[發明專利]一種多無人車編隊的交叉路口集中式調度方法

有效

• 申請號: 201710863755.8
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107452218B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 張凱龍;王敏;謝策;李孝武;李劉洋
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G08G1/0967
• 分類號: G08G1/0967;H04L29/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種面向交叉路口多車道上的無人車集中式編隊調度方法。面向以無人車作為移動服務載體的協同式智能交通系統，該方法基于車—路通信(V2I)進行多無人車編隊的集中式調度，部署于各交叉路口的調度計算機中。方法中，每輛無人車在到達交叉路口之前，必須先通過車載無線網絡式向調度計算機發起通過交叉路口的預約消息。調度計算機采用高權重車道優先的原則，對各車道上的無人車進行多車授權調度。本發明以編隊調度方式進一步增強無人車的通行調度效率，尤其是能盡可能地提升高優先級無人車的通行效率，從而為面向服務的智能交通系統以及類似的智能倉儲、配送等多智能移動機器人系統的設計提供有效支撐。

技術領域

本發明涉及交叉路口不同車道上多個無人車編隊的集中式調度方法，尤其是涉及一種部署于T型、Y型、十字型等交叉路口中心控制計算機中的、可以保證高優先級無人車優先調度的方法。

背景技術

無人駕駛車輛(簡稱無人車)是具有復雜環境感知、環境判斷、自主決策和行為控制典型的智能化系統，必將成為未來智慧城市中的承擔急救、消防、公交、出租等服務的移動載體。隨著無人車技術的日益成熟以及車載網絡通信技術的日益發展，智能交通系統的研究與設計已經開始邁入協同式的高級發展階段，也將成為智慧城市中提供多元移動服務的智能化系統平臺。其中，自主、可靠的行為協同規劃以及高效的無人車通行調度管理是實現交通安全、高效通行的一個關鍵問題。為此，針對多元服務類型無人車通過交叉路口的交通管理問題，需要研究一種考慮了無人車不同服務屬性的、面向編隊的新型集中式調度方法，以提高緊急無人車以及多無人車編隊的通行效率。

目前，多無人車協同與調度的相關研究主要針對同類無人車的安全協同機制，并以安全性和協同效率作為關鍵評價指標。文獻“無人駕駛車輛的路口防撞機制研究，朱梅霞，計算機工程與科學，2013 35卷第9期”中研究了自治路口協議AIM，提出了基于防撞機制的AIM改進協議，解決兩種不同路口條件下的車輛通過安全問題；文獻“基于禁忌搜索的交叉路口自治車輛調度方法，劉明劍、譚國真、魏欣、丁男、孫亮，中國公路學報，2016 29卷第2期”中，針對現有交叉路口自治車輛調度策略存在的盲目調度和缺乏前瞻性的問題，提出了基于車路協作模式的自治車輛交叉路口調度策略和禁忌搜索算法，在保證行車安全前提下,提高交叉路口的吞吐量。上述方法主要考慮交叉路口的安全協同與吞吐量等指標，所設計方法適合于單個無人車的調度，未考慮無人車服務屬性以及編隊機制，不能對高優先級無人車及無人車編隊的優化調度提供有效支撐。

發明內容

現有交叉路口的無人車調度方法僅以單車到達時間或編隊到達時間作為通行調度依據，并未考慮無人車的不同服務屬性(也稱服務緊急程度，如急救、消防、公共交通、擺渡、出租、私家車等)，因此，現有調度方法雖然實現了無人車或者無人車編隊的調度，但尚未解決依照服務緊急程度的無人車編隊通行調度。

為了克服現有技術的不足，在將無人車的服務屬性映射為不同無人車優先級的基礎上(緊急服務屬性對應高的優先級)，本發明提供了一種基于車—路通信(V2I)的集中式多無人車編隊優先級調度方法，并部署于各交叉路口的調度計算機中。該方法中，每輛無人車在到達交叉路口之前，首先通過V2I無線通信的方式向部署于交叉路口的調度計算機發起通過預約消息。接收到請求后，調度計算機采用高權重車道優先的原則，以V2I通信方式對各車道上的無人車進行多車授權調度。本發明以編隊調度方式進一步增強無人車的通行調度效率，尤其是能盡可能地提升高優先級無人車的通行效率，從而為面向服務的智能交通系統以及類似的智能倉儲、配送等多智能移動機器人系統的設計提供有效支撐。

本發明中，每個交叉路口部署一個獨立的調度計算機，記為SC，用以管理所在交叉路口全部K個(2≤K，整數)車道ρ的交叉區域(每一個交叉區域被稱為臨界區，記為γ)，調度無人車通過。每個交叉路口按車道兩兩交叉的方式劃分為M個(1≤M，整數)臨界區；第k條車道記為ρ_k(2≤k≤K，整數)；γ_m為該路口的第m個(1≤m≤M，整數)臨界區。無人車表示為υ，第i輛(i為自然數)無人車為υ_i，υ_i.p是該車的優先級。