[发明专利]混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法

说明书

本发明公开了一种混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，该方法包括：步骤1，车辆临近交叉路口过程中经过控制区；步骤2，控制区形成1+n模式混合队列；步骤3，确定混合队列信息集；步骤4，判断相邻两混合队列相位是否共存，如果是进入步骤5；否则进入步骤6；步骤5，由相邻两混合队列信息集确定头车ICV到停止线时；步骤6，由在前混合队列信息集确定头车ICV到停止线时；步骤7，根据头车ICV到停止线时及约束，确定最优速度轨迹；步骤8，判断最优速度轨迹与前车距离是否小于安全距离，如果是进入步骤9；否则进入步骤10；步骤9，将头车ICV降为HDV；步骤10，判断头车ICV是否到停车线，如果不是进入步骤8。本发明能够综合优化整体交叉路口的通行效率。

技术领域

本发明涉及智能车应用技术领域，特别是关于一种混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法。

背景技术

交叉路口是城市中的常见场景，也是影响道路交通效率和车辆燃油经济性的重要因素。当交通拥堵发生时，交叉路口信号灯会导致车辆频繁的启停及怠速，带来了车辆燃油经济性的下降，而常见固定配时的信号灯控制方法难以解决交通拥堵问题。智能网联车辆的出现为进一步的交通优化提供了可能，具体体现在如下两个方面：

一方面，智能网联车辆可以得到信号灯配时等交通环境信息，对自车的行驶轨迹进行优化；另一方面，智能网联车辆可以获取周围其它车辆的信息，通过对自车的控制，改善区域交通效率。

然而，智能网联车辆的普及仍需数十年的时间，人工驾驶车辆与网联自动驾驶车辆共存的混合交通环境仍然会长期存在。在混合交通领域的研究中，主要存在的问题在于驾驶员驾驶车辆对智能网联车辆决策的影响缺乏深入研究，多数技术未能将驾驶员驾驶车辆的运动状态显式考虑到网联算法中。若智能网联算法不考虑驾驶员驾驶车辆，其优化效果在混合交通下往往存在优化瓶颈，甚至在低市场渗透率下带来交通效率恶化。目前仅有少量的技术关注了驾驶员驾驶车辆的驾驶人模型，但并未提出信号灯-车辆的协同控制的混合交通控制统一构架。因此考虑驾驶员驾驶车辆的分布式优化方法及混合交通下的信号灯控制方法有待进一步探究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。

为实现上述目的，本发明提供一种混合交通交叉路口的信号灯与车辆的协同控制方法，该方法包括：

步骤1，车辆在临近交叉路口的过程中依次经过观察区、控制区及冲突区，该冲突区为两相交车道的交叉重叠区域；

步骤2，在时刻，控制区内形成数量为N(t)的1+n模式的混合队列，并定义控制区内所有混合队列的序列集合为

步骤3，确定第i混合队列的信息集其中，X(t)_i为第i混合队列在时刻的状态；R_i为第i混合队列与前方混合队列的冲突关系；C_i为第i混合队列内的车辆数目；为头车ICV到达停止线的时刻；

步骤4，根据第i混合队列的信息集I_i(t)和第i-1混合队列的信息集I_i-1(t)，判断第i混合队列与第i-1混合队列的相位是否共存，如果是，进入步骤5；否则进入步骤6；

步骤5，由信息集I_i(t)和信息集I_i-1(t)确定头车ICV到达停止线的时刻

步骤6，由信息集I_i(t)确定头车ICV到达停止线的时刻

步骤7，根据头车ICV到达停止线的时刻及约束条件，确定最优速度轨迹，其中，约束条件包括相邻前后两车之间的安全距离d_safe以及道路允许车辆行驶的最高速度v_max；