[发明专利]一种面向纯网联环境的单点交叉口车辆控制方法

说明书

本发明涉及一种面向纯网联环境的单点交叉口车辆控制方法，具体包括以下步骤：S1、采集网联自动驾驶车辆在交叉口控制区域内的物理状态信息；S2、确定车辆端的加速度策略以及车道策略的选择范围；S3、建立个体车辆的收益；S4、建立车辆群体的联盟特征函数；S5、基于合作博弈理论建立交叉口网联自动驾驶车辆协同驾驶模型；S6、计算得到车辆群体的最优行驶策略组合，并发送至对应的车辆端；S7、车辆端根据接收到的最优行驶策略发送控制指令调整驾驶行为。与现有技术相比，本发明具有有效提高车辆群体在安全性、效率和舒适性方面的综合收益，切实为网联自动驾驶车辆通过交叉口过程提供决策性建议等优点。

技术领域

本发明涉及道路交叉口车辆控制技术研究领域，尤其是涉及一种面向纯网联环境的单点交叉口车辆控制方法。

背景技术

近年来机动车人均拥有量显著增加，交通运输需求量随之增长，道路交通系统负荷愈加严重，交通事故频发，车辆拥堵现象突出，环境污染问题日益严重。交叉口区域内车辆的启动、停车、加减速等行为的发生率明显高于其他路网区域，对车流运行的整体连贯性造成负面影响，从而产生交通延误。合理控制交叉口处车辆运行，确保车辆在交叉口的安全性的同时保证行车效率和乘客舒适性是解决道路交通问题的基础。

智能交通系统当前主要发展方向为自动驾驶智能车路协同技术，其发展重心已然由单体智能阶段过渡到群体智能及环境智能交互的进程中，先进的无线通信及互联网技术为自动驾驶车辆间的互联互通提供了保障，也大大提高了自动驾驶车辆间的信息共享程度。随着人工智能技术和汽车领域的不断发展，自动驾驶车辆已经拥有五个级别。自动驾驶技术的发展为车辆群体控制提供了可能性，从全局利益出发，实现对车辆系统综合调控的目的，在提高整个交通系统的控制效果方面扮演着重要角色。

目前在国内外已经有了相应的控制方法，但是其多针对单一个体车辆的研究，车辆间彼此独立，缺乏对车辆行驶过程中的合作行为研究；交通环境多被简化为单车道，忽略了现实环境中车辆的换道行为。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向纯网联环境的单点交叉口车辆控制方法，有效提高了车辆通过道路交叉口时在安全性、效率和舒适性三方面的综合表现。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种面向纯网联环境的单点交叉口车辆控制方法，具体包括以下步骤：

S1、采集网联自动驾驶车辆在交叉口控制区域内的物理状态信息；

S2、根据所述物理状态信息确定车辆端的加速度策略以及车道策略的选择范围；

S3、结合车辆端的加速度策略以及车道策略，建立个体车辆的收益；

S4、以个体车辆的收益为基础，建立车辆群体的联盟特征函数；

S5、根据车辆群体的联盟特征函数，基于合作博弈理论建立交叉口网联自动驾驶车辆协同驾驶模型；

S6、根据所述交叉口网联自动驾驶车辆协同驾驶模型，计算得到车辆群体的最优行驶策略组合，并发送至对应的车辆端；

S7、车辆端根据接收到的最优行驶策略发送控制指令调整驾驶行为。

所述交叉口控制区域的范围具体为交叉口所有进口道停车线之前的预设距离Lc处至驶出交叉口位置范围内。

所述物理状态信息包括二维空间位置、速度和加速度。

所述车辆端的加速度策略基于车辆端在当前时刻的速度，具体公式如下所示：

a_min≤a_i≤a_max