[发明专利]一种基于约束树的无信号灯交叉口智能车通行决策方法

权利要求书

1.一种基于约束树的无信号灯交叉口智能车通行决策方法，其特征在于：

步骤1、通过车辆基础设施互联系统接收车辆信息，每当有智能网联汽车驶入通信区时，设置在交叉口附近 的路侧智能体就与车辆建立连接，从而接收车辆进入通信区时的运动状态信息，包括其位置x_i(t)、速度v_i(t)；

步骤2、确定通信区内所有N辆车的通行序列；

步骤2.1、将第i辆车定义为第i号节点，对i从1到N，然后确定每辆车的通行序列；

步骤2.2、第1辆车从通信区内第1个通过，则将1号节点放在约束树的第一层；

步骤2.3、当有第2辆车进入通信区内时，如果第2辆车与第1辆车不存在交叉冲突、合流冲突或分流冲突，则第2辆车能与第1辆车同时通过交叉口通信区，将2号节点放在约束树的第一层；若存在第2辆车与第1辆车存在交叉冲突、合流冲突或分流冲突，则第2辆车在第1辆车之后通过通信区后再通过通信区，此时，将2号节点放在约束树的第二层；

步骤2.4、当第i辆车进入通信区时，前i-1辆车已形成一个具有k层节点的约束树；若第i辆车能与第k层的所有车同时通过交叉口通信区，则将i号节点放在约束树的第k层，若不能则将i号节点放在约束树的第k+1层；

步骤3、确定每辆车的目标方程；

步骤3.1、每辆车确定其序列前车；

第1辆车不存在序列前车，第2辆车的序列前车为第1辆车；当第i辆车不是它所在层最早达到的车辆时，它的序列前车为所在层中最早到达的车，当第i辆车为它所在的层最早达到车辆时，它的序列前车为第i-1辆车；以此类推，得到所有N辆车的序列前车；其中，第i辆车的相关参数均用下标i表示，第i辆车的序列前车的相关参数均用下标p表示；

步骤3.2、计算第i辆车与序列前车之间的车间距；

根据以下公式计算两车之间的车间距

S_i(t)＝x_p(t)-x_i(t)-L_p

其中：S_i(t)代表t时刻的第i辆车距离其序列前车的车间距，x_p(t)代表序列前车t时刻的位置，L_p代表序列前车的车身长度，x_i(t)代表第i辆车t时刻的位置；

步骤3.3、根据第i辆车距离其序列前车的初始车间距判断约束类型；

如果S_i(t₀)＞30m，则约束为时间型；

如果S_i(t₀)≤30m，则约束为空间型；

其中t₀代表第i辆车进入通信区瞬时的时刻，S_i(t₀)代表t₀时刻的第i辆车距离其序列前车的车间距；

步骤3.4、根据约束类型，生成具体的目标方程；

步骤4：将步骤2中得到的节点分布和步骤3中得到的目标方程相结合，即构成无信号灯交叉口的通行决策结果的约束树。

2.根据权利要求1所述的基于约束树的无信号灯交叉口智能车通行决策方法，其特征在于：步骤3.4中：确定通信区内所有N辆车的目标方程，对应第i辆车，具体如下：

若i＝1，即该车为第一个通过路口的车辆，无需建立约束；

若2≤i≤N，若第i辆车属于空间型约束，则i号车的目标方程为

f_i(x，v，t)：x_p(t)-x_i(t)-L_p＝δ_i

其中，f_i(x，v，t)代表目标方程，δ_i表示期望车间距；D为常数；

若第i辆车属于时间型约束，记合流速度为常数V_M，若第i辆车初始速度v_i，0满足

v_i，0≥V_M

则其约束为

若第i辆车初始速度v_i，0满足

v_i，0＜V_M

则其约束为

其中，a_max为常数，代表车辆的最大加速度；T_i可表示如下：

T_i＝max{T_i，min，T_i，ear}

其中，T_i，min代表第i辆车的可接受最早到达交叉口的时间，T_i，ear代表第i辆车的能够实现的最快到达交叉口的时间，r_c为交叉口通信区半径，D为常数。