1.基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,在自动驾驶车辆到达调控区入口端时,自动驾驶车辆通过网联通信系统将此刻的行驶状态信息上传至云端控制中心;
步骤二、云端控制中心通过基于时空间隙动态分配的速度决策方法为进入调控区的自动驾驶车辆计算出通过交叉口的最优安全车速,并通过网联通信系统将最优安全车速反馈给自动驾驶车辆;
步骤三、自动驾驶车辆在调控区路段内接收到云端控制中心反馈的最优安全车速后,按匀加速或匀减速运动对当前车速进行调整,当自动驾驶车辆在调控区内调整至最优安全车速后,开始保持匀速行驶,直至驶离交叉口,实现各方向自动驾驶车辆不停车交替穿插通过交叉口。
2.如权利要求1所述的基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,步骤一中,自动驾驶车辆在进入调控区前按照行驶路径进行换道,调控区内不允许变道与超车;云端控制中心的交叉口控制区域范围覆盖交叉口和各方向的调控区路段,并将所有处于交叉口控制区域内的自动驾驶车辆在交叉口关键节点的通行时间点进行计算存储。
3.如权利要求1所述的基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,步骤二中,基于时空间隙动态分配的速度决策方法具体为:(1)云端控制中心根据接收到的进入调控区自动驾驶车辆前车的行驶状态信息,按照自动驾驶车辆在整个交叉口通行过程中与前车之间的距离不得小于最小安全车距为约束条件,计算出自动驾驶车辆不与同车道前车发生碰撞的速度取值范围;
(2)云端控制中心对交叉口控制区域内的路况信息和自动驾驶车辆行驶状态信息进行实时感知与存储,根据接收到的进入调控区自动驾驶车辆的行驶状态信息,计算出自动驾驶车辆在交叉口内各个冲突区域的范围,并根据交叉口控制区域内现存所有自动驾驶车辆的位置信息,确定此刻交叉口控制区域内与自动驾驶车辆存在冲突关联的所有自动驾驶车辆;
(3)云端控制中心根据接收到的进入调控区车辆和交叉口控制区域内现存所有车辆的行驶状态信息,计算出车辆在各个冲突区域中能够与对应的冲突车辆错开的安全通行时间,进而计算出车辆不与交叉口内其他行驶方向的冲突车辆发生碰撞的速度取值范围。
4.如权利要求3所述的基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,进入调控区的自动驾驶车辆为A车,其不与同车道前车发生碰撞的速度取值范围,计算方法如下:设定:tA0(F)表示A车前车在A车到达交叉口调控区时的行驶时间;v’表示A车前车在A车到达交叉口调控区时的行驶速度;t(F)表示A车前车进入控制区域后的行驶时间;x(F)表示A车前车在进入控制区域后的行驶距离;a(F)表示A车前车进行速度调整时的加速度;tv(F)表示A车前车速度调定时的行驶时间;xv(F)表示A车前车速度调定时的行驶距离;tw(F)表示A车前车离开交叉口时的行驶时间;vp(F)表示A车前车的最优安全速度;x初始表示A车进入控制区域时与前车之间的初始距离;v0(A)表示A车到达交叉口调控区时的初始车速;t(A)表示A车进入控制区域后的行驶时间;x(A)表示A车进入控制区域后的行驶距离;a(A)表示A车进行速度调整时的加速度;tv(A)表示A车速度调定时的行驶时间;xv(A)表示A车速度调定时的行驶距离;vp(A)表示A车的最优安全速度;
当tA0(F)≤tv(F)时,即A车进入调控区时,前车速度还未调定,分为以下两种情况:
情况一、若tv(A)≤tv(F)-tA0(F),即A车速度调定时,前车速度还未调定,情况二、若tv(A)>tv(F)-tA0(F),即前车速度调定时,A车速度还未调定,当tA0(F)>tv(F)时,即A车进入调控区时,前车速度已经调定,则:将A车不与同车道前车发生碰撞的速度约束条件设定为:x(F)-x(A)≥1,即车辆在整个交叉口通行过程中与前车之间的距离不得小于最小安全车距1m;
上述式中的未知参数tv(A)和xv(A)均为与vp(A)相关的函数,如下所示:
上式中实际未知参数为t(A)和vp(A),使不同条件的式子在对应区间内取最小值时能够满足约束条件,即t(A)=t*时(t*表示各条件中使x(F)-x(A)取最小值时的t(A)值),min(x(F)-x(A))≥1,可求得vp(A)的取值范围Φ1。
5.如权利要求3所述的基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,进入调控区的自动驾驶车辆为A车,其不与交叉口内其他行驶方向的冲突自动驾驶车辆发生碰撞的速度取值范围,计算方法如下:计算出A车能够安全通过路径上的第一个冲突区域的vp(A)值域 安全通过路径上第二个冲突区域的vp(A)值域 安全通过路径上第三个冲突区域的vp(A)值域 安全通过路径上第四个冲突区域的vp(A)值域将上述四个vp(A)值域条件联立,
即可得到自动驾驶车辆不与交叉口内其他行驶方向冲突车辆发生碰撞的vp(A)取值范围Φ2。
6.如权利要求3所述的基于车路协同与自动驾驶的交叉口智能管控方法,其特征在于,将A车不与同车道前车发生碰撞的速度取值范围、不与交叉口内其他行驶方向的冲突自动驾驶车辆发生碰撞的速度取值范围进行结合,得到,即可得车辆A不与同车道前车发生碰撞且不与交叉口内其他行驶方向冲突车辆发生碰撞的安全速度vp(A)的可取值域。