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原文传递一种基于多模态控制的车辆路口通行决策方法及系统

专利名称：	一种基于多模态控制的车辆路口通行决策方法及系统
摘要：	本发明提出一种基于多模态控制的车辆路口通行决策方法及系统，其中决策方法为：在自车与路口停止线之间的距离小于距离阈值时，获取车道前方、后方、侧后方车辆信息以及信号灯状态信息，根据所述车辆行驶方向的前方、后方、侧后方是否存在参考车辆以及与参考车辆与自车之间的速度差、速度差对应的时间差进行所述车辆通行状态决策。本发明在保证安全性的同时，提升车通过路口的效率，减少在路口的等待时间。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	李威;叶宇林;周小川;张寒;赵万忠
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-31T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-10T00:00:00+0800
申请号：	CN202311114765.3
公开号：	CN117022281A
代理机构：	江苏圣典律师事务所
代理人：	李何文静
分类号：	B60W30/18;B60W30/165;B60W30/14;B60W40/04;B60W40/105;B;B60;B60W;B60W30;B60W40;B60W30/18;B60W30/165;B60W30/14;B60W40/04;B60W40/105
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，在自车与路口停止线之间的距离小于距离阈值时，获取车道前方、后方、侧后方车辆信息以及信号灯状态信息，根据所述车辆行驶方向的前方、后方、侧后方是否存在参考车辆以及与参考车辆与自车之间的速度差、速度差对应的时间差进行所述车辆通行状态决策。 2.根据权利要求1所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，先判断直行车道前方车辆数量，左车道前方、后方车辆数目，右车道前方、后方车辆数目，自车速度分别与直行车道前方、左后方、右前方、右后方第一辆车辆车速的大小、车速时间差，并相应赋值；再基于通行状态决策规则实现通行状态决策判断；基于多模态控制决策规则最终实现车辆的控制。 3.根据权利要求2所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，所述通行状态决策包括自车在直行车道进行变道、自车进入左车道、自车超越直行车道第一辆前方车辆以及自车进入右车道四种决策的顺序组合；所述多模态控制决策包括调整车速保持跟车状态、调整车速匀速行驶通过路口、减速至路口车速变为零、超越前车并加速通过路口、进入右车道并加速通过路口、进入右车道调整车速保持跟车状态。 4.根据权利要求3所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，自车在直行车道进行变道的规则判断为：首先判断直行车道前方车辆数量，若直行车道前方车辆数量为0，则允许变道；若前方车辆数量不为0，比较自车与前方第一辆车车速的大小，若自车速度慢，则予以变道，若自车速度快或与前方第一辆车车速相同，则计算对应的时间差，若满足相应的条件，则判断为予以变道，否则不予变道。 5.根据权利要求3所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，自车进入左车道的决策规则判断为：首先判断直行车道前方车辆数量，若直行车道前方车辆数量大于等于2，不予向左变道；若直行车道前方车辆数量小于2，判断自车在直行车道进行变道变量数值，若自车可以在直行车道进行变道，当左前方有车时，不予向左变道；当左前方、左后方均无车辆时予以向左变道；当左前方无车、左后方有车时，比较自车与左后方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，则予以向左变道；若自车速度慢，则计算对应的时间差，若满足条件，则判断为予以向左变道，否则不予向左变道。 6.根据权利要求3所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，自车进入右车道的决策规则判断为：首先判断自车在直行车道进行变道变量数值，若自车不可以在直行车道进行变道，不予向右变道；若自车可以在直行车道进行变道，根据右前方、右后方车辆数量情况进行判断，当右前方、右后方均无车辆时，予以向右变道；当右前方无车辆、右后方有车辆时，比较自车速度与右方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间和自车超越前方第一辆车辆所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间大于自车超越前方第一辆车辆所需时间时，则判断为予以向右变道，否则不予向右变道；若自车速度慢，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、当前车速和距离下自车与左后方车辆相遇所需时间和自车超越前方第一辆车辆所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间最大、自车超越前方第一辆车辆所需时间最小时，则判断为予以向右变道，否则不予向右变道；当右前方有车辆，若右后方无车辆时，比较自车速度与右前方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、当前车速和距离下自车与左后方车辆相遇所需时间和自车超越前方第一辆车辆所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间最大、自车超越前方第一辆车辆所需时间最小时，则判断为予以向右变道，否则不予向右变道；若自车速度慢，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间大于自车超越前方第一辆车辆所需时间时，予以向右变道，否则不予向右变道；当右前方、右后方均有车辆时，比较自车速度与右前方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，比较自车速度与右后方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、当前车速和距离下自车与右前方车辆相遇所需时间和自车超越前方第一辆车辆所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间最大、自车超越前方第一辆车辆所需时间最小时，则判断为予以向右变道，否则不予向右变道；若自车速度慢，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、当前车速和距离下自车与右前方车辆相遇所需时间、自车超越右前方第一辆车辆所需时间、当前车速和距离下自车与右后方车辆相遇所需时间，当所需时间大小排序为：自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间>自车超越右前方第一辆车辆所需时间>当前车速和距离下自车与右后方车辆相遇所需时间>自车超越右前方第一辆车辆所需时间，则判断予以向右变道，否则不予向右变道；若自车速度小于右前方第一辆车辆速度，比较自车速度与右后方第一辆车车速的大小，若自车速度快或相同，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、自车超越右前方第一辆车辆所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间大于自车超越右前方第一辆车辆所需时间时，则判断予以向右变道，否则不予向右变道；若自车速度慢，则计算自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间、自车超越右前方第一辆车辆所需时间、当前车速和距离下自车与右后方车辆相遇所需时间，当自车按照当前车速行驶至路口停止线所需时间最大、自车超越前方第一辆车辆所需时间最小时，则判断为予以向右变道，否则不予向右变道。 7.根据权利要求3所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，自车超越直行车道第一辆前方车辆的决策规则判断为：首先判断自车在直行车道进行变道变量数值，若自车不可以在直行车道进行变道，不予超越直行车道前方第一辆前方车辆；若自车可以在直行车道进行变道，判断自车是否可以向左变道，若自车不可以向左变道，不予超越直行车道前方第一辆前方车辆；若自车可以向左变道，判断自车与直行车道第一辆车辆车速差值，若自车速度快，则予以超越直行车道前方第一辆前方车辆，否则不予超越直行车道前方第一辆前方车辆。 8.根据权利要求1-7任意一项所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，其特征在于，多模态控制决策规则为：为信号灯闪烁设定时间区间，当信号灯为绿灯但小于区间最小值，以及信号灯为红灯或者黄灯时，判断直行车道前方车辆数量，若前方无车辆，则自车减速至路口车速变为0；否则，自车调整车速保持跟车状态；信号灯为绿灯且时间在所述时间区间内时，判断直行车道前方车辆数量，若前方无车辆，自车调整车速匀速行驶通过路口；若前方有一辆车辆，判断自车超越直行车道第一辆前方车辆、自车进入左车道是否均为予以通行，若均为予以通行，则自车超越前车并加速通过路口；若自车超越直行车道第一辆前方车辆为不予以通行，同时满足自车进入右车道为予以通行且右前方有车辆，自车进入右车道并加速通过路口；若前方有两辆及以上的车辆，同时满足进入右车道予以通行且右前方无车辆时，自车进入右车道并加速通过路口；信号灯为绿色且时间大于区间最大值时，若前方无车辆，则自车调整车速匀速行驶通过路口；若前方有一辆车辆，当自车超越直行车道第一辆前方车辆、自车进入左车道均为予以通行，则自车超越前车并加速通过路口；若自车超越直行车道第一辆前方车辆为不予以通行，同时满足进入右车道予以通行、右前方无车辆时，自车进入右车道并匀速行驶通过路口；若前方有两辆及以上的车辆，同时满足进入右车道予以通过、右前方无车辆，自车进入右车道并匀速行驶通过路口；同时满足进入右车道予以通过、右前方有车辆，自车进入右车道调整车速保持跟车状态。 9.一种基于多模态控制的车辆路口通行决策系统，其特征在于，根据权利要求1-8所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策方法，系统包括信息收集模块、信息处理模块、决策模块和控制模块；信息收集模块，收集包括信号灯信息、自车和周边车辆信息，信息收集模块将收集到的信息输入至决策模块；决策模块，基于信息收集模块的信息输出行驶行为；控制模块，基于行驶行为的控制指令控制自车行驶行为。 10.根据权利要求9所述的基于多模态控制的车辆路口通行决策系统，其特征在于，所述控制模块的初始输入为信息收集模块的部分变量和决策模块输出的变量；所述行驶行为包括自车进入左车道I、自车进入右车道J、自车超越直行车道第一辆前方车辆H；所述自车行驶行为包括车辆的加速、减速、跟车、变道行为。
所属类别：	发明专利