[发明专利]一种自动驾驶下交叉口通行权设置方法

说明书

本发明公开了一种自动驾驶下交叉口通行权设置方法，属于智能交通领域，能为自动驾驶车辆提供进入交叉口的最佳时刻并选择最佳出口车道。在自动驾驶环境下，确定交叉口的物理参数，将交叉口的内部空间分为若干正方形的方格。采集车辆所在进口道编号，转弯方向，到达停车线的预测时刻。建立车辆行驶路径选择模型、车辆实际到达停车线时刻的计算模型、驶入和驶出方格时刻的计算模型；确保同一个方格在同一时刻只能被一辆车占用，建立多台车辆占用同一个方格的约束条件公式；以交叉口到达车辆的总延误最小为目标函数，优化获得每辆车的最佳出口车道以及通过交叉口的最佳时刻。本发明方法能保障自动驾驶车辆在交叉口的安全与高效通行。

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及城市道路针对自动驾驶车辆的交通管控技术领域，更具体地说，涉及一种自动驾驶下交叉口通行权的设置方法。

背景技术

自动驾驶技术发展前景非常广阔，2018年以来，北京、上海、重庆、深圳多地针对自动驾驶车辆先后出台自动驾驶路测细则，杭州、广州、武汉正在规划建设无人驾驶实验基地。自动驾驶环境下，通过采用无线通信和互联网等技术，可以实现车辆之间、车辆与道路的通信。这使得车辆在交叉口不再需要信号灯控制，车辆间能相互协作、相互配合地通过交叉口，实现从基于信号相位的信号控制转变为针对“单个车辆”的通行权控制。但是，当到达的交通量较大时，如何协调自动驾驶车辆在交叉口内部空间的通行权，在不同进口道不同转弯方向的车辆间，确定最优的通过交叉口的车辆次序，成为需要研究的重要问题。

另一方面，现有绝大多数交叉口，对进口车道的左转、直行、右转做了严格的划分，车辆在进入交叉口之前需要换道到相应的车道，而车辆驶出交叉口时却没有规定必须驶入哪条车道，可以选择任一条出口道驶出。而在自动驾驶条件下，需严格设置每辆车驶入和驶出交叉口的车道，一方面，可提高自动驾驶车辆的安全性，另一方面可通过最优选择出口车道，提高交叉口的通行效率。

因此，本发明提供了一种自动驾驶下交叉口通行权的设置方法，在自动驾驶条件下，交叉口进口道无需划分车道功能，即所有进口道均可“左直右”行驶，在此条件下，同时优化自动驾驶车辆的通行时间和出口车道。以总延误最小为目标，将交叉口内部区域划分为若干方格，计算车辆选择不同出口车道时，占用每个方格的时间，通过约束一个方格最多被一辆车占用，实现车辆安全高效地通过交叉口区域。

经对现有技术的文献检索发现，已有针对自动驾驶交叉口通行权的文献主要基于先到先服务的通行方法，缺乏统筹考虑整个交叉口到达车辆的总延误。

发明内容

技术问题：针对自动驾驶车辆在进口道所有车道都能“左直右”通行的条件下，如何最佳确定通行次序的同时选择最佳出口车道的问题，本发明提供了一种自动驾驶下交叉口通行权的设置方法，确保自动驾驶车辆安全、高效、有序地通过交叉口。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种自动驾驶下交叉口通行权设置方法，包括如下步骤：

步骤1：确定交叉口各进口道、出口道车道数并分别对其编号，将交叉口的内部空间分为若干正方形的小方格并将方格进行编号，确定各方格的坐标范围；采集车辆所在进口道编号，转弯方向，到达停车线的预测时刻，输入交叉口所有的车辆通行路径压到的方格以及车辆进入和驶出方格的位置点；

步骤2：建立车辆行驶路径选择模型，建立车辆实际到达停车线时刻的计算模型，建立驶入方格的时刻和驶出方格的时刻的计算模型；

步骤3：确保同一个方格在同一时刻只能被一辆车占用，建立多台车辆占用同一个方格的约束条件公式；

步骤4：以交叉口到达车辆的总延误最小为目标函数，优化获得每辆车的最佳出口车道以及通过交叉口的最佳时刻。

本发明中，步骤1包括如下步骤：