[发明专利]一种车车通信环境下匝道汇入协同轨迹确定方法及设备

权利要求书

1.一种车车通信环境下匝道汇入协同轨迹确定方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将主路上匝道汇入点上游的车辆以从下游到上游的顺序依次编号，从第二辆车开始依次遍历，搜索合适的换道间隙；其中判断每辆车与前车之间的是否存在插入位置的方法包括：

(1.1)设C_i与C_i-1正中间多出一辆以速度V_i行驶的虚拟车辆C_u，使用IDM跟驰模型计算C_i的加速度a_i与虚拟车辆C_u的加速度a_u；其中i为主路上车辆编号；

(1.2)若a_i与a_u均不小于设定的阈值，则继续执行步骤(1.3)，否则认为当前车辆不存在插入位置，进行下一辆车的判断；

(1.3)判断匝道车辆C₀是否能够通过与插入位置的后车进行协同变化速度的方式，达到顺利汇入主路的目的，具体方法为：

将匝道拉直与主线平行，建立平面二维坐标系，横轴为时间轴t，纵轴为距离轴y；

设C₀以恒定加速度加速，得到C₀的运行轨迹y₀(t)，设虚拟车辆C_u一直位于C_i与C_i-1正中间，得到虚拟车辆C_u的运行轨迹y_u(t)；

计算抛物线y₀(t)与直线y_u(t)相切时的交点是否满足三个约束条件：加速度限制0≤a≤a_m、换道位置限制L₁≤y_u(t)≤L₂和主路车辆减速程度限制d_min≤d≤1；其中a_m为最大加速度，[L₁,L₂]为可换道位置的y轴范围，L₁为C₀距离准许变道区的最近距离，L₂为C₀距离准许变道区的最远距离，d为主路车辆速度折减系数,d_min为设定的折减系数阈值；

若满足则说明C₀在C_i之前插入不会给主路造成明显影响，进入步骤(3)，否则认为当前车辆不存在插入位置，进行下一辆车的判断；

(2)若车辆遍历结束未能搜索到合适的插入位置，则C₀在匝道入口处停车等待；

(3)C₀以加速度a稳定加速至d×V_i，C_i减速至d×V_i，C₀保持车速d×V_i并顺利汇入主路。

2.根据权利要求1所述的一种车车通信环境下匝道汇入协同轨迹确定方法，其特征在于，所述步骤(1.3)中，二维坐标系中以当前时刻为t＝0，C₀所在位置点为y＝0，匝道车辆C₀的运行轨迹虚拟车辆C_u的运行轨迹其中，b_m为主路车辆C_i的容许减速度，S_i为主路车辆C_i的车头间距，Y_i为主路车辆C_i距离准许变道区的最近距离。

3.根据权利要求2所述的一种车车通信环境下匝道汇入协同轨迹确定方法，其特征在于，所述步骤(1.3)中通过求解如下方程得到交点：

y_u(t)＝y₀(t)

将方程具体展开解得

将三个约束转换成以t与Δt为变量的约束，在以Δt为横轴，t为纵轴的平面直角坐标系中，寻找是否存在可行解。