[发明专利]一种无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制系统及方法

说明书

本发明提供了一种无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制系统及方法，所述系统包括汽车AVCS控制系统、道路信息采集系统、交叉路口区域控制中心系统三个子系统。三个子系统之间的控制和数据传输通过无线计算机进行连接与处理。本发明实现了无人驾驶车与车、车与路之间的信息交互，考虑了道路路表纹理、车辆运行状态、路面天气环境及道路交叉路口形状因素，对无人驾驶汽车通过干燥路面上交叉路口的运行速度进行测算与控制，同时对交通流比较大的交叉路口区域内车辆之间驾驶行为进行安全预警。可以快速处理城市道路交叉路口的安全驾驶行为，并能够根据道路线形的变化状况实时决策交叉路口驾驶策略，确保车辆通过道路交叉路口过程中的安全性。

技术领域

本发明属于无人驾驶技术以及智能交通运输工程领域，尤其涉及一种无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制系统及方法。

背景技术

无人驾驶汽车及其对道路环境的感知技术是目前交通运输领域的研究一个热点话题，是集自动控制系统、智慧道路及环境信息感知等技术于一体的智能交通发展的产物，其主要目的在于实现车辆自动控制驾驶行为，避免人工驾驶时主观影响因素造成的潜在交通事故风险，从而实现汽车的安全行驶，促进交通运输行业的高效、安全发展。现阶段，对于无人驾驶环境感知的研究主要还停留在汽车自动控制领域和模拟控制系统领域，而对路面环境信息感知领域的研究则很少。在传统信号灯控制的城市主干道交叉路口处，常存在道路空间、线形设计问题，导致车辆在靠近交叉路口或通过交叉路口极易造成交通拥挤，从而引发较高的事故发生率，严重制约着交叉路口的运行效率。同时，由于信号灯的设置使得车辆在通过交叉路口区域内时反复地执行“减速-停车-启动-加速”的操作行为，导致了大量的行驶延误和燃油消耗、污染物排放，严重影响了车辆行驶的舒适性、安全性。无人驾驶车辆是未来车辆的发展方向，具有减少交通事故、缓解交通压力等优点，随着智能交通、感知处理技术的迅速推广，无人驾驶汽车的应用逐渐得到公众认可。未来汽车自动驾驶环境中传统的控制交叉路口车流量的交通信号灯将被取消，在道路交叉路口无信号灯控制条件下无人驾驶汽车如何在复杂道路环境下安全、快速地通过交叉路口是智能交通领域亟需解决的技术问题，这将是无人驾驶领域的一个突破。

中国专利文献CN105160917A公布了一种基于车路协同的信号控制交叉路口车速引导方法，主要是借助车辆运行状态信息和信号灯信息的交互控制进行建议车辆通过道路交叉路口的速度及是否变道操作。该方法仅从交叉路口车速诱导角度考虑，局限于有信号灯控制的环境下，尚未考虑特殊天气环境的影响和各种运行状态的车辆下一步驾驶行为；虽然，中国专利文献CN106205169A公布了一种交叉路口进口道车速控制方法，解决了不同天气条件对车辆安全间距的影响问题，对不同运行状态的车辆通过交叉路口时进行了分类，但是基于信号灯控制条件下对交叉路口处车速控制与预警，考虑了信号灯试延续时间的影响使得通过交叉路口的建议车速不是最优的，不同天气影响的修正系数偏高。

目前，在无人驾驶汽车技术及智慧道路领域内都需要实时感知道路周围环境从而做出正确的自动驾驶行为。同时，在无信号灯控制的道路交叉路口，及时控制车辆行驶速度是防止车辆在转弯或直行过程中发生滑移的重要手段，而且轮胎-路面的附着系数随着车速呈非线性变化，无法人为确保车辆行驶的安全性。因此，智慧道路领域内亟需无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制算法，以满足无人驾驶车辆安全性、可靠性等关键问题。

发明内容

发明目的：针对以上现有技术出现的问题，本发明提出提供了一种无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制系统及方法，该系统可以根据智能交通的技术特点、感知信息处理技术与道路交叉路口车辆通行特点，在无人驾驶汽车通过无信号灯控制的交叉路口时综合提供给车辆控制子系统(AVCS)一个尽可能安全快速驶过交叉路口或以最佳运行方案通过交叉路口的速度控制策略，包括是否停止、直行或超车驾驶行为、具体行驶速度等，使得无人驾驶车辆按照就最佳车速和行驶方式在干燥路面上尽量快速通过交叉路口，为自动驾驶技术和智慧道路的发展提供核心技术支持。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种无人驾驶车辆通过交叉路口时速度控制系统，该系统构成如下：