[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

说明书

本发明提供了一种基于约束树的无信号灯交叉口智能车通行决策方法，步骤1、通过车辆基础设施互联系统(V2I)接收车辆信息，每当有智能网联汽车驶入通信区时，设置在交叉口附件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3、确定每辆车的目标方程；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。本发明基于约束树的无信号灯交叉口智能车通信决策方法能适应于时变交通流量的场景，并且避免了复杂的优化求解方法，保证了决策过程的高效性。

技术领域

本发明涉及一种智能车辆的通行方法，尤其涉及一种基于约束树的无信号灯交叉口智能车通行决策方法。

背景技术

以乡镇公路交汇处为代表的无信号灯交叉口是交通事故易发地段，其难点在于如何使车辆之间互相协同，进而实现安全通行。随着智能网联技术的发展与落地，智能车能利用其搭载的车-车、车辆基础设施互联系统通信技术，为实现无信号灯交叉口多车协同提供可能。

通行决策是无信号灯交叉口多车协同的主要问题，通行决策的目的是得到用于后续车辆控制的控制目标。现有研究主要可分为两类，其一是把所有驶向交叉口的车辆视为同一个虚拟队列，所得的决策结果为统一的期望车间距，此类方法不适用于交通流量变化场景，例如当车辆之间初始间距过大时，设置统一的期望车间距会让后车产生不必要的追赶；其二是对所有车辆的期望到达时间进行无冲突优化调整，避免车辆占有冲突区域时间的重叠，此类方法依赖于集中式优化，通信负担大并且计算负担大，难以在实际场景下部署。

发明内容

本发明解决的是智能车在无信号灯交叉口的通行决策问题，给出驶向交叉口的车辆的序列和通行方式，将通行序列和通行方式作为决策结果给出。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：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(V2I)接收车辆信息，每当有智能网联汽车驶入通信区时，设置在交叉口附件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；

步骤3.2、计算第i辆车与序列前车之间的车间距；

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；

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。

本发明的有益效果为：

1、本发明所提出的基于约束树的无信号灯交叉口智能车通信决策方法能适应于时变交通流量的场景，并且避免了复杂的优化求解方法，保证了决策过程的高效性。

2、本发明创新地把复杂场景的通行序列和通行方式决策结果用约束树的形式进行表达，为无信号灯交叉口的决策分析提供了新的思路；

3、本发明根据各车初始车间距的不同设置了相应的通行方式及其目标方程，提升了交通流量变化场景下车辆通行决策的合理性，一方面避免了远方车辆不必要的追及，从而提升车辆的行驶经济性，另一方面实现了局部区域内的队列行驶，从而提升交叉口的安全性和通行效率。

附图说明

图1为无信号灯交叉口路面行车示意图；