CN114997451A - 一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法及计算设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法及计算设备，方法包括步骤：获取车辆出行的出行预约数据，出行预约数据包括需求位置数据以及出行时间；根据需求位置数据和出行时间确定出行的有效路径；将有效路径划分为多个道路区间；整合所有车辆的出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中道路区间的运行车辆数；根据运行车辆数，确定各道路区间的区间状态；根据区间状态和预设车辆配速调整规则对车速方案进行调整；根据调整后的车速方案生成车辆的预约通行方案。本发明的有益效果：能够合理给出车辆的出行方案，便于缓解道路交通拥堵情况。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通管理技术领域，具体而言，涉及一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法及计算设备。
背景技术
智慧高速是前沿交通科技与交通运输深度融合的载体，为自动驾驶技术初期的应用与测试提供了良好的环境支持。在车路协同与自动驾驶场景下，管理系统对自动驾驶车辆具备一定的管理和控制权限，如进行运行车速、行驶车道的动态控制。将自动驾驶与智慧高速产业融合，可以采取构建自动驾驶车辆在公路上的预约通行方案，从而实现道路交通管理。
目前，关于自动驾驶车辆预约通行方面的研究比较少，在对自动驾驶车辆预约的管理中往往仅聚焦于用户侧的预约需求，在这种管理模式下无法达到整个道路的高效运转，难以平衡交通需求，对治理交通拥堵和安全问题的帮助较弱。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，为达上述目的，本发明提供了一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，包括步骤：
获取车辆出行的出行预约数据，所述出行预约数据包括需求位置数据以及出行时间；
根据所述需求位置数据和所述出行时间确定出行的有效路径；
将所述有效路径划分为多个道路区间；
整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数；
根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态；
根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车速方案进行调整；
根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案。
本发明中公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，通过获取车辆的出行预约数据，能够考虑到用户侧的出行需求，基于时空和道路区间划分，得到道路区间在不同预约时间间隔的运行车辆数，能够用于表征道路区间的区间状态，由此同时考虑用户需求以及可能出现的道路交通情况，进而对车速方案进行调整，以得到更好的预约通行方案，实现自动驾驶车辆及道路交通的合理管理，车速方案的调整考虑区间状态的情况，一方面，避免区间状态更劣，或者说更拥堵，防止带来不好的出行体验，另一方面，调整后的车速方案势必也会使得出行时实际的区间状态更新，此时区间状态也即朝向更加畅通的状态更新，这样也有利于所有车辆的出行体验，以此通过双向的反馈调节，提高出行效率以及提高行驶安全性。
进一步地，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括步骤：
根据所述道路区间的长度和初始车速方案确定所述车辆在各所述道路区间的初始运行时间信息；
整合所有所述车辆的所述初始运行时间信息，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数。
进一步地，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括步骤：
根据所述道路区间的长度和调整前的所述车速方案确定所述车辆驶离各所述道路区间的调整前驶离时间；
根据各所述调整前驶离时间和所述预约时间间隔确定所述车辆驶入各所述道路区间的驶入时间间隔数，以及确定所述车辆驶出各所述道路区间的驶离时间间隔数；
根据所述车辆的调整后的车速方案确定所述车辆到达各所述道路区间的调整后驶离时间；
根据所述调整后驶离时间和所述预约时间间隔确定所述道路区间的调整后时间间隔数；
将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述预约时间间隔中所述道路区间的所述运行车辆数。
进一步地，所述将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述道路区间的所述运行车辆数包括步骤：
当所述调整后时间间隔数小于所述驶入时间间隔数时，所述运行车辆数不变；
当所述调整后时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数加1；
当所述调整后时间间隔数大于所述驶离时间间隔数，且所述调整后时间间隔数的前一时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数减1。
进一步地，所述根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车速方案进行调整包括步骤：
当所述道路区间的所述区间状态的类型为闭锁区时，或所述道路区间的所述区间状态劣于上一所述道路区间的所述区间状态时，调整后的所述车辆在所述道路区间的车速为调整前的所述车速与预设速度差的差值；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为开放区，且所述道路区间的所述区间状态忧于下一所述道路区间的所述区间状态时，所述车速不变；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为所述开放区，且所述道路区间的所述区间状态劣于下一所述道路区间的所述区间状态，或与下一所述道路区间的所述区间状态相同时，调整后的所述车速为调整前的所述车速与所述预设速度差的和值；
其中，所述车速方案包括各所述道路区间中所述车辆的所述车速。
进一步地，根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态，包括步骤：
根据所述运行车辆数确定各所述预约时间间隔中所述道路区间的交通密度；
当所述交通密度大于或等于预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述闭锁区；
当所述交通密度小于所述预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述开放区；和/或
根据所述道路区间的所述交通密度与下一所述道路区间的所述交通密度的大小对比情况，确定所述区间状态的优劣情况。
进一步地，所述根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案包括步骤：
筛选所述车速方案符合预设车速约束的方案；
确定各所述车速方案的行程时间，其中，所述预约通行方案为所述行程时间最短的所述车速方案。
进一步地，令所述预设预约时间间隔为△t，令所述道路区间的长度为
，其中，
，
，
道路的最大限速值，
表示所述道路的最低限速值，
表示预设加速度。
本发明还提出了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
本发明中的计算设备与上述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
本发明中的计算机可读存储介质与上述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
附图说明
图1为本发明实施例的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的流程图一；
图2为本发明实施例的特定车辆在当前预约时间间隔的道路区间A、B和C中所处位置示意图，其中，白色线框框选车辆为特定车辆；
图3本发明实施例的特定车辆在下一预约时间间隔的道路区间A、B和C中所处位置示意图一；
图4本发明实施例的特定车辆在下一预约时间间隔的道路区间A、B和C中所处位置示意图二；
图5本发明实施例的特定车辆在下一预约时间间隔的道路区间A、B和C中所处位置示意图三；
图6为本发明实施例的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的流程图二。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。
参照图1所示，本发明实施例提出了一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，包括步骤：
S1、获取车辆出行的出行预约数据，所述出行预约数据包括需求位置数据以及出行时间；
具体地，出行预约数据可以为车辆侧主动发出后获取，出行预约数据包括驾驶人所需求的需求位置数据，具体可包括起点位置、终点位置/目的地等位置数据，进一步地，也可包括起点与终点中的途经位置数据等，同时出行预约数据还包括驾驶人所需求的时间数据，即出行时间，具体地，出行时间包括出发时的出发时刻，进一步地，也可包括所大致需求的到达时间等。
S2、根据所述需求位置数据和出行时间确定出行的有效路径；
本发明实施例中，结合用户输入的起点位置和目的地，可以确定出多条可以实现通行的路径，有效路径可以以路径集合的形式体现，在后续进行预约通行方案的生成中，可根据路径集合中的具体每一条路径进行，最终在每条路径对应的方案中筛选符合要求的方案。
在有效路径的确认过程中，可以结合上述起点位置、目的地及出行时间，以及结合历史路况数据并利用A*算法搜索得到有效路径。
S3、将所述有效路径划分为多个道路区间；
S4、整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数；
具体地，可以根据时空区间划分原则，设定合理的道路区间长度和预约时间间隔，其中，利用道路区间长度将确定的有效路径进行区间划分，这样对于一条有效路径可以得到多个道路区间；利用预约时间间隔将时空进行划分，以用于作为时间间隔的单位确定在预约时间间隔中的道路区间的运行车辆数，例如，设定的预约时间间隔为2分钟，那对于未来的10分钟，可以分为5个连续的预约时间间隔，每个预约时间间隔中，同一道路区间中运行车辆数会变化或不变。
当获取到所有车辆的出行预约数据时，将所有出行预约数据按照有效路径和预约时间间隔划分，可以结合当前的所述车辆的车速方案，确定车辆在后续会在哪一道路区间中出现，并确定车辆处于哪一预约时间间隔中，在整合所有车辆的数据后，即可以确定在各预约时间间隔中各个道路区间的运行车辆数。
其中，在首次获得车辆的出行预约数据时，此时的车速方案可以是默认的车速初始值，如自动驾驶车辆平均高速运行车速，而当在后续对车辆的车速方案进行调整时，第一次调整所针对的车速方案为车速初始值，同时由于一次调整并不代表车速方案已经最为合适，因此本方法的若干步骤可以循环运行，调整后的车速方案再用于更新预约时间间隔中的道路区间的运行车辆数，以此持续更新运行车辆数以及持续输出车速方案，知道能够确定合适的车速方案。
S5、根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态；
S6、根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车辆的车速方案进行调整；
可以理解，区间状态有多个，对于一条有效路径的多个道路区间，每个道路区间均具有对应的区间状态，同时对应每个道路区间，其存在不同的时空状态，对此，基于预约时间间隔中道路区间的运行车辆数确定的区间状态，使得每个道路区间在不同的预约时间间隔均具有对应的区间状态。
基于车辆的出行预约数据，能够考虑到用户侧的出行需求，基于时空和道路区间划分，得到的运行车辆数，能够用于表征道路区间的区间状态，以此，通过同时考虑用户需求以及可能出现的道路交通情况，进而对车速方案进行调整，以得到更好的预约通行方案，实现自动驾驶车辆及道路交通的合理管理。
其中，预约车辆配速调整规则可以根据实际情况进行确定，例如，一道路区间的区间状态较差，而与该道路区间相邻的下一道路区间的区间状态较好，此时对该道路区间中车辆的车速方案可以以特定方式进行车速增加，以快速驶离当前道路区间并快速进入下一道路区间。
S7、根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案。
其中，对于调整后的车速方案，可以用于生成车辆的预约通行方案，另外上述方法在运行的过程中可以循环运行，调整后的车速方案可以继续更新道路区间的运行车辆数，进而持续给出新的车速方案，对于多个车速方案，可以进行特定形式的筛选以确定出最为合适的预约通行方案，预约通行方案以下发至车辆，后续车辆在出行时间根据预约通行方案进行出行，以便于车辆的顺畅出行，以及缓解道路拥堵情况。
综上，本发明所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，通过获取车辆的出行预约数据，能够考虑到用户侧的出行需求，基于时空和道路区间划分，得到道路区间在不同预约时间间隔的运行车辆数，能够用于表征道路区间的区间状态，由此同时考虑用户需求以及可能出现的道路交通情况，进而对车速方案进行调整，以得到更好的预约通行方案，实现自动驾驶车辆及道路交通的合理管理，车速方案的调整考虑区间状态的情况，一方面，避免区间状态更劣，或者说更拥堵，防止带来不好的出行体验，另一方面，调整后的车速方案势必也会使得出行时实际的区间状态更新，此时区间状态也即朝向更加畅通的状态更新，这样也有利于所有车辆的出行体验，以此通过双向的反馈调节，提高出行效率以及提高行驶安全性。
在本发明的一个可选的实施例中，令所述预设预约时间间隔为△t，令所述道路区间的长度为
，其中，
，
，
道路的最大限速值，
表示所述道路的最低限速值，
表示预设加速度。
在车辆实际运行环境中，车辆骤然变速易对车流运行产生扰动，不利于行车安全，因此需要对运行加速度加以限制，在最大加速度约束下，为保证车辆能够在一个预约时间间隔内完成加速减速操作，且能够忽略加减速过程给区间运行带来的影响，应保障预约的时间跨度能够满足车辆平稳加速、减速的需求，故预约时间间隔△t的约束为
，其中，最低限速v min可为60 km/h，最高限速v max可为120 km/h。
一般情况下，紧急制动时，汽车的最大加速度一般为-7.5~-8 m/s²；普通制动时，汽车的平均加速度应为-3~-4 m/s²，在实际使用制动时，除紧急情况外，通常不应使制动加速度超过-1.5~-2.5 m/s²，因此，预设加速度a可取为-2 m/s²。
道路区间划分中，道路区间的长度需满足从规定速度到零的制动距离。因此，道路区间的长度应满足的约束为
。
由此，结合设定的预约时间间隔和道路区间的长度进行时空划分和道路区间划分。
在本发明的一个选的实施例中，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括步骤：
根据所述道路区间的长度和初始车速方案确定所述车辆在各所述道路区间的初始运行时间信息；
整合所有所述车辆的所述初始运行时间信息，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数。
本发明实施例中，在首次获得车辆的出行预约数据时，此时的车速方案是默认的初始车速方案，以此，根据道路区间长度和初始车速方案能够预测车辆在各道路区间的初始运行时间信息，例如驶入时间和驶离时间等信息，由此，整合所有车辆的初始运行时间信息，能够生成各预约时间间隔中道路区间的运行车辆数，该运行车辆数在后续区间状态的确认中，即能够视为第一次确定的区间状态，对应的初始车速方案也根据区间状态进行更新调整，以生成调整后的车速方案，第一次调整后的车速方案一方面用于后续预约通信方案的生成，另一方面可以用于后续运行车辆数的确认，以及区间状态的更新，以此进行循环，持续对车速方案进行调整更新。
在本发明的一个可选的实施例中，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括步骤：
根据所述道路区间的长度和调整前的所述车速方案确定所述车辆驶离各所述道路区间的调整前驶离时间；
其中，忽略车辆加速减速的过程，自动驾驶的车辆驶离任一道路区间的调整前驶离时间即为：
其中，o表示出行预约数据中的起点位置，d表示目的地，L表示道路区间的长度，
表示车速方案中车辆在区间i+1的车速，如对于第一行公式，即表示车辆驶离从起点开始的驶离第一个道路区间的调整前驶离时间，其为第一个道路区间的长度与第一个道路区间的车速的比值和车辆出发时间的和值，依次类推。
根据各所述调整前驶离时间和所述预约时间间隔确定所述车辆驶入各所述道路区间的驶入时间间隔数，以及确定所述车辆驶出各所述道路区间的驶离时间间隔数；
由于以预约时间间隔为单位进行了未来时空的时空划分， 因此，可以根据调整前驶离时间确定车辆在每个道路区间中的驶入时间经过了多少预约时间间隔，以及驶出时间经过了多少个预约时间间隔，也即能够分别确定驶入时间间隔数和驶离时间间隔数，具体确定公式包括：
其中，
表示驶入时间间隔数，
表示驶离时间间隔数，
表示预约时间间隔，其中，
表示驶离道路区间i的时间，也即驶入i+1道路区间的时，
表示驶离道路区间i+1的时间。
根据所述车辆的调整后的车速方案确定所述车辆到达各所述道路区间的调整后驶离时间；
基于区间状态和预设车辆配速调整规则对车速方案进行了调整，因此调整后的车速方案能够用于预估该车辆在道路区间的调整后驶离时间，具体即根据道路区间的长度与调整后的车速方案中各个道路区间的车速进行确定，用t表示。
根据所述调整后驶离时间和所述预约时间间隔确定所述道路区间的调整后时间间隔数；
对此，调整后驶离时间与预约时间间隔的比值即为调整后时间间隔数，用τ表示调整后时间间隔数，即
。
将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述预约时间间隔中所述道路区间的所述运行车辆数。
将调整后时间间隔数与上述车速方案调整前的驶入时间间隔数和驶离时间间隔数进行对比，以此能够判断调整车速方案后的车辆会不会在预定时间到达某一道路区间，根据该对比情况，以能够进行道路区间中运行车辆数的更新，进而用于后续车速方案的再调整。
在本发明的一个可选的实施例中，所述将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述道路区间的所述运行车辆数包括步骤：
当所述调整后时间间隔数小于所述驶入时间间隔数时，所述运行车辆数不变；
当所述调整后时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数加1；
当所述调整后时间间隔数大于所述驶离时间间隔数，且所述调整后时间间隔数的前一时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数减1。
用
表示第i个道路区间更新后的运行车辆数，其具体即：
表达式（1）、（2）、（3）分别指代第
个预约时间间隔车辆未驶达道路区间i、车辆行驶至道路区间i、车辆驶离道路区间i时更新运行车辆数的三种情况。
其中，表达式（1）即当预约车辆在第
个预约时间间隔未到达道路区间i，道路区间i的运行车辆数相对前一预约时间间隔的运行车辆数不变。
表达式（2）即当预约车辆在第
个预约时间间隔到达道路区间i，道路区间i的运行车辆数相对前一预约时间间隔的运行车辆数加1。
表达式（3）即当预约车辆在第
个预约时间间隔驶入道路区间i，第
个预约时间间隔驶离道路区间i时，道路区间i的运行车辆数相对前一预约时间间隔的运行车辆数减1。
综上，在发明本实施例中，在根据区间状态和预设车辆配速调整规则对车速方案调整后，调整后的车速方案再次用于更新运行车辆数，进而区间状态循环更新，以使得车速方案持续更新，便于持续获取车速方案，后续可确定多个车速方案更优的方案作为预约通行方案，以此使得预约通行方案的确定更加合理，方便车辆出行的同时，也能缓解道路交通拥堵情况。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态包括步骤：
根据所述运行车辆数确定各所述预约时间间隔中所述道路区间的交通密度；
本实施例中，具体根据交通密度确定道路区间的区间状态，以使得区间状态的确定更加准确，交通密度的确定公式包括：
其中，m表示该道路区间的车道数，L表示道路区间的长度。
当所述交通密度大于或等于预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述闭锁区；
基于交通密度与设定的预设理想交通密度对比，能够确定区间状态的类型，其中，用K i 表示交通密度，K ideal 表示预设理想交通密度，当K i ≥K ideal 时，道路区间的交通密度大于或等于预设理想交通密度，任一车辆驶入，都可能破坏道路区间当前的交通稳态，使道路区间运行状态恶化，逼近交通拥挤临界，因此，需封闭道路区间，禁止车辆驶入，区间状态的类型定义为闭锁区。
当所述交通密度小于所述预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述开放区；
当K i ＜K ideal 时，道路区间的交通密度小于预设理想交通密度，道路区间还有剩余通行带宽，任一车辆驶入，都不会导致交通状态恶化，逼近临界，因此，允许车辆驶入，区间状态的类型定义为开放区。
根据所述道路区间的所述交通密度与下一所述道路区间的所述交通密度的大小对比情况，确定所述区间状态的优劣情况。
另外，交通密度还可用于确定相邻两个道路区间的优劣情况，如下一道路区间的交通密度小于当前道路区间的交通密度时，即区间状态也便优于当前道路区间的交通密度，对此当前道路区间的车辆可以快速驶离而进入下一道路区间，下一道路区间的交通密度大于当前道路区间的交通密度时，即区间状态也便劣于当前道路区间的交通密度，车辆不便于进入。
一般情况下，车辆的道路区间切换需要时间，因此对比交通密度的优劣情况，以及判断是否驶离时，可以确定交通密度为预期驶入时间的交通密度，如当前道路区间驶入下一道路区间时，会在下一预约时间间隔驶入，因此判断下一道路区间的交通密度也即下一预约时间间隔时的交通密度。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车速方案进行调整包括：
当所述道路区间的所述区间状态的类型为闭锁区，或所述道路区间的所述区间状态劣于上一所述道路区间的所述区间状态时，调整后的所述车辆在所述道路区间的车速为调整前的所述车速与预设速度差的差值；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为开放区，且所述道路区间的所述区间状态忧于下一所述道路区间的所述区间状态时，所述车速不变；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为所述开放区，且所述道路区间的所述区间状态劣于下一所述道路区间的所述区间状态，或与下一所述道路区间的所述区间状态相同时，调整后的所述车速为调整前的所述车速与所述预设速度差的和值；
其中，所述车速方案包括各所述道路区间中所述车辆的所述车速。
可以理解，调整的车速方案具体为对每个道路区间中的车辆的车速进行调整，最终各道路区间的车速集合即为车速方案，该车速方案中的车速为预约车速，具体即预约进入道路区间的车速，在最终车速方案实施时，当车辆需要进入一道路区间，会在该道路区间前，配置该道路区间对应的车速（相较前一车速加速、减速或保持速度不变），以驶入该道路区间，并在该道路区间中的大部分情况下保持该速度，直至需要进入下一个道路区间前，进行下一道路区间速度的提前调整。
参照图2-5所示，本发明实施例中，以特定车辆（白色实线框框选的车辆）预期在下一预约时间间隔，并以调整前的车速从道路区间A驶入道路区间B为例，控制车速调整包括三种形式。
第一种，参照图2和3所示，若道路区间B在下一预约时间间隔的交通密度大于或等于预设理想交通密度，也即道路区间B的区间状态的类型为闭锁区，或者道路区间B的交通密度大于前一道路区间A的交通密度，也即区间状态由于道路区间A的区间状态，此时，调整预约车辆的车速方案，降低该道路区间的速度，以延缓进入道路区间B。
第二种，参照图2和4所示，若道路区间B在下一预约时间间隔的交通密度小于预设理想交通密度，也即道路区间B为开放区，同时，若此时道路区间B的区间状态优于下一道路区间C的区间状态，则此时仅是维持车速，也即更新的车速方案中此处道路区间的车速不变，以使车辆平稳地由道路区间A过渡至B。
第三种，参照图2和5所示，若道路区间B在下一预约时间间隔的交通密度小于预设理想交通密度，也即道路区间B为开放区，同时，若此时道路区间B的区间状态劣于下一道路区间C的区间状态，或与下一道路区间C的区间状态相同时，此时对车速方案中的车速进行加速调整，以使得车辆可由道路区间A快速过渡至B，进而快速过渡至道路区间C。
以此均衡公路在不同时段、不同路段的交通分布，实现以道路区间为颗粒度的交通密度和谐，均衡交通分布有利于防止局部交通拥堵。
其中，对车速调整时，根据调整前的车速与预设速度差的差值和值运算进行加速减速调整，预设速度差可根据实际情况进行设定，本实施例中，其确定公式包括：
，其中，
为预设加速度，
为预约时间间隔。
在本发明的一个可选的实施例中，所述根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案包括步骤：
筛选所述车速方案符合预设车速约束的方案；
确定各所述车速方案的行程时间，其中，所述预约通行方案为所述行程时间最短的所述车速方案。
本发明实施例中，对于生成的多个车速方案，确定其中行程时间最短的方案为预约通行方案，在确定行程时间前，需要对车速方案进行先一步筛选，本实施例中，采用预设车速约束进行车速方案的筛选，在车速方案的调整过程中，需要对各道路区间的车速进行加速和减速，对于实际道路环境中，各道路区间会具有最高限速和最低限速，因此预设车速约束方案可以是道路区间的最高限速和最低限速，只选取每个道路区间车速不超出限速的车速方案进行行程时间的确定，最终行程时间最短的车速方案作为预约通行方案输出至相应车辆。
最短行程时间的计算公式包括：
其中T j 为有效路径的行程时间，T min 为最短的行程时间。
综上，参照图6所示，本发明的一个具体的实施例中，获取到车辆的出发时间和起终点位置，采用A*算法搜索可行的有效路径，进而利用设定的预约时间间隔和道路区间的长度进行时空区间划分，继而对各道路区间的运行车辆数进行更新，基于更新的运行车辆数，结合道路区间的车道和长度计算车辆需求进入的道路区间的交通密度，并与预设的理想交通密度进行对比，对于闭锁区，进行车辆减速的车速调整，对于开放区，如需求进入的道路区间的交通密度小于下一道路区间的交通密度，则进行车速保持，对于开放区，如需求进入的道路区间的交通密度大于或等于下一道路区间的交通密度，则进行车辆加速的车速调整，以此得到调整的车速方案，另外，调整的车速方案再次进行道路区间运行车辆数的更新，以此进行循环，最终输出多个车速方案，而对于车速方案中，筛选出符合限速要求的车速方案，进行最短行程时间的计算，最终输出行程时间最短的车速方案作为预约通行方案。若无法得到合理的车速方案，则可通知另行选择出行时间。
由此，本发明的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，能同时考虑用户需求以及可能出现的道路交通情况，进而对车速方案进行调整，以得到更好的预约通行方案，实现自动驾驶车辆及道路交通的合理管理。
本发明另一实施例的一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
本发明实施例中的计算设备与上述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
本发明另一实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
本发明所述的计算机可读存储介质与上述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
一般来说，用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。
计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言，特别是可以使用适于神经网络计算的Python语言和基于TensorFlow、PyTorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (10)
1.一种公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，包括：
获取车辆出行的出行预约数据，所述出行预约数据包括需求位置数据以及出行时间；
根据所述需求位置数据和所述出行时间确定出行的有效路径；
将所述有效路径划分为多个道路区间；
整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各所述预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数；
根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态；
根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车速方案进行调整；
根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案。
2.根据权利要求1所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括：
根据所述道路区间的长度和初始车速方案确定所述车辆在各所述道路区间的初始运行时间信息；
整合所有所述车辆的所述初始运行时间信息，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数。
3.根据权利要求1所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述整合所有所述车辆的所述出行预约数据和车速方案，以连续的多个预约时间间隔为单位，生成各预约时间间隔中所述道路区间的运行车辆数包括：
根据所述道路区间的长度和调整前的所述车速方案确定所述车辆驶离各所述道路区间的调整前驶离时间；
根据各所述调整前驶离时间和所述预约时间间隔确定所述车辆驶入各所述道路区间的驶入时间间隔数，以及确定所述车辆驶出各所述道路区间的驶离时间间隔数；
根据所述车辆的调整后的车速方案确定所述车辆到达各所述道路区间的调整后驶离时间；
根据所述调整后驶离时间和所述预约时间间隔确定所述道路区间的调整后时间间隔数；
将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述预约时间间隔中所述道路区间的所述运行车辆数。
4.根据权利要求3所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述将所述调整后时间间隔数与所述驶入时间间隔数和所述驶离时间间隔数进行对比，根据对比情况更新各所述道路区间的所述运行车辆数包括：
当所述调整后时间间隔数小于所述驶入时间间隔数时，所述运行车辆数不变；
当所述调整后时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数加1；
当所述调整后时间间隔数大于所述驶离时间间隔数，且所述调整后时间间隔数的前一时间间隔数大于或等于所述驶入时间间隔数且小于或等于所述驶离时间间隔数时，所述运行车辆数减1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述根据所述区间状态和预设车辆配速调整规则对所述车速方案进行调整包括：
当所述道路区间的所述区间状态的类型为闭锁区时，或所述道路区间的所述区间状态劣于上一所述道路区间的所述区间状态时，调整后的所述车辆在所述道路区间的车速为调整前的所述车速与预设速度差的差值；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为开放区，且所述道路区间的所述区间状态忧于下一所述道路区间的所述区间状态时，所述车速不变；
当所述道路区间的所述区间状态的所述类型为所述开放区，且所述道路区间的所述区间状态劣于下一所述道路区间的所述区间状态，或与下一所述道路区间的所述区间状态相同时，调整后的所述车速为调整前的所述车速与所述预设速度差的和值；
其中，所述车速方案包括各所述道路区间中所述车辆的所述车速。
6.根据权利要求5所述的公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述根据所述运行车辆数，确定各所述道路区间的区间状态包括：
根据所述运行车辆数确定各所述预约时间间隔中所述道路区间的交通密度；
当所述交通密度大于或等于预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述闭锁区；
当所述交通密度小于所述预设理想交通密度时，确定所述区间状态的类型为所述开放区；和/或
根据所述道路区间的所述交通密度与下一所述道路区间的所述交通密度的大小对比情况，确定所述区间状态的优劣情况。
7.根据权利要求1-4或6任一项所述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，所述根据调整后的所述车速方案生成所述车辆的预约通行方案包括：
筛选所述车速方案符合预设车速约束的方案；
确定各所述车速方案的行程时间，其中，所述预约通行方案为所述行程时间最短的所述车速方案。
8.根据权利要求1所述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法，其特征在于，令所述预设预约时间间隔为△t，令所述道路区间的长度为
，其中，
，
，
道路的最大限速值，
表示所述道路的最低限速值，
表示预设加速度。
9.一种计算设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8中任一项所述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8中任一项所述公路场景下自动驾驶车辆的预约通行方法。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103714704A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-09 | 华南理工大学 | 一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法 |
| CN108320508A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-07-24 | 北京交通大学 | 一种基于出行计划预测未来交通拥堵状况方法及其系统 |
| CN111307169A (zh) * | 2018-11-22 | 2020-06-19 | 北京图森智途科技有限公司 | 一种路径规划方法、路径规划装置及无人驾驶车 |
| CN111882905A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 爱易成技术(天津)有限公司 | 一种道路交通预约通行的实现方法、系统及电子设备 |
| CN112037518A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-04 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种用于预测交通状态的计算方法、系统及车辆 |
| CN112249009A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 车速控制方法、装置、系统及电子设备 |
| CN113096416A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 长沙理工大学 | 用于高速公路上合流区的自动驾驶专用车道与通用车道可变限速的动态协同管控方法 |
| CN113561993A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-29 | 苏州智加科技有限公司 | 车速规划方法、装置及电子设备 |
-
2022
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103714704A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-09 | 华南理工大学 | 一种车联网环境下的交叉口交通流微观控制方法 |
| CN108320508A (zh) * | 2018-03-22 | 2018-07-24 | 北京交通大学 | 一种基于出行计划预测未来交通拥堵状况方法及其系统 |
| CN111307169A (zh) * | 2018-11-22 | 2020-06-19 | 北京图森智途科技有限公司 | 一种路径规划方法、路径规划装置及无人驾驶车 |
| CN111882905A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-03 | 爱易成技术(天津)有限公司 | 一种道路交通预约通行的实现方法、系统及电子设备 |
| CN112037518A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-04 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种用于预测交通状态的计算方法、系统及车辆 |
| CN112249009A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-01-22 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 车速控制方法、装置、系统及电子设备 |
| CN113096416A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 长沙理工大学 | 用于高速公路上合流区的自动驾驶专用车道与通用车道可变限速的动态协同管控方法 |
| CN113561993A (zh) * | 2021-08-13 | 2021-10-29 | 苏州智加科技有限公司 | 车速规划方法、装置及电子设备 |
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