千万元级别。因此，如何提升交叉路口通行效率，成为汽车和交通领域的研究重点。近年来，网联汽车(CV,Connected Vehicles)技术快速发展，可为解决上述问题提供新的思路，因而得到了汽车和交通领域的广泛关注。网联汽车通过车辆与车辆、车辆与路侧基础设施、车辆与互联网的通信，可以更广泛地获取周围环境信息，从而在感知、决策和控制层面实现车车、车路协同。在网联汽车技术的基础上，多个车辆以相对于自由驾驶条件下更短的车间距离进行编队行驶，形成车辆队列，不但可以降低风阻、减少油耗，更可以减小车流总体长度、降低通行时间、提升交通效率。

然而，尽管车辆编队行驶有助于缩短车流长度、降低通行时间，但是在交叉路口这种交通瓶颈处却大受制约。在有信号控制的交叉路口，车辆队列可能会被红灯所截断，无法保证整个队列连续通行；在无信号控制的交叉路口，不同方向的车辆队列会相互干涉，只能依据优先权依次通行。在这个过程中，低优先权的车辆队列有很大的概率要经历减速、停车、再启动的过程，因而车辆队列在提高通行效率方面的优势大打折扣。为此，如何在交叉路口进行车辆编队控制、避免上述局限，成为车辆编队实用化所面临的一大瓶颈。

关于非信控交叉路口的车辆编队通行方法的相关专利尚不存在。与之类似的已有的技术主要是针对非信控交叉路口的车辆冲突消解或车速引导而提出的相应解决方法。北京航空航天大学提出的消解无信号交叉口两车交通冲突的方法和西安电子科技大学提出的消解无信号交叉口两车交通冲突的方法均设计了两车的冲突辨识、分级与消解方法，其关注车辆安全性，较难应用于关注车辆通行效率的编队中。苏州大学张家港工业技术研究院提出的非信控交叉路口的冲突消解和车速引导方法，旨在对驾驶员进行速度引导，速度轨迹计算较为复杂，也不适用于车辆队列的应用。重庆邮电大学提出的基于车路协同技术的车辆编队方法及其系统和重庆云途交通科技有限公司提出的基于车路协同技术的车辆组队行驶管理方法则未考虑交叉路口的情形。

现有技术中还有一些非信控交叉路口的冲突消解和交叉路口管理的方法，难以应用于车辆的编队控制。如车路协同环境下的交叉口的协调控制研究和基于车路协同技术的交叉口协调方法研究、无信号十字交叉口协作车辆控制研究等，提出多车通过交叉口的安全车速计算方法仅考虑速度跟踪，但是无法应用于车辆编队。由此可见，目前尚无非信控交叉路口车辆编队通行的有效实用的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于无线通信的非信控交叉路口车辆编队通行方法，该方法基于无线通信，对驶近非信控交叉路口的网联车辆进行编队，使各个方向的网联车辆可以依次通过交叉路口，从而避免车辆的减速、停车、起步过程，减小通行时间，提高非信控交叉路口的通行效率。