基于车路协同的路侧式导行方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于车路协同的路侧式导行方法及系统，该方法步骤包括：S1.预先将目的路口进口道上的指定区域作为引导区域，并沿引导区域中道路的一侧或两侧布置引导指示单元；S2.当车辆到达引导区域时，获取当前车辆的车辆状态信息、当前目的路口进口道的路况信息以及目的路口处信号灯的状态信息；S3.根据获取到的信息，控制引导指示单元发出指示信息，以在若当前车辆到达目的路口时会存在排队车辆或当前车辆不能在黄灯时间通过路口停止线时，提前引导当前车辆停止或减速。本发明专利技术具有实现方法简单、实现成本以及复杂度低，且车辆行驶安全可靠性以及路口通信效率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于车路协同的路侧式导行方法及系统
本专利技术涉及，尤其涉及一种基于车路协同的路侧式导行方法及系统。
技术介绍
在交叉路口的进道口会存在一段两难区，两难区即是指在黄灯期间车辆既不能在最高限速情况下通过交叉口停止线又不能将车辆安全地停在交叉口停止线内的区域，如图1所示。当车辆进入两难区时，无论驾驶员如何决策都不可避免地会出现闯红灯和急刹车现象，存在极大地安全隐患，也因此引起了广泛的关注。针对缓解交叉口车辆进入两难区的问题，目前主要是采用以下几种方法：1、设置绿灯闪烁时间的方法。该类方法即是通过在信号灯绿灯与红灯之间设置绿灯闪烁时间，提醒车辆驾驶员并提供额外通行时间让车辆能够顺利通过停止线。但是该类设置绿闪时间的方式，虽然能够有效提醒驾驶员，但是驾驶员通过自我感知并不能明确此时车辆与停止线的距离和剩余通行时间，从而不能判别车辆能否及时驶过停止线，因此驾驶员仍然不能据此做出正确有效的决策。同时，绿闪信号时长需要科学合理设置，而绿闪时长太短会导致车辆陷入两难区，使得安全性降低；绿闪时长太长又会导致驾驶困惑，驾驶者无法判断车辆应该继续前进还是停车等待，仍然会存在安全隐患。2、绿灯倒计时显示的方法。该类方法是将绿灯信号的最后一段时间设置为倒计时显示，提醒车辆驾驶员还剩余多少时间将进入黄灯，以便于驾驶员据此提前做出停止或通行的决策。但是该类将绿灯信号的最后一段时间设置为倒计时显示的方式，虽然在提醒驾驶员的同时告知其剩余通行时间，但是驾驶员并不能够通过目测得到与停止线的距离，即不清楚顺利驶过停止线所需要的时间，因而也不能帮助驾驶员做出正确有效的决策，仍然存在安全隐。3、延长绿灯时间的方法。该类方法是在车路协同环境下，当绿灯时间即将结束时，实时获取各车辆运行状态信息(如位置、速度)，并判断其是否会进入两难区，如有车辆进入两难区则适当延长绿灯时间，使其能够顺利地通过停止线。但是该类方式，会存在因为一小部分车辆甚至是一辆车即需要延长该相位的绿灯时间的情况，这会减少其他相位车辆的通行时间，从而影响整个交叉口的通行效率。与此同时，绿灯时间不可能无限延长，仍然不可避免会出现有车辆处于两难区的现象，即仍然不能很好的解决两难区的问题。4、调整黄灯时间的方法。该类方法即在信号交叉口黄灯启亮时，经检测若有车辆已进入两难区，则在初始黄灯时间基础上，适当延长黄灯时间以确保两难区车辆安全通过交叉口。但是调整黄灯时间具有局限性，当道路车流量较大时，延长黄灯时间并不能使所有车辆避免两难区，且黄灯时间不宜过长，若黄灯时间过长，前后跟驶车辆容易因驾驶员对黄灯时间判断不同而发生追尾事故，与此同时，由于黄灯时间利用率较低，延长黄灯时间会影响交叉口通行效率，因此该类方法仍然无法真正解决两难区的问题。5、车载预警方法。该类方法是通过在所有道路上铺设传感探测、无线通信等高新技术设备，车辆上设置车载单元和终端设备，使得车与车之间、以及车与路之间均能够实时相互通信，再基于无线通信、传感探测等技术获取所有车辆和道路信息，在有车辆不能安全通过交叉口时提示该车辆减速停车，但是要实现该类预警的成本较高且实现非常复杂，不仅需要设置大量的传感器、车载单元和终端设备等硬件设备，且需要依赖于复杂的控制、预警算法。综上，现有技术中对于车辆进入交叉口的各类控制方式，要么无法真正解决进入两难区的问题，使得仍然会存在安全隐患，要么成本较高实现复杂，因此亟需提供一种路口导行方法，以解决路口处两难区的问题，提高车辆行驶安全可靠性以及路口的通信效率，同时减少实现成本以及复杂度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、实现成本以及复杂度低且车辆行驶安全可靠性以及路口通信效率高的基于车路协同的路侧式导行方法及系统，能够解决车辆进入路口的“两难区”问题，提高车辆行驶安全可靠性以及路口通信效率。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于车路协同的路侧式导行方法，步骤包括：S1.预先将目的路口进口道上的指定区域作为引导区域，并沿所述引导区域中道路的一侧或两侧布置引导指示单元；S2.当车辆到达目的路口进口道上的所述引导区域时，获取当前车辆的车辆状态信息、当前目的路口进口道的路况信息以及目的路口处信号灯的信息；S3.根据获取到的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，控制所述引导指示单元发出指示信息，以在若当前车辆到达目的路口时会存在排队车辆或当前车辆不能在黄灯时间通过路口停止线时，提前引导当前车辆停止或减速。进一步的，所述车辆状态信息包括车辆的速度、减速度、车辆与目的路口之间的距离中一种或多种，所述路况信息包括道路上的排队车辆数和/或车流量，所述信号灯的信息包括剩余绿灯时间、下一绿灯启亮时间、黄灯时间以及绿信比中一种或多种。进一步的，所述步骤S3的步骤包括：S31.是否有停车判断：根据获取的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，判断当前车辆到达目的路口时是否会存在排队车辆，如果存在转入执行步骤S32，否则转入步骤S33；S32.能否通过停止线判断：根据获取的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，判断当前车辆能否在当前黄灯时间通过目的路口停止线，如果不可以转入步骤S33；S33.引导指示单元控制：控制所述引导指示单元发出减速或停止的指示信息，以提前引导当前车辆前停止或减速。进一步的，所述步骤S31中判断当前车辆到达目的路口时是否存在排队车辆的具体步骤包括：S311.计算当前车辆从当前位置按当前速度行驶至路口停止线的时间段内需要消耗的第一车辆数N1：其中，T1为车辆从当前位置处按当前速度行驶至路口停止线所需要的时间，D为当前车辆与路口停止线之间的距离，V为当前车辆的行驶速度，Q为当前目的路口进口道的平均交通流量，N为在当前时刻T0时目的路口进口道存在的排队车辆数；以及计算T1时间段内理论能够消散的第二车辆数Nc：Nc＝S×Xi×Ti其中，S为路口的饱和流率；S312.比较所述第一车辆数N1与所述第二车辆数Nc的大小，如果判断到所述第一车辆数N1>第二车辆数Nc，则判定当前车辆从当前位置按当前速度行驶至路口停止线时会存在排队车辆，否则判定不会存在排队车辆。进一步的，所述步骤S32中判断当前车辆能否在当前黄灯时间通过目的路口停止线的步骤包括：S321.计算按照当前车辆的行驶速度在黄灯时间可通过的第一距离Lp：以及计算黄灯亮时当前车辆距路口停止线的第二距离Dy：其中，Tyellow为黄灯时间，V为当前车辆的行驶速度，D为当前车辆与路口停止线之间的距离，Tgreen为绿灯剩余时间；S322.比较所述第一距离Lp与所述第二距离Dy的大小，如果判断到Dy>Lp，则判定当前车辆不能在黄灯时间通过路口停止线，否则判定当前车辆能够在黄灯启亮时正常通过路口停止线。进一步的，所述引导指示单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于，步骤包括：/nS1.预先将目的路口进口道上的指定区域作为引导区域，并沿所述引导区域中道路的一侧或两侧布置引导指示单元；/nS2.当车辆到达目的路口进口道上的所述引导区域时，获取当前车辆的车辆状态信息、当前目的路口进口道的路况信息以及目的路口处信号灯的信息；/nS3.根据获取到的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，控制所述引导指示单元发出指示信息，以在若当前车辆到达目的路口时会存在排队车辆或当前车辆不能在黄灯时间通过路口停止线时，提前引导当前车辆停止或减速。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于，步骤包括：
S1.预先将目的路口进口道上的指定区域作为引导区域，并沿所述引导区域中道路的一侧或两侧布置引导指示单元；
S2.当车辆到达目的路口进口道上的所述引导区域时，获取当前车辆的车辆状态信息、当前目的路口进口道的路况信息以及目的路口处信号灯的信息；
S3.根据获取到的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，控制所述引导指示单元发出指示信息，以在若当前车辆到达目的路口时会存在排队车辆或当前车辆不能在黄灯时间通过路口停止线时，提前引导当前车辆停止或减速。


2.根据权利要求1所述的基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于：所述车辆状态信息包括车辆的速度、减速度、车辆与目的路口之间的距离中一种或多种，所述路况信息包括道路上的排队车辆数和/或车流量，所述信号灯的信息包括剩余绿灯时间、下一绿灯启亮时间、黄灯时间以及绿信比中一种或多种。


3.根据权利要求1所述的基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于，所述步骤S3的步骤包括：
S31.是否有停车判断：根据获取的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，判断当前车辆到达目的路口时是否会存在排队车辆，如果存在转入执行步骤S32，否则转入步骤S33；
S32.能否通过停止线判断：根据获取的所述车辆状态信息、路况信息以及信号灯的信息，判断当前车辆能否在当前黄灯时间通过目的路口停止线，如果不可以转入步骤S33；
S33.引导指示单元控制：控制所述引导指示单元发出减速或停止的指示信息，以提前引导当前车辆前停止或减速。


4.根据权利要求3所述的基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于，所述步骤S31中判断当前车辆到达目的路口时是否存在排队车辆的具体步骤包括：
S311.计算当前车辆从当前位置按当前速度行驶至路口停止线的时间段内需要消耗的第一车辆数N1：






其中，T1为车辆从当前位置处按当前速度行驶至路口停止线所需要的时间，D为当前车辆与路口停止线之间的距离，V为当前车辆的行驶速度，Q为当前目的路口进口道的平均交通流量，N为在当前时刻T0时目的路口进口道存在的排队车辆数；
以及计算T1时间段内理论能够消散的第二车辆数Nc：
Nc＝S×Xi×Ti
其中，S为路口的饱和流率；
S312.比较所述第一车辆数N1与所述第二车辆数Nc的大小，如果判断到所述第一车辆数N1>第二车辆数Nc，则判定当前车辆从当前位置按当前速度行驶至路口停止线时会存在排队车辆，否则判定不会存在排队车辆。


5.根据权利要求3所述的基于车路协同的路侧式导行方法，其特征在于，所述步骤S32中判断当前车辆能否在当前黄灯时间通过目的路口停止线的步骤包括：
S321.计算按照当前车辆的行驶速度在黄灯时间可通过的第一距离Lp：



以及计算黄灯亮时当前车辆距路口停止线的第二距离Dy：



其中，Tye...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙科军，包有为，谷健，郝威，吴伟，魏隽君，刘洋，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43