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一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统

摘要

本发明公开了一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,该系统主要有五部分子系统组成:基于高精度地图的虚拟轨道子系统,位于路口等其他有交叉行驶工况的智能交通指挥子系统,位于路段行驶工况的智能驾驶车辆、车队运动、变道控制子系统,路段出入口驶入及驶出控制子系统,基于交通网络全局的协调控制子系统。本发明能够帮助目前日益成熟的自动驾驶技术达到更高等级的自动驾驶,借助自动驾驶的受控性及智能交通网络的宏观及微观调控,提升交通网络运输效率,全局控制,预防拥堵。

著录项

  • 公开/公告号CN112735184A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-04-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 上海蛛格科技有限公司;

    申请/专利号CN202011487277.3

  • 发明设计人 刘涛;刘元敏;贾艳;

    申请日2020-12-16

  • 分类号G08G1/16(20060101);

  • 代理机构11543 北京八月瓜知识产权代理有限公司;

  • 代理人李斌

  • 地址 200540 上海市金山区嘉定工业区叶城路912号J

  • 入库时间 2023-06-19 10:48:02

说明书

技术领域

本发明涉及到一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,尤其是一种通过单独控制智能驾驶车辆在各路段及路口通行情况的系统。

背景技术

在网状交通网络中,交通网络的基本组成元素主要有两种,一是交通网络上的交叉点,二是交通网络上交叉点之间的连接线。

日益拥堵交通的状况,目前较多大城市已经运用智能交通系统进行城市交通情况管理,目前智能交通管理大多停留在宏观层面的红绿灯时长调整等,针对车辆在路段内相对车道位置及路口通行的目标车道选择等微观层面的调控少有涉及,本发明结合智能交通系统的微观可控性及自动驾驶车辆的受控性,提出了一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统。

目前L2等级自动驾驶技术已经较为成熟,即为上文所述的交叉点之间的连接线路段上的运动表现基本可以接受,但自动驾驶在路口处由于建筑物遮挡及单车感知能力有限等导致的路口通行能力弱。

发明内容

针对相关技术中的问题,本发明提出一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,本发明的系统在现有交通系统上改动小,易于实现,结合算法能使智能驾驶系统更高效。

为此,本发明采用的具体技术方案如下:

一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,包括

虚拟轨道子系统,在实际车道缺省处视情况用虚拟车道线在系统中连接补全;

交叉行驶工况的智能交通指挥子系统,用于监测车辆分流处车辆行驶情况并将所在路口处车辆分配目标车道;

路段行驶工况的智能驾驶车辆、车队运动、变道控制子系统,用于监测路段内所有车辆交通情况,根据车辆路径规划结果并结合当前路段交通情况,控制车辆运动,判断车辆最佳变道点,提醒或控制车辆变道;

路段出入口驶入及驶出控制子系统,用于路段内到达目的地车辆驶出接收,及路段内欲接入路段车辆请求控制;

基于交通网络全局的协调控制子系统,用于从整个交通网络效率出发,针对每条路段及路口单独控制,达到整个交通网络或局部区域高效运行目标。

优选的,虚拟轨道子系统,可基于高精度地图或超宽带等定位方式,在实际车道缺省处用虚拟车道线在系统中连接补全和/或在路口处用虚拟车道线将驶出车道与驶入车道用虚拟车道线进行连接,该补齐连接包括所有可能被使用到的路线。

优选的,交叉行驶工况的智能交通指挥子系统用于将本路口车辆合理分配目标路口目标车道、路口来往车辆做局部车道级别路口分配。

优选的,交叉行驶工况的智能交通指挥子系统至少遵从以下判断规则,第一层开关控制,为输出路口当前车道车辆向周边三路口及掉头路口的请求开关,车辆宏观路径规划决定第一层开关状态;第二层开关控制,当前车辆针对目标路口的目标输送车道进行请求,车辆的宏观路径规划与目标路口路段内各车道的导流方向共同决定第二层开关状态,当目标路口内存在多条符合宏观路径规划的车道时,开关状态可为多选,但依据路口通行的方便程度,目标车道存在优先级之分;第三层开关控制,在预先设定虚拟车道线情况下,本层开关用于决策多路口车辆交汇于接收车道时是否会发生碰撞的决策;第四层开关控制,则用于决策单一路口处多车道车辆需要向同一接收车道时输出车辆时的碰撞管理。

优选的,路段行驶工况的车速、车道、路段驶入及驶出控制子系统可实现以下功能:当车辆不在决策车道时,判断车辆最佳变道点,提醒或控制车辆变道;和/或在路段内的出入口处,对于到达目的地的车辆能够根据车辆尺寸及转弯半径需求合理建议或控制车道及车速便于车辆驶出路段;和/或对于由路段内新驶入车辆,合理确定驶入时机、车道及车速控制;和/或在红绿灯场景下判断路段内车辆在当前红绿灯周期通行能力,提前建议车辆车速及换道控制;和/或在无交通灯场景下,判断目标路口及周边路口交通情况,对自动驾驶车辆做合理加减速及车速提醒或控制,以保证路口通行安全;和/或该系统保留路段所有交通指示,能够结合所有交通指示对车辆进行合理控制;和/或当车辆偶遇周边影响交通行驶的紧急工况时,车辆避障由单车完成,避障结束自动由智能交通网络接管。

优选的,路段行驶工况的车速、车道、路段驶入及驶出控制子系统用于实现车辆在路段的车速、车道控制,及到达目的地车辆驶出路段和路段内新接入智能交通网络的新进车辆进行控制,可根据车辆路径规划结果并结合当前路段交通信息等,提醒或控制车辆最佳车速及最佳行驶车道。

优选的,基于交通网络全局的协调控制子系统包括对所有车辆分流的的全局路径规划模块、分时段的车道分配模块和/或分时段的红绿灯时长占比调节模块。

优选的,所述车道分配模块对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控,结合道路内车辆流向方向及数量,对所有道路进行动态全局规划,分配路段在交叉口向其他路段的车辆输送能力、导流车辆。

优选的,所述红绿灯时长占比调节模块针对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控判断并调控,结合区域内整体进入和流出情况,对存在红绿灯的路口,根据所控区域每条路段负荷及车流量情况综合判断并调控,调整红绿灯占比及循环时长。

优选的,所述全局路径规划模块能够针对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控并综合判断,结合区域内整体的进入和流出情况,对所有车辆进行分流的全局路径规划控制,导流车辆。

优选的,所述红绿灯时长占比调节模块遵循使单个路段路口处向周边路段输送车辆保持合理流量及频率值的策略。

优选的,所述全局路径规划模块遵循规划交通网络全局或局部区域内路段容量及负荷,避开高道路负荷区域,并预防特定道路超负荷的策略。

优选的,还包含监控路段内交通信息的装置,涉及单个路段的入口及出口附近、交叉路口处和/或路段分岔口附近。

优选的,虚拟轨道子系统可在路口处用虚拟车道线将驶出车道与驶入车道用虚拟车道线进行连接或基于路口的车道编号系统,针对交叉路口通行情况通过编号对应方式补齐。

优选的,交叉行驶工况的智能交通指挥子系统能结合车辆尺寸进行判断,为超长超宽等特种自动驾驶车辆动态合理分配目标路口。

本发明的有益效果是:该智能交通系统能够帮助目前日益成熟的自动驾驶技术达到更高等级的自动驾驶,借助自动驾驶的受控性及智能交通网络的宏观及微观调控,提升交通网络运输效率,全局控制,预防拥堵。智能驾驶车辆与非智能驾驶车辆共存期同样适用,且在现有智能交通系统基础上易于改造。

本发明作为交通系统,重点还是放在交通网络上,对于车辆驶入和驶出的控制,交由车辆驶入及驶出点附近单独设点控制;这样的优点,可以减少智能交通系统的复杂庞大程度,并且驶入及驶出点是对于当前局部道路交通状况最清楚的点,具有局部特点的驶入驶出点应由局部设施自行决定,应有一套单独的系统决定。智能驾驶车辆在驶入路段时,由车端向智能交通系统发出申请,得到允许后由局部设施指挥车辆车辆驶入路段,驶入后由智能交通系统接管;智能驾驶车辆在驶出路段时,提前由车端向附近接收点发出接收请求,请求得到响应后由接收点接管车辆驶出致不影响路段交通区域,分开控制,子系统之间互相发送请求,确保车辆在两个系统之间互相交替控制时能够达到顺畅交接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中由交叉路口和连接路段组成的交通网络系统示意图;

图2为本发明实施例中S路段01车道左转虚拟线路线示意图;

图3为本发明实施例中S路段02车道直行虚拟线路线示意图;

图4为本发明实施例中S路段03车道直行虚拟线路线示意图;

图5为本发明实施例中S路段03车道右转虚拟线路线示意图;

图6为本发明实施例中S路段向周边路段输出虚拟路线示意图;

图7为本发明实施例中当前路口所有虚拟路线示意图;

图8为本发明实施例中丁字路口所有虚拟路线示意图;

图9为本发明实施例中环形路口所有虚拟路线示意图;

图10为本发明实施例中智能驾驶车辆在向车道一侧变道时的8种控制方式;

图11为本发明实施例中智能驾驶车辆、非智能驾驶车辆路段混合情形简化图;

图12为本发明实施例中分时段车道分配模块及红绿灯时长占比调节模块示意图;

图13为本发明实施例中智能交通系统最小控制单元示意图;

图14为本发明实施例中智能交通基于全局的宏观路径规划示意图;

图15为本发明实施例中智能交通基于全局的区域车容量控制示意图;

图16为本发明实施例中十字路口示意图;

图17为本发明实施例中三岔路口示意图;

图18为本发明实施例中斜交叉环形路口示意图;

图19为本发明实施例中单个输出路口向多个接收路口输出路线示意图;

图20为本发明实施例中单个输出路口向多个接收路口输出简化模型;

图21为本发明实施例中单个接收路口从多个输出路口接收路线;

图22为本发明实施例中单个接收路口从多个输出路口接收简化模型;

图23为本发明实施例中忽略地面导向标的S0输入路口与正对N1输出路口车道分配示意图;

图24为本发明实施例中忽略地面导向标的E0输入路口正对W1输出路口车道线分配示意图;

图25为本发明实施例中示意图忽略地面导向标的N0输入路口正对S1输出路口车道线分配示意图;

图26为本发明实施例中忽略地面导向标的W0输入路口正对E1输出路口车道线分配示意图;

图27为本发明实施例中考虑地面导向标的S0输入路口与正对N1输出路口车道分配示意图;

图28为本发明实施例中考虑地面导向标的E0输入路口与正对W1输出路口车道分配示意图;

图29为本发明实施例中考虑地面导向标的N0输入路口与正对S1输出路口车道分配示意图;

图30为本发明实施例中考虑地面导向标的W0输入路口与正对E1输出路口车道分配示意图;

图31为本发明实施例中考虑地面导向标的图01十字路口简化模型解读示意图;

图32为本发明实施例中忽略地面导向标的图01十字路口简化模型解读示意图;

图33为本发明实施例中通讯拓扑图示意。

图34为本发明实施例全局策略示意。

具体实施方式

为进一步说明各实施例,本发明提供有附图,这些附图为本发明揭露内容的一部分,其主要用以说明实施例,并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理,配合参考这些内容,本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点,图中的组件并未按比例绘制,而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例,提供了一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,包括A、虚拟轨道子系统;B、交叉行驶工况的智能交通指挥子系统;C、路段行驶工况的智能驾驶车辆、车队运动、变道控制子系统;D、路段出入口驶入及驶出控制子系统;F、基于全局交通网络的协调控制子系统;

其中虚拟轨道子系统,在实际车道缺省处视情况用虚拟车道线在系统中连接补全;

交叉行驶工况的智能交通指挥子系统,用于监测车辆分流处车辆行驶情况并将所在路口处车辆分配目标车道;

路段行驶工况的智能驾驶车辆、车队运动、变道控制子系统,用于监测路段内所有车辆交通情况,根据车辆路径规划结果并结合当前路段交通情况,判断车辆最佳变道点,提醒或控制车辆变道;

基于交通网络全局的协调控制子系统,用于从整个交通网络效率出发,针对每条路段及路口单独控制,达到整个交通网络或局部区域高效运行目标。

在至少一个实施例中,所述的A、基于高精度地图的虚拟轨道子系统(图1),由图2~图7可以看出路口处虚拟车道系统组成,虚拟轨道子系统,可以是整体或是局部的,基于高精度地图的或是其他局部包括但不限于超宽带定位(UWB)方式而得出的虚拟轨道子系统;该虚拟轨道系统保留实际道路中的车道线,在实际车道缺省处用虚拟车道线在系统中连接补全,包括但不限于在路口处用虚拟车道线将驶出车道与驶入车道用虚拟车道线进行连接,该补齐连接包括所有可能被使用到的路线;该类虚拟轨道连接子系统用于辅助智能驾驶车辆达到更高等级的智能驾驶,对于视觉或其他感知较强智能驾驶车辆,虚拟轨道系统为非必须系统。

由图2~图7十字路口图形可看出,路口S中有三条车道,S01车道为左转道,S02车道为直行道,S03为直行和右转共用车道,从路段S向周边车道输送车辆可能对应的目标车道如图2~图6所示。

图2为路段S01出口向W路段左转的两条可能轨迹线;图3为路段S02出口向N路段直行的两条可能轨迹线;图4为路段S03出口向N路段直行的两条可能轨迹线;图5为路段S03出口向E路段右转的两条可能轨迹线。图6为S01~S03三条车道向周边W、N、E三条路段输送车辆轨迹集合,图7为路口交汇所有路段S、W、N、E互相输送车辆的轨迹集合,不仅适用于十字路口,同样适用于三岔路口及环岛等路口。

在至少一个实施例中,所述的B、交叉行驶工况的智能交通指挥子系统(图2~图9),是一种用于监测路口车辆行驶情况将本路口车辆合理分配目标车道的设施,即为路口来往车辆做局部车道级别路口分配的局部路径规划系统;该设施主要用于路口及分岔路口车辆交汇或分流处车道级别动态分配,将车辆根据行驶路径及道路交通情况进行合理分流。该分流过程能够考虑车辆尺寸及转弯半径需求,合理分配目标车道。

在至少一个实施例中,如图16-图34,交叉行驶工况的智能交通指挥子系统,在交叉路口或其他交叉行驶(图16~图18)工况为智能驾驶车辆提供车道级路口通行的智能指挥服务,以图16为例的十字路口通行,在不考虑图16、图19、图21中E0、W0、S0、N0的地面导向标识时,每个输出路口(E0、W0、S0、N0)的三条车道(01、02、03)向其余包含掉头行驶的接收路口(E1、W1、S1、N1)的两条车道(05、04)输送车辆的车道对应行驶类型主要有4*3*4*2=96种类型,将96种类型全部列出如图27-30所示;将车道通行方向及接收车道接收方向控制均简化为开关模型,可得出该路口通行简化模型共有四层开关控制,通常情况下有四层开关控制,包括但不一定限于四层开关控制(如图32所示);在有其他特殊路段有特殊需求时,针对开关层数不做具体限制。

智能开关组合控制原则如下:

第一层开关控制,为输出路口当前车道车辆向周边三路口及掉头路口的请求开关,即车辆宏观路径规划决定第一层开关状态;第二层开关控制,当前车辆针对目标路口的目标输送车道进行请求,即车辆的宏观路径规划与目标路口路段内各车道的导流方向共同决定第二层开关状态,当目标路口内存在多条符合宏观路径规划的车道时,开关状态可为多选,但依据路口通行的方便程度,目标车道存在优先级之分;第三层开关控制,在预先设定虚拟车道线情况下,本层开关用于决策多路口车辆交汇于接收车道时是否会发生碰撞的决策;第四层开关控制,则用于决策单一路口处多车道车辆需要向同一接收车道时输出车辆时的碰撞管理。第一层与第二层开关主要由车辆宏观路径规划及道路导向决定,由车辆根据路径规划请求目标路口的目标车道;第三层和第四层开关则由接收路口决定,接收路口依据路口通行情况及各车道车辆交汇时是否会发生碰撞决定是否响应车辆请求。当多车辆请求出现冲突或通行轨迹出现交叉点存在潜在碰撞时,按车辆通行先后顺序、对路段负荷影响及区域符合影响等,做出允许车辆通行、车辆减速让行、车辆停止让行等最优化决策。

当智能交通中并非全部智能驾驶车辆,即非智能驾驶车与智能驾驶车共存时,智能交通系统针对智能驾驶单车在路口的指挥系统服从普通红绿灯系统及当前车道分配系统;当智能驾驶车辆在交通系统中已占有较大比例时,在红绿灯系统给予非智能驾驶车辆通行指示同时,给予智能驾驶车辆路口通行指引在不影响非智能驾驶车辆通行情况下,可不服从红绿灯系统的信号指引,由智能交通系统决策智能驾驶车辆路口目标车道;当智能交通系统中全部车辆为智能驾驶车辆时,四层开关的控制可替代现存交通系中红绿灯系统及动态车道分配系统。

当车辆同行路口无红绿灯时,该交叉行驶工况的智能交通指挥子系统仅需按潜在通行轨迹判断是否存在潜在交叉点用于第三层及第四层开关的决策当前智能驾驶车辆通过路口的请求。

以图13为例说明,假设停在E0路口的一辆智能驾驶车基于全局的路径规划要行驶到N3路口,那么该智能驾驶车辆在E0路口的通行控制应该如下:

第1层开关控制,车辆选择W1的目标接收路口,目的为了直行操作;

第2层开关控制,车辆选择W1接收路口靠右侧的04号车道,目的为了方便在E2路口右转进入N3路段;

第3层开关控制,W1路口接收车道在当前路口交通状态下从哪一路口接收车辆不存在碰撞危险;

第4层开关控制,W1路口接收车道在当前路口交通情况下,顺序的从目标接受路口各车道接收车辆,由此可见,针对智能驾驶车辆的控制在路口通行时智能驾驶车辆并非一定需要排在符合现在道路导向的车道上,当智能驾驶车辆在路段内无法通过正常方式变道致目标车道时,允许智能驾驶车在其他车道行驶,在路口通行时通过开关控制将车辆导向目标路口。

第1层及第2层开关控制为车端请求,第3层及第4层开关控制为道路端针对当前交通情况所作出的无碰撞通行决策。

在至少一个实施例中,所述的C、路段行驶工况的智能驾驶车辆、车队运动、变道控制子系统,用于实现车辆、车队在路段的车速、车道控制,及到达目的地车辆驶出路段和路段内新接入智能交通网络的新进车辆进行控制;根据车辆路径规划结果并结合当前路段交通信息等,提醒或控制车辆最佳车速及最佳行驶车道;当车辆不在决策车道时,判断车辆最佳变道点,提醒或控制车辆变道;在路段内的出入口处,对于到达目的地的车辆能够根据车辆尺寸及转弯半径需求合理建议或控制车道及车速便于车辆驶出路段;对于由路段内新驶入车辆,合理确定驶入时机、车道及车速控制;在红绿灯场景下判断路段内车辆在当前红绿灯周期通行能力,提前建议车辆车速及换道控制;在无交通灯场景下,判断目标路口及周边路口交通情况,对自动驾驶车辆做合理加减速及车速提醒或控制,以保证路口通行安全;该系统保留路段所有交通指示,能够结合所有交通指示对车辆进行合理控制;由于智能交通系统的庞大性,不可能兼顾所有工况,当车辆偶遇周边影响交通行驶的紧急工况时,车辆避障由单车完成,避障结束自动由智能交通网络接管。

以单车向右换道为例说明,如图10所示,图中细实线为智能驾驶车辆,智能驾驶车辆在变道时周围能够对其变道产生影响的车辆总共有3辆,智能驾驶车前方车辆,智能驾驶车目标车道的前后方车辆,那么智能驾驶车辆在向车道一侧变道时按照车辆类型共有8种控制方式;如图10中a~h所示,细实线为智能驾驶车辆,粗实线为非智能驾驶车量,点为无关车辆,中间细实线车辆为需要换道的智能驾驶车辆,开关①~③为影响中间智能驾驶车辆右变道的条件开关,条件①为右前方车辆是否影响智能驾驶车右变道的条件判断,条件②为右后方车辆是否影响智能驾驶车右变道的条件判断,条件③为前方车辆是否影响智能驾驶车变道的条件判断,条件①~③同时满足时车辆允许变道;其中图中(a)情形:影响智能驾驶车换道的三辆车均为智能驾驶车,图中(b)~(d)情形:影响智能驾驶车辆换道的三辆车中有一辆为非智能驾驶车,图中(e)~(g)中情形:影响智能驾驶车换道的三辆车中有两辆智能驾驶车,图中(h)情形:中影响智能驾驶车辆换到的三辆车均为非智能驾驶车;图中车辆

条件开①~③关示意解释,前后保持安全车距,此时与ACC时距会有区别,ACC涉及后车检测前车的反应时间,而基于V2X的智能网联车队系统统一收发路段内所有智能驾驶车辆的运动信息,基于车队的智能驾驶车辆可以做到统一协调调配。

如图10中(a)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(b)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(c)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(d)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(e)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(f)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(g)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

如图10中(h)情形,影响中间智能驾驶车换道的三辆车

由单车变道拓展为车队变道,每个车道中由不同段大小的车队组成,车队与车队间由非智能驾驶车辆隔开,将在同一车道且中间不由非智能驾驶车辆隔断的车队视为一个智能驾驶车队,一个智能驾驶车队视为整体控制,即各车道为多个由非智能驾驶车辆隔开的智能驾驶车队控制;且每个单独智能驾驶车队响应相邻车道智能驾驶车辆与非智能驾驶车辆变道辅助请求,并作相应运动调整以配合相邻车道车辆进行变道,如图11所示。即路段行驶工况以各车道为单元进行由非智能驾驶车辆隔开的智能驾驶车队控制,路段行驶中通过车道间进行车辆变道互换重组,最终组成新的由非智能驾驶车辆隔开的智能驾驶车队穿过路口向其他路段输送车辆。对于路段内到达目的地的车辆给予驶出路段控制,对于将要驶入路段的智能驾驶车辆由智能驾驶车队接管组成路段内车队控制。

所述的一种实现高等级自动驾驶及高效运输的智能交通系统,路段内所有智能驾驶被控车辆运动在路段内可以被唯一限制(图13),即单一路段内车流量或单个红绿灯内车辆保有量可以被控制,通过F、基于全局交通网络的协调控制子系统,包括对所有车辆分流的的全局路径规划系统(图14),包括分时段的车道分配模块(图12),包括分时段的红绿灯时长占比调节模块(图12),从整个交通网络效率出发,针对每条路段及路口单独控制,最终达到整个交通网络或局部区域高效运行目标。

分时段的车道分配模块(图12、图13),能够针对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控,结合道路内车辆流向方向及数量,对所有道路进行动态全局规划,保证路段总容量被充分利用,且合理分配路段在交叉口向其他路段的车辆输送能力,合理导流车辆。

分时段的红绿灯时长占比调节模块(图12、图13),能够针对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控判断并调控(图12~图14),结合区域内整体进入和流出情况(图15),对存在红绿灯的路口,能够根据所控区域每条路段负荷及车流量情况综合判断并调控,合理调整红绿灯占比及循环时长,调整使单个路段路口处向周边路段输送车辆保持合理流量及频率值。

在至少一个实施例中,如图13所示的单个E路段,构成该智能交通系统最小控制单元,该最小控制单元中包含车辆路段内及路口处车辆加减速控制、车辆行驶车道控制、道路动态车道控制、智能红绿灯控制(红绿灯路口)、路口通行控制(无红绿灯路口)、到达目的地车辆驶出控制、新进车辆驶入控制。所有交通网络均由路口及路段两部分基本组成元素组成,所有路口及路段差异较小,更多的是共性。该系统使用一套通用评价参数对智能交通系统最小控制单元进行道路车辆行驶情况进行监控,同样使用一套通用控制参数对最小控制单元进行控制,通过对道路及路口进行编号的方式进行指令上的区分;针对特殊路段及路口,也保留定制性的监测参数及控制参数。

在至少一个实施例中,全局路径规划系统(图14、图15),能够针对所控区域内所有入口及出口路段车流量情况监控并综合判断,结合区域内整体的进入和流出情况,对所有车辆进行分流的全局路径规划控制,即针对图14及图15中的所有最小控制单元图13进行控制,使用通用的监控及控制指令参数控制,合理导流车辆,避开高道路负荷区域,并预防特定道路超负荷(图14);进一步防止交通网络全局或局部区域内出现拥堵路段,合理规划交通网络全局或局部区域内路段容量及负荷。在网状交通网络中,交通网络的基本组成元素主要有两种,一是交通网络上的交叉点,二是交通网络上交叉点之间的连接线段。通过合理的控制策略,1、保证各自路段的出口流量达到最大流量;2、在当前红绿灯周期内不能通过路口的车辆,通过合理的组合策略,在车辆到达路口前变道至最佳车道,为车辆下个路段、路口通行、由起点驶入路段或驶出路段到达目的地做准备。

这样既保证了车辆在相应路段行驶时的高效车速与变道控制,还保证了车辆驶出该路段的高效智能指挥控制。每个路段路口处的驶出,也是其他路段对应的驶入,B与C即可确定自动驾驶车辆在路段内的唯一运动,F通过对交通网路内所有路段和交叉路口的B与C的单独控制,最终达到整个交通系统无拥堵的高效运输目的。

D、路段出入口驶入及驶出控制子系统,用于路段内到达目的地车辆驶出接收,及路段内欲接入路段车辆请求控制;这样的设计,将路段控制更专注于车辆的运动控制,而局部的车辆转出及接入由对局部路段特点更为了解的子系统控制。

该智能交通系统能够帮助目前日益成熟的自动驾驶技术达到更高等级的自动驾驶,借助自动驾驶的受控性及智能交通网络的宏观及微观调控,提升交通网络运输效率,全局控制,预防拥堵。智能驾驶车辆与非智能驾驶车辆共存期同样适用,且在现有智能交通系统基础上易于改造。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作,但是应理解并领会,这些方法不受动作的次序所限,因为根据一个或多个实施例,一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。本领域技术人员将进一步领会,结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性,各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性,但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中,存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中,处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。在一个或多个示例性实施例中,所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品,则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来,则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据,而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

该发明并不只限于交通系统,同样适用在封闭或者不封闭的厂区或厂房等不限制特定区域的自动驾驶车辆或智能机器人的全局控制调度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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