[發(fā)明專利]一種自動駕駛車輛與其他車輛混行的交通控制方法以及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110068314.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112907946B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭婭明;李萌;陳湘冬;林犀
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/015
• 代理公司: 北京知聯(lián)天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍;張迎新

本發(fā)明公開了一種自動駕駛車輛與其他車輛混行的交通控制方法，該方法包括：構(gòu)建人工駕駛車輛?自動駕駛車輛混行車道、公交車?自動駕駛車輛混行車道；根據(jù)自動駕駛車輛、人工駕駛車輛的數(shù)量比例，根據(jù)人工駕駛車輛與自動駕駛車輛的車流量總和確定人工駕駛車輛?自動駕駛車輛混行車道上的車輛通行時間；獲取公交車?自動駕駛車輛混行車道的車輛通行時間；基于各路段上所述人工駕駛車輛?自動駕駛車輛混行車道上的車輛通行時間、公交車?自動駕駛車輛混行車道的車輛通行時間、人工駕駛車輛與自動駕駛車輛的車流量進行自動駕駛車輛車流分配以最小化路網(wǎng)的整體旅行時間。通過本發(fā)明，能夠充分利用城市道路資源，發(fā)揮自動駕駛車輛的控制精度高、可協(xié)同通行的優(yōu)勢，提高了交通系統(tǒng)的整體通行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動駕駛車輛與其他車輛混行的交通控制方法以及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

自動駕駛技術(shù)在近些年發(fā)展非常迅速，因其可以自動地駕駛車輛并且準確地檢測道路條件，在提高道路通行能力、減少能源消耗和污染排放方面具有巨大的潛力。然而，盡管自動駕駛技術(shù)取得了長足的進步，在現(xiàn)階段還無法實現(xiàn)成熟的完全自主駕駛。同時，手動駕駛車輛也將長期存在，構(gòu)成了“自動駕駛-手動駕駛混行”的交通場景。對于自動駕駛車輛而言，手動駕駛車輛的存在會嚴重影響交通的通行效率，并且為道路環(huán)境的檢測增加難度，進而帶來交通安全等問題。在自動駕駛技術(shù)應(yīng)用后發(fā)生的幾起交通事故，大部分都與混行的交通場景密切相關(guān)。因此，在自動駕駛技術(shù)應(yīng)用的初級階段，需要為自動駕駛車輛分配獨立的路權(quán)，以減少手動駕駛車輛的影響。而且，在專用車道上，自動駕駛車輛更易匯集而形成隊列，或者應(yīng)用協(xié)同式自適應(yīng)巡航控制技術(shù)，使得自動駕駛技術(shù)的優(yōu)勢能夠被充分發(fā)揮出來，提高交通效率和道路通行能力。

另一方面，城市快速公交系統(tǒng)是一種介于常規(guī)公交與軌道交通之間的新型客運系統(tǒng)，通過為公交車提供專用的車道以減少城市擁堵對公交車運營的影響，提高公共交通的服務(wù)水平。因此，公交專用的車道能夠避免其他手動駕駛車輛、非機動車輛和行人的干擾，可以為自動駕駛車輛提供相對簡單的駕駛環(huán)境。將公交專用車道的使用權(quán)開放給自動駕駛車輛，可以充分發(fā)揮自動駕駛技術(shù)的優(yōu)勢，既能保障通行的安全性，又在一定程度上提高了道路資源的利用率。

一般而言，公交車的行駛速度比自動駕駛車輛低，而且需要在特定車站停靠等待，所以自動駕駛車輛在公交專用道上行駛會受到影響，其通行效率需要進一步探究，以判斷快速公交與自動駕駛車輛的混行是否可以提高道路的通行效率。另一方面，為保障公共交通的服務(wù)水平，公交車的通行應(yīng)具有較高的優(yōu)先級，即自動駕駛車輛的駛?cè)氩粦?yīng)對公交車的正常運行帶來干擾。因此，如何合理利用快速公交專用道的道路資源，優(yōu)化自動駕駛車輛的路徑選擇與流量分配，以實現(xiàn)提高自動駕駛車輛的通行效率，同時保證公交車正常運行的目的，是亟待解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的技術(shù)方案。因此，本發(fā)明的一個方面，提供了一種自動駕駛車輛與其他車輛混行的交通控制方法，該方法包括：

構(gòu)建人工駕駛車輛-自動駕駛車輛混行車道、公交車-自動駕駛車輛混行車道；根據(jù)自動駕駛車輛、人工駕駛車輛的數(shù)量比例，計算平均車頭時距；

基于所述平均車頭時距計算人工駕駛車輛-自動駕駛車輛混行車道的通行能力值；

根據(jù)所述通行能力值、人工駕駛車輛與自動駕駛車輛的車流量總和確定人工駕駛車輛-自動駕駛車輛混行車道上的車輛通行時間；

獲取公交車-自動駕駛車輛混行車道的車輛通行時間；

基于各路段上所述人工駕駛車輛-自動駕駛車輛混行車道上的車輛通行時間、公交車-自動駕駛車輛混行車道的車輛通行時間、人工駕駛車輛與自動駕駛車輛的車流量進行自動駕駛車輛車流分配以最小化路網(wǎng)的整體旅行時間。

可選的，進行自動駕駛車輛車流分配包括：利用有限差分法計算目標函數(shù)的近似一階梯度；應(yīng)用連續(xù)線性規(guī)劃方法將原非線性規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化為一系列線性規(guī)劃問題。