申请/专利权人：东南大学

申请日：2021-04-21

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113297721B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G08G1/01;G08G1/056;G08G1/065;H04L67/12;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.09.10#实质审查的生效;2021.08.24#公开

摘要：本发明公开了一种信号交叉口车辆选择出口道的仿真方法和装置，方法包括：构建信控交叉口仿真环境，确定车流运动所采用的车辆动力学模型；进出口对应车道划分，确定目标车辆和备选出口道；获取仿真环境中道路车辆信息，确定车辆出口道选择决策范围，判断目标车辆是否位于决策范围内；计算目标车辆换道需求和各个备选出口道效用值，计算备选出口道原行驶车辆的运行状况对外来插入车辆的容纳情况；综合换道需求和备选出口道效用值判断车辆是否偏离与进口道对应的出口车道，并确认目标车辆实际出口道。本发明能够综合车辆驶入交叉口时的速度、车辆轨迹的半径等更多因素，实现对信号交叉口车辆出口道选择情况的仿真。

主权项：1.一种信号交叉口车辆选择出口道的仿真方法，其特征在于，具体步骤如下所示：步骤1构建信控交叉口仿真环境，包括明确信控交叉口规模、类型、车道数量、信号配时方案，确定车流运动所采用的车辆动力学模型；步骤2进出口对应车道划分，包括依照进口道车辆转向类型和车道对应位置进行车道划分；步骤3根据构建的仿真环境以及车道划分情况，进一步确定目标车辆和备选出口道，获取仿真交叉口决策范围内的道路车辆对应的各微观交通参量值，包括车辆的基本属性数据，车量长度，类型，坐标信息，速度，加速度；步骤4划定交叉口内车辆出口道选择的决策范围，判断目标车辆是否在有效换道决策范围内，对在决策范围内的车辆进行后续计算；步骤5计算换道需求和备选出道口效用值，以前方车辆的类型、运行速度、加速度、与前车的间隙以及车辆进口道行驶速度为参量，通过效用值计算公式分别得到目标车辆换道需求和备选出道口效用值；步骤6综合换道需求和备选出口道效用值判断车辆是否偏离与进口道对应的出口车道，当备选出口道效用值大于目标车道的效用值，进行车辆换道处理；否则，应在下一决策时刻返回步骤4，重新判断目标车辆是否还在规定的交叉口决策范围内，若车辆脱离决策范围，则说明车辆沿当前出口车道驶离交叉口；否则，并再次计算车辆换道需求和备选车道车辆效用值；步骤5的具体方法的如下：目标车辆c当前车道效用值的计算方法如下：直行车辆：Uc＝β0+β1Δxc-1，c+β2Δxc，c+1+β3Δvc-1，c+β4Δvc，c+1+β5Cc+β6Wc式中：Uc为观测车辆c的总效用值，β0为常数项,β1、β2、β3、β4、β5、β6为系数，Δxc-1,c为车辆c与车辆c-1的间隔，Δvc-1,c为车辆c相对于车辆c-1的相对速度，Cc为10座及以上大型车辆参数变量，Wc为行人非机动车对目标车辆的横向影响变量，式中，VckSck是指影响目标车辆c的行人和非机动车辆的横向距离与速度比值；转弯车辆： 式中：Uc为观测车辆c的总效用值，β0′为常数项，β1′、β2′、β3′、β4′、β5′、β6′为系数，Δxc-1,c为车辆c与车辆c-1的间隔，Δvc-1,c为车辆c相对于车辆c-1的相对速度，Cc为10座及以上大型车辆参数变量，Wc为行人非机动车对目标车辆的横向影响变量，式中，VckSck是指影响目标车辆c的行人和非机动车辆的横向距离与速度比值；Rc为相对转弯半径，Rin和Rout为设定的进出口道半径；R0表示车辆入口车道对应内侧转弯车道曲线半径，对于直行车辆，R0＝∞，Rc-R0＝0；Rmin为当前速度的最小安全转弯半径，V表示设计时速kmh；μ表示横向力系数；i表示路面横坡度，即道路超高，i＝tanθ；步骤5中，所述的备选出口道包含两个及以上车道时，对备选出口道分别进行车道效用值的计算；确认某备选出口道效用值的计算方法，具体包括以下步骤：步骤一：以出口道边界线为基准，目标车辆在备选出口道上的对应坐标上假设虚拟车辆，以虚拟车辆为当前目标车辆，对应点所在的车辆间隙为目标间隙，目标间隙前后车辆分别为前车和后车；步骤二：获取前后车以及目标车辆在当前时刻的速度数值，进行差值计算；目标车辆以当前运行速度在单位时间步长内的运行距离不超过目标车辆对应坐标与前车所在坐标的轨迹曲线长度；同时，后车以当前运行速度在单位时间步长内的运行距离不超过后车所在坐标与目标车辆对应坐标的轨迹曲线长度；条件1：vc×t≤|xc-xc-1|条件2：vc+1×t≤|xc+1-xc|式中：c为当前目标车辆，c-1c+1表示目标车辆前车后车；t为车辆动力学模型中的单位更迭时间；x、v分别为对应车辆的坐标数据和速度数值；判断条件是否满足，若满足条件，则说明目标车辆在该时刻有偏离所在车道，驶入备选出口道的可能，对满足步骤二的车道分别进行下述步骤三的计算，若满足条件的备选出口道数量为0，则说明车辆将不能进行换道处理；步骤三：备选出口道n相对于目标车辆c的效用值Uc,n计算如下： 式中：α0为常数项，α1、α2、α3、α4、α5、α6为系数，Δxc-1,c为车辆c与车辆c-1的间隔，Δvc-1,c为车辆c相对于车辆c-1的相对速度，Cc为10座及以上大型车辆参数变量，Wc为行人非机动车对目标车辆的横向影响变量，式中，VckSck是指影响目标车辆c的行人和非机动车辆的横向距离与速度比值；Rc为相对转弯半径，Rin和Rout为设定的进出口道半径；R0表示车辆入口车道对应内侧转弯车道曲线半径，对于直行车辆，R0＝∞，Rc-R0＝0；Rmin为当前速度的最小安全转弯半径，V表示设计时速kmh；μ表示横向力系数；i表示路面横坡度，即道路超高，i＝tanθ，不满足步骤二中条件的备选出口道的效用值为0。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 东南大学 一种信号交叉口车辆选择出口道的仿真方法和装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD