[发明专利]一种保障自动驾驶交叉口通行安全的关键冲突点确定方法

说明书

本发明公开了一种保障自动驾驶交叉口通行安全的关键冲突点确定方法，属于智能交通控制领域。在自动驾驶交叉口无信号控制情况下，自动驾驶车辆通过计算到达路径上冲突点的时间避免冲突，针对路径上冲突点确定关键冲突点，车辆根据关键冲突点进行控制；首先获取交叉口信息，建立直角坐标系，计算交叉口内部每条路径的方程、冲突点坐标；车辆经过冲突点后更新冲突点时刻，根据更新后的时刻和冲突点位置进行迭代筛选，得到筛选后冲突点集合；在集合内选取基准点，判断从基准点时刻出发以最快速度是否通过每个冲突点，根据通过情况更新基准点时刻，确定最后一次更新基准点时刻的点为关键冲突点，本发明在确保交叉口通行安全的前提下提高控制效率。

技术领域

本发明属于智能交通控制领域，涉及城市道路针对自动驾驶车辆通过交叉口的交通控制技术领域，更具体地说，涉及一种保障自动驾驶交叉口通行安全的关键冲突点确定方法。

背景技术

许多研究均表明，自动驾驶环境下，相较于信号控制交叉口，车辆相互穿插通过无信号控制交叉口的通行效率更高，因此自动驾驶环境下交叉口无信号控制是未来城市交叉口交通控制的发展趋势。

在无信号控制交叉口，多辆不同方向的自动驾驶车辆通过交叉口，势必存在冲突，如何避免冲突主要有两种方法，一种是对所有即将进入交叉口的车辆两两组合，判断两辆有冲突的车辆如何安全通过一个冲突点，这种方法在交通量小时有效，当交通量增大、冲突点较多时，控制模型的计算次数呈阶乘级增长，计算很难满足时效性要求，甚至得不到可行解，在这种控制架构下，较多研究以车速恒定为前提，如果考虑优化车辆行驶速度，行驶速度和到达冲突点时间互为约束，得不到可行解；另一种控制方法是每次只考虑一辆车通过所在路径上所有冲突点，在此之前有若干车辆已经通过交叉口，更新了每个冲突点的时刻，车辆只需要在每个冲突点的时刻后到达冲突点即可保证不会与其他车辆发生冲突，但安全通过某个冲突点不能保证安全通过路径上其他的冲突点，这就需要对车速进行多次优化调整，以满足通过路径上所有冲突点时安全，主要存在两方面的问题：首先导致车辆频繁调整车速，严重影响舒适性，其次在实际求解模型时发现，当冲突点多时，模型求解难度增加。

若能通过建立一种规则或方法，在每条路径上，根据已通过交叉口车辆更新冲突点的时刻，找出关键的冲突点，该路径上的车辆只需针对该关键冲突点调整行驶速度，无论行驶车速如何，均能安全经过其余所有冲突点。如何动态寻找每条路径上的关键点，是本发明需要解决的问题。

经对现有技术的文献检索发现，已有针对“自动驾驶交叉口”的文献，主要研究自动驾驶环境下交叉口的交通管控方法，暂无专门针对关键冲突点确定方法的研究。

发明内容

本发明目的是为了克服上述技术存在的不足，提出一种保障自动驾驶交叉口通行安全的关键冲突点确定方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种保障自动驾驶交叉口通行安全的关键冲突点确定方法，包括如下步骤：

步骤1：确定交叉口大小、进口道和出口道的车道数、每条车道的宽度，对车道编号，在交叉口建立直角坐标系，用直线方程或曲线方程刻画从交叉口进口道到出口道的每条路径，将路径方程联立，求得路径间冲突点的坐标，冲突点按类型可分为分流冲突点、合流冲突点、交叉冲突点，根据路径的走向对冲突点进行编号；r表示路径，R表示路径的集合，r∈R，p_r,i表示路径r上第i个冲突点，坐标为(x_r,i,y_r,i)，Ω_r⁽⁰⁾表示路径r上所有冲突点的集合，其中p_r,i∈Ω_r⁽⁰⁾；

步骤2：当没有车辆通过冲突点时，冲突点的时刻为0，当车辆进入交叉口通过冲突点后，更新冲突点的时刻，根据更新后冲突点的时刻对路径上所有冲突点进行筛选，得到每条路径筛选后的冲突点集合；