基于车路协同的无信号灯平交路口驾驶引导系统研究与实现

摘要

随着智能交通技术的发展，利用车路协同技术解决无信号灯交叉路口车辆通行协调问题已成为目前的研究热点。在此背景下，本文针对二级公路无信号交叉口车路协同环境下的通行协调技术展开研究，提出并开发了一种基于车路协同的驾驶引导系统。
　　本文研究并开发了一种基于车路协同的无信号灯平交路口驾驶引导系统，该系统主要分为车载子系统和路侧子系统。该驾驶引导系统设定的应用场景是二级公路路口车辆从支路并入干路。路侧端子系统主要由基于WAVE的车-路通讯设备构成，实现持续地广播道路优先级信息、实时路况信息和路网信息，并能接受来自车载端的更新信息，设计了数字签名流程来验证更新信息数据的安全性。车载端子系统主要由基于WAVE的车-车通讯设备和车载智能终端构成，实现了通过车-车通讯设备获取临近车辆的准确地理位置、速度和方向，根据车辆的行驶方向就能确定车辆所行驶的车道，并从路侧子系统获得道路优先级信息、实时路况信息和路网信息。然后车载子系统中将每个车道内的车辆依据与路口的距离进行排序，根据自身车辆的行驶速度来计算车辆到达路口的时间，并依次取相关车道中车辆的距离和速度来计算并判断是否可能发生碰撞。最后通过车载子系统的智能终端应用程序与驾驶员进行交互。依托车载端、路侧端以及模拟数据输入进行了可靠性测试和精度测试，对论文中提出的横穿车道模型和汇入车道模型展开测试，重点衡量了最小车距、最大等待时间以及平均等待时间这些指标，并对测试结果进行了分析。结果表明在双向交通流量高达4362辆每小时的情况下，横穿车道等待时间不超过49秒，汇入车道等待时间不超过61秒。之后对二级公路支路与干路交叉路口三种车辆行为（左转、直行和右转）进行了测试，设置了测试用例并完成了测试。

目录

第一章 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

1.4本章小结

第二章 基于车路协同的平交路口驾驶引导系统总体设计

2.1基于车路协同的平交路口驾驶引导系统的需求分析

2.2基于车路协同的平交路口驾驶引导系统设计方案

2.3 本章小结

第三章 平交路口驾驶引导系统的数学模型分析

3.1 平交路口驾驶引导系统的场景描述

3.2 平交路口驾驶引导系统的场景分析

3.3平交路口驾驶引导系统的数学模型描述

3.4 平交路口驾驶引导系统算法描述

3.5 本章小结

第四章 平交路口驾驶引导系统实现

4.1 基于WAVE的车路协同设备数据采集

4.2 基于android的车载智能终端软件系统实现

4.3 本章小结

第五章 平交路口驾驶引导系统测试

5.1 算法仿真验证

5.2 针对性场景测试

5.3 DSRC通信能力测试

5.4场地实测

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢