买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种网联环境下应急车辆掉头协同控制方法，包括：1、采集t时刻的车辆信息；2、判断是否存在需要掉头的应急车辆；3、确定需要掉头的应急车辆到达掉头点并掉头汇入对向车道的时长；4、执行对向车辆协同控制策略。本发明能够通过网联环境下网联车辆与路侧设施、网联车辆与网联车辆之间的信息交互，在保证交通运行安全的前提下，充分利用道路资源，实现掉头路段应急车辆的安全掉头，减少车辆延误，提高道路通行能力。

主权项：1.一种网联环境下应急车辆掉头协同控制方法，其特征在于，是应用于双向4车道的掉头路段中，在所述掉头路段的中间隔离带内设置有单向掉头通道，所述网联环境下的车辆均为网联自动驾驶车辆，所述掉头协同控制方法包括以下步骤：步骤1、在双向4车道的掉头路段中，将与需要掉头的应急车辆同向的车道由内向外依次编号为第三车道和第四车道，将与所述应急车辆对向的车道由外向内依次编号为第一车道和第二车道；以单向掉头通道的中心点为所述应急车辆的掉头点，以掉头点为原点x0，所述应急车辆行驶的方向为x轴正方向，与x轴垂直的方向为y轴方向，建立道路坐标系；在第三车道上，以原点x0为起点，以横坐标xl为终点所围成的道路区域作为应急车辆的预掉头区域，并利用式1确定预掉头区域的长度L： 式1中，vmax表示道路的最高限速；vev-turn-max表示所述应急车辆的最大安全掉头速度；aev-down-max表示所述应急车辆的最大安全减速度；在第二车道上，以原点x0为起点，以横坐标xm为终点所围成的道路区域作为对向车辆控制区域，并利用式2确定对向车辆控制区域的长度M： 式2中，adown-max表示网联自动驾驶车辆的最大安全减速度；步骤2、利用路侧智能交通设备采集t时刻第二车道和第三车道上的车辆信息，包括：车辆类型、车辆数量、车辆长度、车辆位置、速度、加速度；步骤3、判断第三车道上是否存在需要掉头的应急车辆，若存在，执行步骤4；否则，将t+Δt赋值给t后，返回步骤2顺序执行，其中，Δt为时间更新步长；步骤4、判断式3是否成立，若成立，表明需要掉头的应急车辆在t0时刻到达预掉头区域且达到道路最高限速vmax，并执行步骤5.1，否则，表明需要掉头的应急车辆在t0时刻到达预掉头区域但未达到道路最高限速vmax，并执行步骤5.2； 式3中，表示需要掉头的应急车辆在t0时刻到达预掉头区域时的速度；步骤5、计算需要掉头的应急车辆到达掉头点并掉头汇入第二车道所需要的时长T总；步骤5.1、需要掉头的应急车辆以最大安全减速度aev-down-max减速行驶到原点x0，并根据式4计算应急车辆到达原点x0所需要的时长Tev后，执行步骤5.4； 步骤5.2、根据式5计算在预掉头区域内，需要掉头的应急车辆以最大加速度aev-up-max加速能够达到的最大中间速度vev-middle-max； 步骤5.3、根据式6计算需要掉头的应急车辆以最大加速度aev-up-max先加速到最大中间速度vev-middle-max，然后以最大安全减速度aev-down-max减速行驶到原点x0所需要的时长Tev； 步骤5.4、根据式7计算需要掉头的应急车辆从预掉头区域行驶到原点x0并掉头汇入第二车道所需要的时长T总；T总＝Tev+Tev-turn-min7式7中，Tev-turn-min表示应急车辆掉头汇入第二车道所需要的最短时间；步骤6、执行对向车辆协同控制策略，将t0时刻对向车辆控制区域内的车辆按照车头与原点x0的距离由近及远依次编号为1,2,...,n；步骤7、遍历对向车辆控制区域内的每一辆车，对于第i辆车，i∈[1,n]，判断式8是否成立，若成立，表明在控制时段[t0,t0+T总]结束时刻，第i辆车与需要掉头的应急车辆存在冲突，并将存在冲突的车辆的编号记入集合I；若所有车辆均不成立，则表明在控制时段[t0,t0+T总]结束时刻，对向车辆控制区域内的所有车辆与需要掉头的应急车辆均不存在冲突，对向车辆控制区域内的所有车辆按照t0时刻的状态继续行驶，直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，结束流程； 式8中，表示第i辆车在t0时刻车头位置的横坐标；表示表示第i辆车在t0时刻的速度；lev表示应急车辆的车身长度；l表示网联自动驾驶汽车的车身长度；Lmin表示最小安全跟车间距；步骤8、将集合I中编号值最小的车辆记为第j辆车；步骤9、判断式9是否成立，若不成立，表明第j辆车在t0时刻未达到道路最高限速vmax，并执行步骤10；否则，执行步骤17； 式9中，表示第j辆车在控制初始时刻t0的速度；步骤10、若j≥2，则对向车辆控制区域内的前j-1辆车中的第1辆车保持t0时刻的速度匀速行驶，剩余的j-2辆车跟随第1辆车行驶并根据式10所示的CACC跟驰模型进行编队，并执行步骤11；否则，执行步骤17； 式10中，Δxw表示前j-1辆车中的任意第w辆车在t1时刻与其前车之间的车头间距，其中，w＞1，t1∈[t0,t0+T总]；ew表示Δxw和期望的车头间距之间的差值；tc为期望车头时距；vw,prew为第w辆车在t1时刻的前一时刻的速度；kp为车头间距差值的控制参数；kd为车头间距差值的微分项控制参数；vw表示第w辆车的速度；步骤11、根据式11计算编队以后第j-1辆车的车头位置的横坐标 式11中，表示t0时刻对向车辆控制区域内第1辆车车头位置的横坐标；表示t0时刻对向车辆控制区域内第1辆车的速度；表示对向车辆控制区域内的前j-1辆车编队完成所需的时间；步骤12、根据式12计算前j-1辆车编队后第j辆车车头位置的横坐标 式12中，表示t0时刻第j辆车车头位置的横坐标；步骤13、判断式13是否成立，若成立，表明前j-1辆车编队后，第j辆车不会与其发生冲突，并执行步骤14；否则，执行步骤17； 步骤14、判断第j辆车是否具有足够的加速空间；当时，表明第j辆车具有足够的加速空间，并执行步骤15；当时，判断式14是否成立，若成立，表明第j辆车具有足够的加速空间，并执行步骤15；否则，执行步骤17； 步骤15、对第j辆车执行加速控制；步骤15.1、根据式15计算第j辆车加速至道路最高限速vmax所需要的最短时间 式15中，amax表示网联自动驾驶车辆的最大加速度；步骤15.2、判断式16是否成立，若成立，表明第j辆车有充裕的时间加速至道路最高限速vmax，并执行步骤15.3；否则，执行步骤15.5； 步骤15.3、判断式17是否成立，若成立，表明第j辆车加速至道路最高限速vmax的过程中，与第j-1辆车不存在冲突，并执行步骤15.4；否则，执行步骤15.5； 步骤15.4、根据式18计算第j辆车加速至道路最高限速vmax时的加速度aj-up-max后，第j辆车以aj-up-max加速行驶直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，并执行步骤16； 式18中，Tj-up-max表示第j辆车加速至道路最高限速vmax所用的时间；步骤15.5、根据式19计算第j辆车在控制时段[t0,t0+T总]内加速通过掉头点的加速度aj-up； 步骤15.6、利用式20和式21分别计算第j辆车在任意t2时刻车头位置的横坐标以及第j-1车在任意t2时刻车头位置的横坐标从而判断式22是否成立，若成立，表明第j辆车在加速过程中与第j-1辆车不存在冲突，第j辆车以aj-up加速行驶通过掉头点，直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，并执行步骤16；否则，执行步骤17； 式20-式22中，步骤16、对第j+1辆车执行控制；步骤16.1、判断第j+1辆车的车辆编号是否在集合I中，若在，则执行步骤16.2；否则，第j+1辆车以t0时刻的状态行驶，直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，并结束流程；步骤16.2、根据式23计算第j+1辆车的加速度aj+1后，按照aj+1对第j+1辆车执行减速控制，直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，并结束流程； 式23中，表示第j+1辆车在t0时刻车头位置的横坐标；表示第j+1辆车在t0时刻的速度；步骤17、根据式24计算第j辆的加速度aj-down后，按照aj-down对第j辆车执行减速控制，直至需要掉头的应急车辆掉头汇入第二车道，并结束流程；

全文数据：

权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 一种网联环境下应急车辆掉头协同控制方法