[发明专利]一种智能网联汽车队列信号交叉口通行引导方法

说明书

本发明涉及一种智能网联汽车队列信号交叉口通行引导方法。该方法主要包括：获取路口交通信号灯的相位配时信息及控制区域内待行车辆队列信息；对智能网联汽车进行队列划分；确定车辆队列能够顺利通过信号交叉口的允许时间范围；构建车辆队列行驶轨迹车速集；以车辆队列能耗最优为目标，对车辆队列行驶轨迹车速进行优化。该方法考虑到信号灯智能化程度低的实际情况，利用现有技术条件，有效提升路口通行效率，改善车辆节能效果，为智慧交通中车辆安全、节能、高效控制提供了有效可靠的解决方案。

技术领域

本发明涉及一种智能网联汽车队列信号交叉口通行引导方法技术，属于智能网联车辆队列经济性驾驶技术领域。

背景技术

随着我国汽车保有量的逐年递增，能源消耗、交通拥堵、道路事故等问题日趋严重。而信号交叉口作为道路路网中不可或缺的重要组成部分，对于提升道路交通系统通行能力、运输效率及安全等方面具有积极意义。但与此同时，车辆在信号交叉口的启停行为会加剧汽车的燃油消耗和污染物排放，导致路口堵塞，影响通行效率。

近年来，随着车联网技术的发展，车辆能够通过先进的通信技术(如V2V和V2I)彼此共享信息和感知本地环境。在这种情况下，所有的网联自动化车辆可以利用通信和自动控制技术进行队列。与一对传统的人类驾驶的车辆相比，队列中的连续车辆时空距离要小得多，这就给网联自动化车辆在提高道路通行效率和安全方面提供了巨大潜能；另外，也有相关研究表明，车辆队列化对于减少能耗同样有显著影响。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提出了一种智能网联汽车队列信号交叉口通行引导方法，对有效降低车辆队列在信号交叉口的能耗以及提高通行效率提供了一种解决方案。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种智能网联汽车队列信号交叉口通行引导方法，包括：

获取路口交通信号灯的相位配时信息及控制区域内待行车辆队列信息，其中控制区域内待行车辆队列信息包括控制区域内待行车辆数目信息、车辆速度信息与车辆位置信息；

利用所获取的路口交通信号灯的相位配时信息和控制区域内待行车辆数目信息、车辆速度信息与车辆位置信息，对控制区域内的智能网联车辆进行队列划分；

确定车辆队列能够顺利通过信号交叉口的允许时间范围；

分析并构建车辆队列中领航车和跟随车的行驶轨迹车速集；

以车辆队列能耗最小为目标，利用动态规划算法对车辆队列行驶轨迹车速进行优化。

优选的，控制区域内车辆数量信息由安装在信号灯路口的摄像头获得，路口交通信号灯的相位配时信息由路侧设备获得，车辆位置信息由车载GPS获得，车辆速度通过轮速传感器获得，车辆数目信息与路口交通信号灯的相位配时信息利用V2I技术传至车载终端，车速则采用CAN总线直接传输至车载终端

优选的，所述对控制区域内的智能网联车辆进行队列划分具体包括：

选取车头时距与车辆速度两个变量作为参考，同一队列中的车辆需满足以下约束：

其中，H_j表示同一车辆队列中第j与第j-1辆车之间的车头时距；A_j表示同一车辆队列中第j与第j-1辆车的相对速度误差；H_base与A_base为常数，分别表示事先确定的相邻车辆之间的标准车头时距与相对速度误差；S_j表示第j辆车与下游信号交叉口停车线之间的距离；v_j表示第j辆车的速度

优选的，所述确定车辆队列能够顺利通过信号交叉口的允许时间范围包括：