一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法及系统与流程

    专利2026-10-01  3


    本发明属于道路管控领域,尤其是涉及一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法及系统。


    背景技术:

    1、目前,在针对道路交通冲突段进行协同控制的过程中,包括如下步骤:首先,对将要经过冲突段,且距离冲突入点小于预设距离阈值(nearby confliction sectiondistance,默认200米)的车辆进行优先级计算,选取优先级最高的车辆,分配其冲突段的使用权;之后,得到冲突段使用权的车辆,其动态路权终点直接延伸到其路由对应的冲突出点,称该车为车辆a;接着,在车辆a的路权起点移出冲突出点前,另一车辆,称为车辆b,其路权终点最多只能延伸到自身路由对应的冲突入点;而后,随着车辆a的行驶,其动态路权也往前更新,当车辆a的路权起点移出冲突出点后,车辆b得到了冲突段使用权,车辆b的路权终点直接延伸到其路由对应的冲突出点;最后,车辆b的路权起点移出冲突出点后,整个协同控制过程结束。例如:采用如图1和图2所示的协同控制方式实现对冲突段中窄路段的协同控制,采用如图3和图4所示的协同控制方式实现对冲突段中人字路口的协同控制。其中,图1为本技术实施例的用于道路交通冲突段的协同控制方法的现有技术的车辆a窄路段协同控制的一个示例图;图2为本技术实施例的用于道路交通冲突段的协同控制方法的现有技术的车辆b窄路段协同控制的一个示例图;图3为本技术实施例的用于道路交通冲突段的协同控制方法的现有技术的车辆a人字路口协同控制的一个示例图;图4为本技术实施例的用于道路交通冲突段的协同控制方法的现有技术的车辆b人字路口协同控制的一个示例图。

    2、在实现本发明的过程中,发明人发现,现有复杂路口等场景下的车道通行能力协同调控,难以平衡死锁、时间效率、公平、安全、协同算法本身时间复杂度这5个关键指标。据此,亟需一种能够有效避免车辆死锁,大幅提高车辆通过效率,兼顾各个方向车辆的通过公平性,使车辆得到空间隔离,保障行驶安全的车辆协同控制方法。


    技术实现思路

    1、为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法,包括:为冲突区域标定冲突段及其对应的冲突分段,并结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权;指定优先通过车辆,并结合指定数量的剩余车辆,形成多个车辆组合,而后确定任意两车之间均不发生冲突的车辆组合为首批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段,继而按照所述首批车辆的新路权控制车辆通过;在所述首批车辆的通过过程中,确定与任意已占用冲突分段车辆均不发生冲突的待通过车辆为下批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于所述首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段,继而按照所述下批车辆的新路权控制车辆通过,由此完成当前轮次协同控制;将未占用冲突段的剩余车辆加入下一轮次,以启动下一轮次协同控制。

    2、优选地,在结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权的步骤中,包括:根据所述驶入位置,确定所述待通过车辆的路由上,距车辆最近的冲突分段,并将该冲突分段的冲突入点作为初始路权终点,以及将相应的初始路权起点设置于车尾后方,由此获得所述初始路权。

    3、优选地,在结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权的步骤中,还包括:将起点缓冲段设置于车尾后方,以避免与后方车辆的碰撞,以及将终点缓冲段设置于车头前方,且将制动点设置于终点缓冲点与车头之间,以避免与前方车辆的碰撞,其中,所述起点缓冲段位于所述初始路权起点与起点缓冲点之间,所述起点缓冲点位于所述初始路权起点与车尾之间,所述终点缓冲段为所述初始路权终点与终点缓冲点之间的路段,所述终点缓冲点位于所述初始路权终点与车头之间。

    4、优选地,在确定任意两车之间均不发生冲突的车辆组合为首批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段的步骤中,包括:根据驶出位置,确定所述首批车辆内每辆车路由上距车辆最远的冲突分段,通过将该冲突分段的冲突出点作为新路权的路权终点,并将所述首批车辆的初始路权起点作为新路权的路权起点,由此获得所述首批车辆的新路权。

    5、优选地,在确定与任意已占用冲突分段车辆均不发生冲突的待通过车辆为下批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于所述首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段的步骤中,包括:通过将所述首批车辆的新路权的路权起点作为新路权的路权终点,并将所述下批车辆的初始路权起点作为新路权的路权起点,由此获得所述下批车辆的新路权。

    6、优选地,所述车辆协同控制方法,还包括:同一路由上所述首批车辆的新路权与所述下批车辆的新路权之间的相交面积为零。

    7、优选地,在指定优先通过车辆的步骤中,包括:若当前轮次待通过车辆包含上一轮次未占用冲突段的剩余车辆,则将等候时长最长的车辆作为所述指定车辆;或者,若当前轮次待通过车辆未包含上一轮次未占用冲突段的剩余车辆,则将与待通过车辆的路由上,距车辆最近的冲突分段之间距离最短的车辆作为所述指定车辆。

    8、优选地,在为冲突区域标定冲突段及其对应的冲突分段的步骤中,包括:确定对应路由上处于冲突区域内的冲突发生点位和冲突结束点位,并分别标记为冲突入点和冲突出点,将同一路由上且属于同一冲突的冲突入点与冲突出点之间的路段标定为所述冲突分段,以及将所述冲突区域内属于同一冲突的冲突分段的组合标定为所述冲突段。

    9、优选地,所述冲突区域所包含的冲突类型包括但不限于:十字路口、交叉路口、人字路口、窄路段、单行道和重叠粘连路段。

    10、另一方面,本发明还提供了一种用于交通冲突区域的车辆协同控制系统,所述车辆协同控制系统包括如下模块:初始路权配置模块,其用于为冲突区域标定冲突段及其对应的冲突分段,并结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权;第一控制模块,其用于指定优先通过车辆,并结合指定数量的剩余车辆,形成多个车辆组合,而后确定任意两车之间均不发生冲突的车辆组合为首批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段,继而按照所述首批车辆的新路权控制车辆通过;第二控制模块,其用于在所述首批车辆的通过过程中,确定与任意已占用冲突分段车辆均不发生冲突的待通过车辆为下批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于所述首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段,继而按照所述下批车辆的新路权控制车辆通过,由此完成当前轮次协同控制;剩余车辆控制模块,其用于将未占用冲突段的剩余车辆加入下一轮次,以启动下一轮次协同控制。

    11、与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:

    12、本发明公开了一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法及系统,该方法先对当前轮次待通过交通冲突区域的不同车辆分别设置初始路权;之后,确定待通过车辆中首批通过冲突区域的车辆,并按照特定的路权更新方式对首批车辆的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段,继而按照首批车辆的新路权控制车辆通过;接着,再确定剩余待通过车辆中下批通过冲突区域的车辆,并按照特定的路权更新方式对下批车辆的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于所述首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段,继而按照下批车辆的新路权控制车辆通过,由此完成当前轮次协同控制;最后,将未占用冲突段的剩余车辆加入下一轮次,以启动下一轮次协同控制。本发明实现了对道路资源的充分利用,在复杂路口等场景下的车道通行能力协同调控过程中,有效避免了车辆死锁,大幅提高了车辆通过效率,兼顾了各个方向车辆的通过公平性,使车辆得到了空间隔离,保障了行驶安全,并且,有效降低了协同调控的复杂度,缩短了调控时间。

    13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。


    技术特征:

    1.一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权的步骤中,包括:

    3.根据权利要求2所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在结合驶入位置,形成当前轮次待通过车辆的初始路权的步骤中,还包括:

    4.根据权利要求1~3中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在确定任意两车之间均不发生冲突的车辆组合为首批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段的步骤中,包括:

    5.根据权利要求1~4中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在确定与任意已占用冲突分段车辆均不发生冲突的待通过车辆为下批车辆,并对相应的初始路权进行更新,使得新路权占用对应路由上处于所述首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段的步骤中,包括:

    6.根据权利要求1~5中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,所述车辆协同控制方法,还包括:

    7.根据权利要求1~6中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在指定优先通过车辆的步骤中,包括:

    8.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,在为冲突区域标定冲突段及其对应的冲突分段的步骤中,包括:

    9.根据权利要求1~8中任一项所述的车辆协同控制方法,其特征在于,所述冲突区域所包含的冲突类型包括但不限于:十字路口、交叉路口、人字路口、窄路段、单行道和重叠粘连路段。

    10.一种用于交通冲突区域的车辆协同控制系统,其特征在于,所述车辆协同控制系统包括如下模块:


    技术总结
    本发明公开了一种用于交通冲突区域的车辆协同控制方法及系统,属于道路管控领域,包括:形成当前轮次待通过车辆的初始路权;指定优先通过车辆,并结合指定数量的剩余车辆,形成多个车辆组合,而后确定相应的车辆组合为首批车辆,并使其新路权占用对应路由上处于冲突区域内的全部冲突分段来控制车辆通过;在首批车辆的通过过程中,确定与任意已占用冲突分段车辆均不发生冲突的待通过车辆为下批车辆,并使其新路权占用对应路由上处于首批车辆的新路权已结束占用的部分冲突分段来控制车辆通过,由此完成当前轮次协同控制;将未占用冲突段的剩余车辆加入下一轮次,以启动下一轮次协同控制。本发明有效提高了行驶效率,保证了车辆通行的公平性。

    技术研发人员:朱佥,高玉,艾云峰,赵炳辉
    受保护的技术使用者:青岛慧拓智能机器有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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