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专利号: 2023105927639
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种网联环境下考虑安全风险的快速路车辆换道决策方法,其特征在于,是应用于网联环境下的单向三车道的道路,在车辆行驶方向的最外侧设有减速车道;以减速车道及其相邻车道区域作为分流区,以分流区的上游路段作为基本路段,所述换道决策方法包括以下步骤:步骤1、定义目标车辆为j,目标车辆j所在车道为i,目标车辆j在行驶方向的左侧车道记为i‑1,目标车辆j在行驶方向的右侧车道记为i+1,目标车辆j的正前方车辆记为j‑1,目标车辆j的正后方车辆记为j+1,目标车辆j的左前方车辆记为 目标车辆j的左后方车辆记为 目标车辆j的右前方车辆记为j‑1,目标车辆j的右后方车辆记为j+1;

步骤2、采集t时刻目标车辆j的位置,以t时刻目标车辆j的位置为原点,以车辆行驶方向为x轴的正方向,过原点做x轴的垂线作为y轴,建立坐标系;

判断t时刻目标车辆j是否处于基本路段,若是,则进入步骤3;否则,进入步骤10;

步骤3、判断t时刻目标车辆j是否满足式(1),若满足,则目标车辆j产生换道需求,进入步骤4,否则进入步骤13;

式(1)中, 表示t时刻目标车辆j的左前方车辆 在左侧车道i‑1上的位置,xi,j‑1(t)表示t时刻目标车辆j的前车j‑1在车道i上的位置,xi+1,j‑1(t)表示t时刻目标车辆j的右前方车辆j‑1在右侧车道i+1上的位置,vi,j(t)分别表示t时刻目标车辆j在车道i上的速度,vi,j‑1(t)分别表示t时刻目标车辆j的正前方车辆j‑1在车道i上的速度;

步骤4、判断目标车辆j是否处于三车道的中间车道,若是,则进入步骤5;否则进入步骤

9;

步骤5、采集t时刻目标车辆j与换入车道的前、后车的间距,以判断t时刻目标车辆j换道时所面临的风险换道类型,并得到t时刻目标车辆j的换道风险因子;

若式(2)成立,则表示t时刻目标车辆j满足自由型左换道,并令左转换道风险因子αl=α0,其中,α0为常数;

式(2)中,ai,j(t)、vi,j(t)、xi,j(t)分别表示t时刻目标车辆j在车道i上的加速度、速度和位置; 分别表示t时刻目标车辆j的左前方车辆j‑1在左侧车道i‑1上的加速度、速度; 分别表示t时刻目标车辆j的左后方车辆j+1在左侧车道i‑1上的加速度、速度和位置;Δt表示换道时间间隔;

若式(3)成立,则表示t时刻目标车辆j满足自由型右换道,并令右转换道风险因子αr=α0;

式(3)中,ai+1,j‑1(t)、vi+1,j‑1(t)分别表示t时刻目标车辆j的右前方车辆j‑1在右侧车道i+1上的加速度、速度;ai+1,j+1(t)、vi+1,j+1(t)、xi+1,j+1(t)分别表示t时刻目标车辆j的右后方车辆j+1在右侧车道i+1上的加速度、速度和位置;

若式(4)成立,则表示t时刻目标车辆j满足低风险型左换道,令左转换道风险因子αl=α1,其中,α1为常数,且α0<α1;

若式(5)成立,则表示t时刻目标车辆j满足低风险型右换道,并令右转换道风险因子αr=α1;

若式(6)成立,则表示t时刻目标车辆j满足中风险型左换道,令左转换道风险因子αl=α2,其中,α2为常数,且α1<α2;

若式(7)成立,则表示t时刻目标车辆j满足中风险型右换道,并令右转换道风险因子αr=α2;

若式(8)成立,则表示t时刻目标车辆j不满足左换道要求,并令左转换道风险因子αl=α3,其中,α3为常数,且α2<α3;

若式(9)成立,则表示t时刻目标车辆j不满足右换道要求,并令右转换道风险因子αr=α3;

步骤6、若式(10)成立,则进入步骤7;否则,进入步骤8;

αl=αr<α3        (10)

步骤7、利用式(11)计算左换道方向因子βl和右换道方向因子βr,若βl≥βr,则t时刻目标车辆j执行向左换道,并结束流程;若βl<βr,则t时刻目标车辆j执行向右换道,并结束流程;

步骤8、若αl>αr,则t时刻目标车辆j执行向右换道,并结束流程;若αl<αr,则t时刻目标车辆j执行向左换道,并结束流程;若αl=αr=α3,则执行步骤13;

步骤9、t时刻目标车辆j处于左侧车道或者右侧车道,采集t时刻目标车辆j与换入车道的前、后车的间距,以判断t时刻目标车辆j能否执行换道操作;

步骤9.1、当t时刻目标车辆j处于左侧车道时,若式(12)成立,则t时刻目标车辆j执行向右换道,并结束流程,否则,执行步骤13;

αr<α3       (12)

步骤9.2、当t时刻目标车辆j处于右侧车道,若式(13)成立,则t时刻目标车辆j执行向左换道,并结束流程,否则执行步骤13;

αl<α3       (13)

步骤10、t时刻目标车辆j处于分流区,判断目标车辆j是否需要驶离匝道,若是,则进入步骤11,否则进入步骤12;

步骤11、t时刻目标车辆j需要驶离匝道,若匝道位于目标车辆j行驶方向的最左侧,则根据步骤5计算αl,再判断式(13)是否成立,若成立,则t时刻目标车辆j执行向左换道,并结束流程;否则,执行步骤14;

若匝道位于目标车辆j行驶方向的最右侧,则根据步骤5计算αr,再判断式(12)是否成立,若成立,则t时刻目标车辆j执行向右换道,并结束流程;否则,执行步骤14;

步骤12、t时刻目标车辆j不需要驶离匝道,则返回步骤3顺序执行;

步骤13、将t+Δt赋值给t后,返回步骤2顺序执行;

步骤14、将t+Δt赋值给t后,若式(14)成立,则返回步骤2顺序执行,否则,t时刻目标车辆j执行强制换道,即t时刻影响目标车辆j转向的车辆采取调整自身速度的方式促使目标车辆j换入匝道;

xj(t+Δt)≥xmin       (14)

式(14)中,xj(t+Δt)表示在t+Δt时刻目标车辆j的位置,xmin表示车辆最迟换道位置。

2.一种电子设备,包括存储器以及处理器,其特征在于,所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述快速路车辆换道决策方法的程序,所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。

3.一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述快速路车辆换道决策方法的步骤。