[發(fā)明專利]一種自動駕駛交叉口車輛進入時刻與行駛軌跡控制方法

有效

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• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112373472B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 劉洋;吳偉;龍科軍
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B60W30/14
• 分類號: B60W30/14;B60W40/00;B60W40/105;B60W60/00;G08G1/01;G08G1/052;G08G1/056;G08G1/0967
• 代理公司: 長沙中海宏圖專利代理事務所(普通合伙) 43224
• 代理人: 羅霞

本發(fā)明公開了一種自動駕駛交叉口車輛進入時刻與行駛軌跡控制方法，屬于智能交通領域。在自動駕駛環(huán)境下，采集交叉口和車輛的基本信息，建立直角坐標系，確定車輛在交叉口內部的路徑方程及沖突點坐標；針對每輛車設置車速控制區(qū)域，在速度控制區(qū)域內調整車速；針對不同類型車輛分別考慮，根據(jù)沖突點的時刻或前車進入交叉口的時刻及速度的制約，通過調整速度優(yōu)化車輛的行駛軌跡，最終獲得每輛車實時的距離函數(shù)和速度函數(shù)，實現(xiàn)在無信號控制的自動駕駛交叉口，車輛安全、高效的穿梭行駛。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明針對交叉口自動駕駛車輛，提出進入時刻與行駛軌跡控制方法，為通過交叉口的自動駕駛車輛計算最佳行駛軌跡。

技術領域

本發(fā)明屬于智能交通控制領域，涉及城市道路針對自動駕駛車輛通過交叉口的交通控制技術領域，更具體地說，涉及一種自動駕駛交叉口車輛進入時刻與行駛軌跡控制方法。

背景技術

自動駕駛技術最早在20世紀90年代在美國軍事領域應用，經(jīng)過多年發(fā)展，已成為智能交通發(fā)展的趨勢，我國工信部公示了擬于2021年1月1日開始實施的《汽車駕駛自動化分級》推薦性國家標準報批稿。

由此可見，我國對自動駕駛技術高度重視。自動駕駛技術的發(fā)展能較大程度改變交叉口的控制方式，現(xiàn)有交叉口多采用信號控制，許多研究表明，在自動駕駛環(huán)境下，車輛在無信號控制交叉口相互穿插通行的效率更高。為了確保無信號控制交叉口自動駕駛車輛的行車安全，研究學者提出多種控制方法，主要可分為基于沖突點的控制方法和基于交叉口空間離散化的控制方法兩種。但無論哪種方法，研究主要集中在通過建立控制模型，確定車輛進入交叉口的時間和次序。目前，許多研究基于車輛在路段和交叉口內部勻速行駛的假設建立控制模型，如論文：Erasing Lane Changes From Roads:ADesign ofFuture RoadIntersections(IEEE Transactions on Intelligent Vehicles,vol.3,no.2,pp.173-184,2018)；Corridor level cooperative trajectory optimization with connectedand automated vehicles(Transportation Research Part C:Emerging Technologies,2019,vol.105:pp.405-421)；Intersection Control and Delay Optimization forAutonomous Vehicles Flows only as Well as Mixed Flows with Ordinary Vehicles(Vehicles,2020,2(3):pp.523-541)；自動駕駛環(huán)境下交叉口車輛路徑規(guī)劃與最優(yōu)控制模型(自動化學報,2020,46(09):pp.1971-1985)等；專利：一種自動駕駛下交叉口通行權設置方法(CN201810822950.0)。現(xiàn)有研究鮮有針對車輛的行駛軌跡進行優(yōu)化控制。

本發(fā)明提出一種自動駕駛交叉口車輛進入時刻與行駛軌跡控制方法，根據(jù)交叉口進出口道確定車輛在交叉口內部的行車軌跡并確定軌跡間的交點作為沖突點，根據(jù)軌跡上沖突點的時間及同一車道上前車進入交叉口的時間和車速調整后車行駛軌跡，在考慮行車安全的同時考慮通行效率，通過調整車速使得車輛盡可能在沖突點時間以較大速度到達沖突點，或者在有前車的情況下，后車盡可能以前車相等的車速，緊跟前車進入交叉口。車輛經(jīng)過沖突點后更新沖突點時間，車輛盡快速通過交叉口能為其他車輛節(jié)省交叉口的時空資源。具體如何將車輛分類型考慮，根據(jù)沖突點時間或前車進入交叉口的時間調整車輛在路段和交叉口的行駛軌跡和進入時刻是本發(fā)明重點解決的問題。