一种交叉口自动驾驶车辆专用相位的设置方法
技术领域
本发明属于智能交通控制领域，涉及城市道路针对自动驾驶车辆通过交叉口的交通控制技术领域，更具体地说，涉及一种交叉口自动驾驶车辆专用相位的设置方法。
背景技术
在环境感知、高精度地图、智能决策、控制与执行系统等核心技术不断成熟的条件下，，自动驾驶车辆已经从封闭实验室走向公开道路实地测试与商业化示范的阶段。与人工驾驶车辆相比，依靠系统的稳定性，自动驾驶车辆在跟驰过程中可以大幅度减少与前车的跟驰间距，并严格按照通行规则行驶。因此，自动驾驶车辆的应用将在提高交通运输效率上有重大意义。
但是，自动驾驶车辆投入市场商业化的过程中，不断面对来自社会、经济、法律等多方面的挑战，短期内将无法实现人工驾驶车辆被自动驾驶车辆的取代，同时，将会长期面临自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合行驶的交通状态，而如何设计在自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合交通下的交叉口控制方法，成为了亟待解决的关键技术问题。
目前，国内外大多针对自动驾驶交叉口的交通控制研究存在以下问题：第一，理想化地考虑人工驾驶车辆行驶状态；第二，自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合行驶，未能充分发挥自动驾驶车辆的跟驰间距小、严格遵循交通通行规则的优势。因此，在自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混合行驶交通下，设计一种能充分发挥自动驾驶车辆优势，同时考虑自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混行的交叉口交通控制方法具有较好的研究价值。
发明内容
本发明目的是为了克服上述技术存在的不足，建立一种交叉口自动驾驶车辆专用相位的设置方法。该方法充分考虑自动驾驶车辆与人工驾驶车辆的差异性，在交叉口进口车道处布设自动驾驶专用进口车道和普通进口车道，确定自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的车道选择方案，实现不同车辆类型的分类而治。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种交叉口自动驾驶车辆专用相位的设置方法，如下步骤如下：
步骤1：在交叉口布设自动驾驶专用进口车道和普通进口车道；
步骤2：确定到达交叉口的自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的车道选择方案；
步骤3：增设交叉口自动驾驶专用相位供自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆通行。
优选地，所述步骤1的布设交叉口自动驾驶专用进口车道，将进口车道划分为自动驾驶专用进口车道和普通进口车道，并采集交叉口各进口方向的进口车道数，用LO表示，其中O表示方向，L表示进口车道数，每个进口方向布设lO条自动驾驶专用进口车道，0≤lO＜LO，各进口方向布设的自动驾驶专用进口车道的总和用N表示，其中N≥1。
优选地，所述步骤2包括如下步骤：
步骤21：对到达交叉口的车辆进行一个分类，分为自动驾驶车辆和人工驾驶车辆；
步骤22：根据自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的行驶方向，对自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的车道进行划分，左转自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供左转的普通进口车道，直行自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供直行的普通进口车道，右转自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供右转的普通进口车道，人工驾驶车辆不能驶入自动驾驶专用进口车道，左转人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供左转的普通进口车道，直行人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供直行的普通进口车道，右转人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供右转的普通进口车道。
优选地，所述步骤3的增设交叉口自动驾驶专用相位供自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆通行，按照“红灯停-绿灯行”的通行规则，在传统交叉口信号灯的基础上，加入面向自动驾驶车辆专用进口车道的自动驾驶车辆专用信号灯，并设置交叉口自动驾驶车辆专用相位；自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆遵循自动驾驶车辆专用信号灯控制通行，其他驶入普通进口车道上的自动驾驶车辆遵循传统交叉口信号灯控制通行；当任意一条普通进口车道上的传统交叉口信号灯为绿灯时，所有自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆专用信号灯必须为红灯；当所有普通进口车道上的传统交叉口信号灯为红灯时，所有自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆专用信号灯可同时切换为绿灯，在自动驾驶车辆专用信号灯为绿灯时，自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆可驶入交叉口。
优选地，所述自动驾驶车辆专用进口车道可同时供自动驾驶车辆左转、直行和右转。
本发明有益效果：
本发明方法针对自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合行驶的交叉口，提出为自动驾驶车辆布设自动驾驶专用道并且设置自动驾驶专用相位，分别为人工驾驶车辆和自动驾驶车辆设计在交叉口进口道的通行方案，其中自动驾驶专用道仅供自动驾驶车辆行驶，但自动驾驶车辆可以在非自动驾驶专用道上行驶，自动驾驶车辆在自动驾驶专用道上可以左转、直行和右转行驶，在交叉口设置自动驾驶专用相位，并制定了亮灯规则。自动驾驶车辆在交叉口内部相互穿插通过交叉口，通过调整进入时刻和通行轨迹避免冲突。现有技术中鲜有针对自动驾驶车辆设置专用道、设置专用相位的研究。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2为本发明的交叉口示意图。
图3为本发明的交叉口南进口方向的自动驾驶专用进口车道可选择的通行轨迹示意图。
图4为本发明的交叉口信号相位示意图。
附图序号说明：
LH-自动驾驶专用进口车道，LA-普通进口车道，1-普通进口车道的右转和南北左转相位，2-普通进口车道的右转和南北直行相位，3-普通进口车道的右转和东西直行相位，4-普通进口车道的右转和东西左转相位，5-自动驾驶车辆专用相位。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
实施例1：
如图1～图4所示，一种交叉口自动驾驶车辆专用相位的设置方法，步骤如下：
步骤1：在交叉口布设自动驾驶专用进口车道和普通进口车道；
步骤2：确定到达交叉口的自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的车道选择方案；
步骤3：增设交叉口自动驾驶专用相位供自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆通行。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图1～图4所示，所述步骤1的布设交叉口自动驾驶专用进口车道，将进口车道划分为自动驾驶专用进口车道和普通进口车道，并采集交叉口各进口方向的进口车道数，用LO表示，其中O表示方向，L表示进口车道数，每个进口方向布设lO条自动驾驶专用进口车道，0≤lO＜LO，各进口方向布设的自动驾驶专用进口车道的总和用N表示，其中N≥1。即交叉口所有进口方向至少布设一条自动驾驶专用进口车道，自动驾驶专用进口车道可同时供自动驾驶车辆左转、直行和右转，布设完自动驾驶专用进口车道后，其他剩余进口车道布设为普通进口车道。
本实施例中以自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合通行的平面交叉口为研究对象，采集到交叉口各进口方向的进口车道数，Le=Ls=Lw=Ln=4；在交叉口各进口方向布设自动驾驶专用进口车道，le=ls=lw=ln=1，共布设自动驾驶专用进口车道，N=4。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图1～图4所示，所述步骤2包括如下步骤：
步骤21：对到达交叉口的车辆进行一个分类，分为自动驾驶车辆和人工驾驶车辆；
步骤22：根据自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的一个行驶方向，对自动驾驶车辆和人工驾驶车辆的车道进行一个划分，左转自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供左转的普通进口车道，直行自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供直行的普通进口车道，右转自动驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条自动驾驶专用进口车道或可供右转的普通进口车道，人工驾驶车辆不能驶入自动驾驶专用进口车道，左转人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供左转的普通进口车道，直行人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供直行的普通进口车道，右转人工驾驶车辆驶入当前进口方向任意一条可供右转的普通进口车道的规则。
实施例4：
在实施例1的基础上，如图1～图4所示，所述步骤3的增设交叉口自动驾驶专用相位供自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆通行，按照“红灯停-绿灯行”的通行规则，在传统交叉口信号灯的基础上，加入面向自动驾驶车辆专用进口车道的自动驾驶车辆专用信号灯，并设置交叉口自动驾驶车辆专用相位；自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆遵循自动驾驶车辆专用信号灯控制通行，其他驶入普通进口车道上的自动驾驶车辆遵循传统交叉口信号灯控制通行；当任意一条普通进口车道上的传统交叉口信号灯为绿灯时，所有自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆专用信号灯必须为红灯；当所有普通进口车道上的传统交叉口信号灯为红灯时，所有自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆专用信号灯可同时切换为绿灯，在自动驾驶车辆专用信号灯为绿灯时，自动驾驶车辆专用进口车道上的自动驾驶车辆可驶入交叉口。其中，当交叉口缺乏传统交叉口信号灯时，还应增加传统交叉口信号灯。
本实施例中在传统交叉口信号灯上加入自动驾驶专用相位灯，交叉口自动驾驶专用进口车道上的自动驾驶车辆的通行轨迹存在潜在冲突；从时间维度上，当任意两辆自动驾驶车辆在交叉口内部有冲突点时，相互冲突的自动驾驶车辆可调整各自驶入交叉口的时刻，实现在交叉口内部相互规避冲突、相互穿插通行；从空间维度上，基于不同的进口车道和不同的出口车道共同确定一条通行轨迹，相互冲突的自动驾驶车辆可选择不同的出口车道，或在当前进口方向自动驾驶专用进口车道多于1条时，通过换道选择另一自动驾驶专用进口车道，改变自动驾驶车辆在交叉口内部空间的通行轨迹，实现在交叉口内部相互规避冲突、相互穿插通行。
实施例5：
在实施例2的基础上，如图1～图4所示，所述自动驾驶车辆专用进口车道可同时供自动驾驶车辆左转、直行和右转。
