[发明专利]考虑待行队列与安全避撞的网联汽车绿色通行系统与方法

说明书

本发明涉及一种考虑待行队列影响与安全避撞的网联汽车绿色通行系统与方法，绿色通行方法主要包含绿色通行系统架构、交通信息获取方法、基于智能驾驶员跟车模型和运动学模型的待行队列通行时间估计方法、基于动态规划的汽车绿色通行速度优化方法以及基于车距保持的避撞控制方法五个部分；该方法利用现有成熟的技术条件，在智能网联汽车技术尚未大规模普及的情况下，实现城市拥堵路口汽车安全、节能、高效通行控制，为汽车经济性驾驶、绿色通行、路口高效通行等技术提供了有效可靠的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种考虑待行队列与安全避撞的网联汽车绿色通行系统与方法，属于智慧交通领域。

背景技术

随着汽车电子、网络通信、智能控制等领域发展，汽车与交通有机的融合为一个整体，有利于构建智慧的交通体系，促进汽车和交通服务的新模式新业态发展，对提高交通效率、节省资源、减少污染、降低事故发生率、改善交通管理具有重要意义。

其中，路口待行队列影响后续汽车运动速度变化，而运动速度是汽车安全、节能、高效控制的关键；在现有智能网联汽车技术(包含智能网联汽车技术，指汽车与万物的信息交互与共享，例如车车通信V2V、车路通信V2I、车人通信V2P、车网通信V2N等；汽车自主驾驶技术)普及程度较低的情况下，利用现有手段合理地估计待行队列通行时间，并将估计的通行时间应用于汽车经济性行驶车速优化，对于汽车节能驾驶、绿色通行、路口高效通行等先进控制技术的应用有着重要的意义，有效地提高交通安全性、汽车节能水平、交通通行效率。

发明内容

本发明提供一种考虑待行队列与安全避撞的网联汽车绿色通行系统与方法，充分考虑了实际情况和现有技术水平，并获取优化的绿色通行车速，同时集成避撞控制方法，以保证汽车行驶安全性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种考虑待行队列与安全避撞的网联汽车绿色通行系统，包括控制区域，其为距离路口停车线一定范围的区域；

还包括若干被控汽车，前述的被控汽车为即将驶入或者正在控制区域内形式的汽车，且被控汽车通过V2I通讯与信号灯控制器连通；

还包括待行队列，前述的待行队列指信号灯为红灯时，在路口停车线等待通行的汽车组成的队列；

在控制区域的边缘设置若干第一地磁线圈，即第一地磁线圈远离路口停车线；

在路口停车线铺设若干第二地磁线圈；

作为本发明的进一步优选，首先定义信号灯相位配时为信号灯当前状态，以及转为下一状态所需时间；

当信号灯为红灯时，首先获取路口停车线处待行汽车的数量、信号的相位配时信息，优化控制区域的长度；

然后利用智能驾驶员跟车模型计算待行队列内汽车的加速度或者减速度，并基于汽车运动学模型计算待行队列的长度与速度变化轨迹，估计待行队列通行时间；

接着应用包含能量和动力学的汽车模型，考虑多约束和多目标，设计包含汽车与交通约束的车速优化问题，并采用动态规划算法计算汽车绿色通行车速；

最后利用V2I通讯将优化车速发送至被控汽车，进入控制区域后即按照此车速行驶，同时执行避撞策略，保证安全通行；

作为本发明的进一步优选，具体包括以下步骤：

初始化：设定控制区域范围D，初始化被控汽车数量N＝0，初始化第一地磁线圈计数N1，初始化第二地磁线圈计数N2＝0，初始化时间t＝0，初始化控制器计算单元；

第一步：交通信息获取，在距离路口停车线长度为D的位置，预先在道路内埋设地磁线圈，汽车通过时会自动计数，并输至信号灯控制器；其中，被控汽车的位置通过车载GPS采集，信号灯相位配时直接从信号灯控制器读取，上述信息实时传输至信号灯控制器；