[发明专利]一种多无人车编队的交叉路口集中式调度方法

摘要

本发明公开了一种面向交叉路口多车道上的无人车集中式编队调度方法。面向以无人车作为移动服务载体的协同式智能交通系统，该方法基于车—路通信(V2I)进行多无人车编队的集中式调度，部署于各交叉路口的调度计算机中。方法中，每辆无人车在到达交叉路口之前，必须先通过车载无线网络式向调度计算机发起通过交叉路口的预约消息。调度计算机采用高权重车道优先的原则，对各车道上的无人车进行多车授权调度。本发明以编队调度方式进一步增强无人车的通行调度效率，尤其是能尽可能地提升高优先级无人车的通行效率，从而为面向服务的智能交通系统以及类似的智能仓储、配送等多智能移动机器人系统的设计提供有效支撑。

主权项

一种多无人车编队的交叉路口集中式调度方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：初始化记录无人车请求的多个队列和令牌：步骤1.1：在交叉路口调度计算机SC中，为每一个临界区γ设置一个记录接收消息的队列Q，其中临界区γm的消息队列为Qm；为每一条车道设置一个记录接收消息的队列Q’，其中车道ρk的消息队列为Q’k；初始化所有的消息队列Qm和Q’k为空，2≤k≤K，1≤m≤M，其中K为车道数，M为临界区数；初始化所有临界区的γm‑令牌值为0；步骤1.2：等待预约请求消息；如接收到预约消息，调度计算机SC根据消息中车道号将消息插入对应消息队列Q’的末尾；同时，根据该消息中每一个时间窗口PTW的起始时间，按照起始时间递增的顺序以及不可插入在同一车道其它车辆之前的规则将该消息插入到对应临界区Q队列的相应位置；如果未收到预约消息，所有队列均为空，继续等待预约请求消息；步骤2：车道权重动态计算：步骤2.1：根据公式Di＝tc‑t0(υi)，计算无人车υi的延迟时间Di，其中tc为系统当前时间，t0(υi)是无人车υi首次发起预约的时间；步骤2.2：根据公式Wk=β1×Σx=p1pn(C(x)×Px)+β2×Σi=0|Q,k|Di+β3÷t0(υk,pmax)]]>计算车道ρk的当前调度权重Wk；β1、β2、β3分别体现车道紧急度、车道阻塞程度、车道中第一辆最高优先级车被阻塞的程度的比例常数；公式右端第一项中，n为优先级的数量，C(x)代表车道ρk上处于不同优先级x的无人车数量，Px是px优先级对应的影响因子常数，取值非负；公式右端第二项中，|Q’k|是车道队列Q’k中记录的消息数量；公式右端第三项中，t0(υk,pmax)表示车道ρk中第一辆最高优先级无人车的首次发起预约的时间；步骤3：进行基于车道权重的多无人车编队调度；编队的长度为N；步骤3.1：接收无人车预约消息；如接收到预约消息，调度计算机SC根据消息中车道号将消息插入对应消息队列Q’的末尾；同时，根据该消息中每一个时间窗口PTW的起始时间，按照起始时间递增的顺序以及不可插入在同一车道其它车辆之前的规则将该消息插入到对应临界区Q队列的相应位置；如接收到释放临界区的消息，调度计算机SC将该车预约从其车道队列、临界区队列删除，并将该临界区的令牌值减1；步骤3.2：如果所有消息队列均为空，则返回步骤3.1；否则判断所有临界区令牌值是否均为0，如果均为0，则进入步骤3.3，否则返回步骤3.1；步骤3.3：根据步骤2计算各车道的调度权重，按照以下规则选择一个车道以及该车道上的多辆无人车：1)如果所有车道上都没有最高优先级的无人车，则选择权重最大的车道上的X辆车作为编队，X的取值原则为：当该车道上有不少于N辆车时，X的值为N，否则，X的值为车道上车的数量；2)在有最高优先级车辆的车道之间选择权重最大的车道，并选择该车道中X辆车作为编队，编队由该车道上第一辆车到已发预约的最后一辆最高优先级无人车组成，X不受N的限制；步骤3.4：调度计算机SC给选定的X辆车进行通过授权，且在每授权一个临界区给一辆车时将该临界区的令牌值的值加1；步骤4：返回步骤3，直至系统停机。