CN115641713A - 基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及应用 - Google Patents

基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及应用 Download PDF

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CN115641713A CN202211272971.2A CN202211272971A CN115641713A CN 115641713 A CN115641713 A CN 115641713A CN 202211272971 A CN202211272971 A CN 202211272971A CN 115641713 A CN115641713 A CN 115641713A
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Abstract

本发明公开了一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及应用，包括：1、在道路交叉口建立坐标系，确定交叉口右转区域的范围；2、在t时刻，通过智能路侧设备对交叉口右转区域的所有车辆编号，并判断车辆的车型；3、确定t时刻所有编号车辆的右转警示区；4、根据所有编号车辆与前车的间距确定t时刻交叉口的右转警示区，并由智能路侧设备投影至路面上；6、在t+Δt时刻，重新对交叉口右转区域内车辆编号，更新交叉口的右转警示区范围。本发明能实时根据交叉口内的右转车辆的数量及其行驶参数来动态预测该交叉口的右转警示区范围，在增加交通安全性的同时提高了车辆通行效率。

Description

基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及 应用
技术领域
本发明属于交通管理与控制领域，具体涉及一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及应用。
背景技术
近年来，随着公路运输系统的发展，车辆与非机动车、行人的冲突与碰撞日渐增加，在众多的交通事故中，很大一部分发生在交叉口处车辆右转弯时。当车辆右转，由于内轮差的存在，车辆前轮和后轮的轨迹并不在一条弧线上，造成驾驶员的视野盲区；并且由于大众对车辆内轮差认知不足，不能及时避让大型车辆，导致重大恶性交通事故频发，严重危害公民生命安全。动态右转预警区可根据每个车辆的具体情况计算出预警区域并反馈给行人和非机动车辆，其应用可以很好的减少交通冲突，提高行驶安全性。
为了减少交叉口处右转车辆与非机动车、行人的碰撞事故，国内外学者在道路线型、交叉口信号灯配时等方面做了研究并提出优化措施，但主要围绕设置静态右转预警区展开，无法动态更新显示。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足之处，提出一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转动态警示区设计方法及应用，旨在解决车辆在交叉口右转时的安全问题，以克服右转车辆因内轮差而造成的视野盲区，从而能保障行人和非机动车的出行安全，并提高道路通行效率。
本发明为达到上述目的，采用如下技术方案：
本发明一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转警示区的动态计算方法的特点在于，包括以下步骤：
步骤1、以右转车道左侧边界线与停车线的交点为原点o，以车辆的直行方向为y轴，以停车线的方向为x轴，建立道路坐标系o-xy，并利用式(1)得到交叉口的右转区域：
Figure BDA0003895439570000011
式(1)中，l0表示单条车道的宽度，r0表示交叉口的转弯半径；
步骤2、通过智能路侧设备识别t时刻交叉口的右转区域中普通车辆和货运挂车的数量和类型并依次进行判断，若当前第i个车辆为普通车辆，则执行步骤3，否则，表示当前第i个车辆为货运挂车，并执行步骤4；
步骤3、确定t时刻第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤3.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆的车辆转向角αi(t)、右前轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000021
和右后轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000022
以及右前轮的转弯半径ri front(t)和右后轮的转弯半径ri behind(t)；
步骤3.2、沿第i个车辆右前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000023
再沿第i个车辆右后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000024
并令两条法线的交点为Oi(t)，其坐标为(ai(t),bi(t))；
步骤3.3、以Oi(t)为圆心，并以右前轮的转弯半径ri front(t)为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000025
Figure BDA0003895439570000026
与法线
Figure BDA0003895439570000027
交点为
Figure BDA0003895439570000028
与法线
Figure BDA0003895439570000029
交点为
Figure BDA00038954395700000210
以Oi(t)为圆心，
Figure BDA00038954395700000211
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000212
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000213
再以Oi(t)为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000214
为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000215
Figure BDA00038954395700000216
与法线
Figure BDA00038954395700000217
交点为
Figure BDA00038954395700000218
与法线
Figure BDA00038954395700000219
交点为
Figure BDA00038954395700000220
以
Figure BDA00038954395700000221
为圆心，
Figure BDA00038954395700000222
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000223
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000224
从而利用式(2)得到法线
Figure BDA00038954395700000225
和圆弧
Figure BDA00038954395700000226
所围成的区域，并作为第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
Figure BDA00038954395700000227
步骤4、计算由牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000228
和挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000229
共同确定的第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤4.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆牵引车的车辆转向角
Figure BDA00038954395700000230
右侧最前轮的位置坐标
Figure BDA00038954395700000231
右侧最后轮的位置坐标
Figure BDA00038954395700000232
右侧最前轮的转弯半径ri tractorfront(t)和右侧最后轮的转弯半径ri tractorbehind(t)；
步骤4.2、沿牵引车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA00038954395700000233
再沿牵引车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000031
两条法线交点为
Figure BDA0003895439570000032
其坐标为
Figure BDA0003895439570000033
步骤4.3、以
Figure BDA0003895439570000034
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径ri tractorfront(t)为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000035
Figure BDA0003895439570000036
与法线
Figure BDA0003895439570000037
交点为
Figure BDA0003895439570000038
与法线
Figure BDA0003895439570000039
交点为
Figure BDA00038954395700000310
以
Figure BDA00038954395700000311
为圆心，
Figure BDA00038954395700000312
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000313
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000314
再以
Figure BDA00038954395700000315
为圆心，并以右后轮的转弯半径ri tractorbehind(t)为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000316
Figure BDA00038954395700000317
与法线
Figure BDA00038954395700000318
交点为
Figure BDA00038954395700000319
与法线
Figure BDA00038954395700000320
交点为
Figure BDA00038954395700000321
以
Figure BDA00038954395700000322
为圆心，
Figure BDA00038954395700000323
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000324
为圆弧终点，
Figure BDA00038954395700000325
为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000326
从而利用式(3)得到法线
Figure BDA00038954395700000327
和圆弧
Figure BDA00038954395700000328
所围成的区域，并作为第i个车辆牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000329
Figure BDA00038954395700000330
步骤4.4、通过智能路侧设备获取第i个车辆挂车的车辆转向角
Figure BDA00038954395700000331
右侧最前轮的位置坐标
Figure BDA00038954395700000332
右侧最后轮的位置坐标
Figure BDA00038954395700000333
右侧最前轮的转弯半径ri trailerfront(t)和右侧最后轮的转弯半径ri trailerbehind(t)；
步骤4.5、沿挂车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA00038954395700000334
再沿挂车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA00038954395700000335
两条法线交点为
Figure BDA00038954395700000336
其坐标为
Figure BDA00038954395700000337
步骤4.6、以
Figure BDA00038954395700000338
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000339
为半径作一个圆
Figure BDA00038954395700000340
Figure BDA00038954395700000341
与法线
Figure BDA00038954395700000342
交点为
Figure BDA00038954395700000343
与法线
Figure BDA00038954395700000344
交点为
Figure BDA00038954395700000345
以
Figure BDA00038954395700000346
为圆心，
Figure BDA00038954395700000347
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000348
为圆弧终点，
Figure BDA00038954395700000349
为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000350
再以
Figure BDA00038954395700000351
为圆心，并以右后轮的转弯半径ri trailerbehind(t)为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000352
Figure BDA00038954395700000353
与法线
Figure BDA00038954395700000354
交点为
Figure BDA0003895439570000041
与法线
Figure BDA0003895439570000042
交点为
Figure BDA0003895439570000043
以
Figure BDA0003895439570000044
为圆心，
Figure BDA0003895439570000045
为圆弧起点，
Figure BDA0003895439570000046
为圆弧终点，
Figure BDA0003895439570000047
为弧度作圆弧
Figure BDA0003895439570000048
从而利用式(4)得到法线
Figure BDA0003895439570000049
和圆弧
Figure BDA00038954395700000410
所围成的区域，该区域即为第i个车辆挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000411
Figure BDA00038954395700000412
步骤4.7、将牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000413
和挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000414
取并集
Figure BDA00038954395700000415
得到第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
步骤5、按照步骤3或步骤4的过程得到t时刻交叉口的右转区域中所有普通车辆和货运挂车的右转警示区；
步骤6、按照式(5)计算t时刻第i个车辆右侧最前轮与第i-1个车辆右侧最后轮的距离hi(t)，并与临界间距hs进行比较，若
Figure BDA00038954395700000416
则执行步骤7，若
Figure BDA00038954395700000418
则执行步骤8；
Figure BDA00038954395700000417
步骤7、通过智能路侧设备将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区分别投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤8、将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区取并集，并由智能路侧设备投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤9、按照步骤6得到t时刻交叉口右转区域内所有车辆与前车的间距，从而确定交叉口的右转警示区δ(t)；
步骤10、返将t+Δt继赋值给t后，回步骤2顺序执行，从而对下一时刻交叉口右转车辆编号，更新交叉口的右转动态警示区范围。
本发明一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述动态计算方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
本发明一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述动态计算方法的步骤。
与已有技术相比，本发明的有益技术效果体现在：
1、本发明采用车路协同技术并结合智能路侧通信系统，通过道路交通状态检测技术实现车辆数量以及行驶参数的实时获取和车辆数据的处理，通过车路通信技术实现信息的传输以及发布，实现了右转预警区范围的动态更新，在提升交叉口预警系统安全保障的同时，也提高了道路通行效率，有效解决了静态右转警示区适用性低、不能根据车辆行驶状态实时调整的问题。
2、本发明右转预警区的范围由车辆位置和转弯半径等因素共同决定，可以更精准的表明车辆的视野盲区，给行人和非机动车提供避让空间。
3、本发明方法适用于各种交叉口，完善了道路交叉口的交通管理，提升了道路的通行效率，减少了交通事故率。
附图说明
图1为本发明的总体流程图；
图2为普通车辆右转警示区计算示意图；
图3为货运挂车右转警示区计算示意图；
图4为右转警示区场景示意图。
具体实施方式
本实施例中，如图1所示，一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转警示区的动态计算方法是按照以下步骤进行的：
步骤1、以右转车道左侧边界线与停车线的交点为原点o，以车辆的直行方向为y轴，以停车线的方向为x轴，建立道路坐标系o-xy，并利用式(1)得到交叉口的右转区域：
Figure BDA0003895439570000051
式(1)中，l0表示单条车道的宽度，r0表示交叉口的转弯半径；
图4为右转警示区的场景图，如图4所示，该实例中交叉口为十字交叉口，在该时刻交叉口右转区域内内有一辆半挂货车和一辆小汽车；
如图4所示，以右转车道左侧边界线与停车线的交点为原点，车辆直行方向为y轴，停车线方向为x轴建立坐标系，单条车道宽度为l0＝3.5m，交叉口转弯半径为r0＝20m，则交叉口右转区域如图4中虚线框中范围，由公式(1)计算其范围为：
Figure BDA0003895439570000061
步骤2、通过智能路侧设备识别t时刻交叉口的右转区域中普通车辆和货运挂车的数量和类型并依次进行判断，若当前第i个车辆为普通车辆，则执行步骤3，否则，表示当前第i个车辆为货运挂车，并执行步骤4；
步骤3、确定t时刻第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤3.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆的车辆转向角αi(t)、右前轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000062
和右后轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000063
以及右前轮的转弯半径ri front(t)和右后轮的转弯半径ri behind(t)；
步骤3.2、沿第i个车辆右前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000064
再沿第i个车辆右后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000065
并令两条法线的交点为Oi(t)，其坐标为(ai(t),bi(t))；
步骤3.3、以Oi(t)为圆心，并以右前轮的转弯半径rifront(t)为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000066
Figure BDA0003895439570000067
与法线
Figure BDA0003895439570000068
交点为
Figure BDA0003895439570000069
与法线
Figure BDA00038954395700000610
交点为
Figure BDA00038954395700000611
以Oi(t)为圆心，
Figure BDA00038954395700000612
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000613
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000614
再以Oi(t)为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000615
为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000616
Figure BDA00038954395700000617
与法线
Figure BDA00038954395700000618
交点为
Figure BDA00038954395700000619
与法线
Figure BDA00038954395700000620
交点为
Figure BDA00038954395700000621
以Oi(t)为圆心，
Figure BDA00038954395700000622
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000623
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000624
从而利用式(2)得到法线li front(t)、
Figure BDA00038954395700000625
和圆弧
Figure BDA00038954395700000626
所围成的区域，该区域即为第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
Figure BDA0003895439570000071
步骤4、计算由牵引车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000072
和挂车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000073
共同确定的第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤4.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆牵引车的车辆转向角
Figure BDA0003895439570000074
右侧最前轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000075
右侧最后轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000076
右侧最前轮的转弯半径
Figure BDA0003895439570000077
和右侧最后轮的转弯半径
Figure BDA0003895439570000078
步骤4.2、沿牵引车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000079
再沿牵引车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA00038954395700000710
两条法线交点为Oi tractor(t)，其坐标为
Figure BDA00038954395700000711
步骤4.3、以
Figure BDA00038954395700000712
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000713
为半径作一个圆
Figure BDA00038954395700000714
Figure BDA00038954395700000715
与法线
Figure BDA00038954395700000716
交点为
Figure BDA00038954395700000717
与法线
Figure BDA00038954395700000718
交点为
Figure BDA00038954395700000719
以
Figure BDA00038954395700000720
为圆心，
Figure BDA00038954395700000721
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000722
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000723
再以
Figure BDA00038954395700000724
为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000725
为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000726
Figure BDA00038954395700000727
与法线
Figure BDA00038954395700000728
交点为
Figure BDA00038954395700000729
与法线
Figure BDA00038954395700000730
交点为
Figure BDA00038954395700000731
以
Figure BDA00038954395700000732
为圆心，
Figure BDA00038954395700000733
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000734
为圆弧终点，
Figure BDA00038954395700000735
为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000736
从而利用式(3)得到法线
Figure BDA00038954395700000737
和圆弧
Figure BDA00038954395700000738
所围成的区域，该区域即为第i个车辆牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000739
Figure BDA0003895439570000081
步骤4.4、通过智能路侧设备获取第i个车辆挂车的车辆转向角
Figure BDA0003895439570000082
右侧最前轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000083
右侧最后轮的位置坐标
Figure BDA0003895439570000084
右侧最前轮的转弯半径
Figure BDA0003895439570000085
和右侧最后轮的转弯半径
Figure BDA0003895439570000086
步骤4.5、沿挂车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000087
再沿挂车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000088
两条法线交点为
Figure BDA0003895439570000089
其坐标为
Figure BDA00038954395700000810
步骤4.6、以
Figure BDA00038954395700000811
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000812
为半径作一个圆
Figure BDA00038954395700000813
Figure BDA00038954395700000814
与法线
Figure BDA00038954395700000815
交点为
Figure BDA00038954395700000816
与法线
Figure BDA00038954395700000817
交点为
Figure BDA00038954395700000818
以
Figure BDA00038954395700000819
为圆心，
Figure BDA00038954395700000820
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000821
为圆弧终点，
Figure BDA00038954395700000822
为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000823
再以
Figure BDA00038954395700000824
为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure BDA00038954395700000825
为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000826
Figure BDA00038954395700000827
与法线
Figure BDA00038954395700000828
交点为
Figure BDA00038954395700000829
与法线
Figure BDA00038954395700000830
交点为
Figure BDA00038954395700000831
以
Figure BDA00038954395700000832
为圆心，
Figure BDA00038954395700000833
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000834
为圆弧终点，
Figure BDA00038954395700000835
为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000836
从而利用式(4)得到法线
Figure BDA00038954395700000837
和圆弧
Figure BDA00038954395700000838
所围成的区域，该区域即为第i个车辆挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000839
Figure BDA00038954395700000840
步骤4.7、将牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000841
和挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000842
取并集
Figure BDA00038954395700000843
得到第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
步骤5、按照步骤3或步骤4的过程得到t时刻交叉口的右转区域中所有普通车辆和货运挂车的右转警示区；
在14:00:00，通过智能路侧设备识别交叉口右转区域内有2辆车，编号1车辆为货运挂车，编号2车辆为普通车辆，通过步骤4计算第1辆车的右转警示区，通过步骤3计算第2辆车的右转警示区；
图3为货运挂车右转警示区计算示意图，第一辆车为货运挂车，其右转警示区δ1(14:00:00)由牵引车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000091
和挂车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000092
共同确定：
如图3所示，通过下列步骤计算牵引车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000093
首先，通过智能路侧设备可获取：第1个车辆牵引车的车辆转向角为19°，右侧最前轮的位置坐标为(26,5)，右侧最后轮的位置坐标为(17,3)，右侧最前轮的转弯半径为10m，右侧最后轮的转弯半径为7m；
然后，沿牵引车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000094
再沿牵引车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000095
两条法线交点为
Figure BDA0003895439570000096
其坐标为(25，-1)；
最后，以
Figure BDA0003895439570000097
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径10m为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000098
Figure BDA0003895439570000099
与法线
Figure BDA00038954395700000910
交点为
Figure BDA00038954395700000911
与法线
Figure BDA00038954395700000912
交点为
Figure BDA00038954395700000913
以
Figure BDA00038954395700000914
为圆心，
Figure BDA00038954395700000915
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000916
为圆弧终点，0.11π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000917
再以
Figure BDA00038954395700000918
为圆心，并以右后轮的转弯半径7m为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700000919
Figure BDA00038954395700000920
与法线
Figure BDA00038954395700000921
交点为
Figure BDA00038954395700000922
与法线
Figure BDA00038954395700000923
交点为
Figure BDA00038954395700000924
以
Figure BDA00038954395700000925
为圆心，
Figure BDA00038954395700000926
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700000927
为圆弧终点，0.11π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700000928
从而利用式(3)得到法线
Figure BDA00038954395700000929
Figure BDA00038954395700000930
和圆弧
Figure BDA00038954395700000931
所围成的区域，该区域即为第1个车辆牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700000932
Figure BDA0003895439570000101
如图3所示，通过下列步骤计算挂车的右转警示区
Figure BDA0003895439570000102
首先，通过智能路侧设备可获取：第1个车辆挂车的车辆转向角为24°，右侧最前轮的位置坐标为(14,22.5)，右侧最后轮的位置坐标为(7,18)，右侧最前轮的转弯半径为12m，右侧最后轮的转弯半径为10m；
然后，沿挂车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000103
再沿挂车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000104
两条法线交点为
Figure BDA0003895439570000105
其坐标为(28,3)；
最后，以
Figure BDA0003895439570000106
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径12m为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000107
Figure BDA0003895439570000108
与法线
Figure BDA0003895439570000109
交点为
Figure BDA00038954395700001010
与法线
Figure BDA00038954395700001011
交点为
Figure BDA00038954395700001012
以
Figure BDA00038954395700001013
为圆心，
Figure BDA00038954395700001014
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700001015
为圆弧终点，0.13π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700001016
再以
Figure BDA00038954395700001017
为圆心，并以右后轮的转弯半径10m为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700001018
Figure BDA00038954395700001019
与法线
Figure BDA00038954395700001020
交点为
Figure BDA00038954395700001021
与法线
Figure BDA00038954395700001022
交点为
Figure BDA00038954395700001023
以
Figure BDA00038954395700001024
为圆心，
Figure BDA00038954395700001025
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700001026
为圆弧终点，0.13π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700001027
从而利用式(4)得到法线
Figure BDA00038954395700001028
和圆弧
Figure BDA00038954395700001029
Figure BDA00038954395700001030
所围成的区域，该区域即为第1个车辆挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700001031
Figure BDA00038954395700001032
将牵引车的右转警示区
Figure BDA00038954395700001033
和挂车的右转警示区
Figure BDA00038954395700001034
取并集
Figure BDA0003895439570000111
得到第1辆车的右转警示区δ1(14:00:00)；
循环步骤2，第2辆车为普通小客车，图2为普通车辆右转警示区计算示意图，如图2所示，其右转警示区δ2(14:00:00)由以下步骤确定：
首先，通过智能路侧设备可获取：第2个车辆的车辆转向角为32°，右前轮的位置坐标为(5,7)，右后轮的位置坐标为(3,2)，右前轮的转弯半径为6m，右后轮的转弯半径为4.5m；
然后，沿第2辆车右前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000112
再沿第2辆车右后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure BDA0003895439570000113
并令两条法线的交点为O2(14:00:00)，其坐标为(11，-0.5)；
步骤3.3、以O2(14:00:00)为圆心，并以右前轮的转弯半径6m为半径作一个圆
Figure BDA0003895439570000114
Figure BDA0003895439570000115
与法线
Figure BDA0003895439570000116
交点为
Figure BDA0003895439570000117
与法线
Figure BDA0003895439570000118
交点为
Figure BDA0003895439570000119
以O2(14:00:00)为圆心，
Figure BDA00038954395700001110
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700001111
为圆弧终点，0.18π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700001112
再以O2(14:00:00)为圆心，并以右后轮的转弯半径4.5m为半径作另一个圆
Figure BDA00038954395700001113
Figure BDA00038954395700001114
与法线
Figure BDA00038954395700001115
交点为
Figure BDA00038954395700001116
与法线
Figure BDA00038954395700001117
交点为
Figure BDA00038954395700001118
以O2(14:00:00)为圆心，
Figure BDA00038954395700001119
为圆弧起点，
Figure BDA00038954395700001120
为圆弧终点，0.18π为弧度作圆弧
Figure BDA00038954395700001121
从而利用式(2)得到法线
Figure BDA00038954395700001122
Figure BDA00038954395700001123
和圆弧
Figure BDA00038954395700001124
所围成的区域，该区域即为第2辆车的右转警示区δ2(14:00:00)：
Figure BDA00038954395700001125
步骤6、按照式(5)计算t时刻第i个车辆右侧最前轮与第i-1个车辆右侧最后轮的距离，相应记为hi(t)，比较当前时刻hi(t)与临界间距hs，若
Figure BDA00038954395700001126
则执行步骤7，若
Figure BDA00038954395700001127
则执行步骤8；
Figure BDA00038954395700001128
步骤7、通过智能路侧设备将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区分别投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤8、将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区取并集，并由智能路侧设备投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤9、按照步骤6得到t时刻该交叉口右转区域内所有车辆与前车的间距，确定该交叉口的右转警示区δ(t)；
步骤10、返将t+Δt继赋值给t后，回步骤2顺序执行，从而对下一时刻交叉口右转车辆编号，更新交叉口的右转动态警示区范围。
如图4所示，14：00：00该交叉口右转区域内有2辆车，第1辆车右侧最后轮的位置坐标为(7,18)，第2辆车右侧最前轮的位置坐标为(5,7)，由式(5)可知两车间距为11.2m，临界间距取20m，比较当前时刻两车间距h1(14:00:00)与临界间距hs，可知h1(14:00:00)≤hs，执行步骤8；
将两车的右转警示区取并集{δ(14:00:00)|δ(14:00:00)＝δ1(14:00:00)∪δ2(14:00:00)}，得到14：00：00该交叉口的右转警示区δ(14:00:00)，并由智能路侧设备投影至路面上，区域内有“右转警示区”的文字，如图4所示；
返回步骤2顺序执行，继续给14:00:05时刻交叉口右转车辆编号，更新交叉口的右转动态警示区范围。
本实施例中，一种电子设备，包括存储器以及处理器，该存储器用于存储支持处理器执行该动态计算方法的程序，该处理器被配置为用于执行该存储器中存储的程序。
本实施例中，一种计算机可读存储介质，是在计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行该动态计算方法的步骤。

Claims (3)

1.一种基于车路协同的道路交叉口车辆右转警示区的动态计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、以右转车道左侧边界线与停车线的交点为原点o，以车辆的直行方向为y轴，以停车线的方向为x轴，建立道路坐标系o-xy，并利用式(1)得到交叉口的右转区域：
Figure FDA0003895439560000011
式(1)中，l0表示单条车道的宽度，r0表示交叉口的转弯半径；
步骤2、通过智能路侧设备识别t时刻交叉口的右转区域中普通车辆和货运挂车的数量和类型并依次进行判断，若当前第i个车辆为普通车辆，则执行步骤3，否则，表示当前第i个车辆为货运挂车，并执行步骤4；
步骤3、确定t时刻第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤3.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆的车辆转向角αi(t)、右前轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000012
和右后轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000013
以及右前轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000014
和右后轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000015
步骤3.2、沿第i个车辆右前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA0003895439560000016
再沿第i个车辆右后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA0003895439560000017
并令两条法线的交点为Oi(t)，其坐标为(ai(t),bi(t))；
步骤3.3、以Oi(t)为圆心，并以右前轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000018
为半径作一个圆
Figure FDA0003895439560000019
Figure FDA00038954395600000110
与法线
Figure FDA00038954395600000111
交点为
Figure FDA00038954395600000112
与法线
Figure FDA00038954395600000113
交点为
Figure FDA00038954395600000114
以Oi(t)为圆心，
Figure FDA00038954395600000115
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000116
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000117
再以Oi(t)为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure FDA00038954395600000118
为半径作另一个圆
Figure FDA00038954395600000119
与法线
Figure FDA00038954395600000120
交点为
Figure FDA00038954395600000121
与法线
Figure FDA00038954395600000122
交点为
Figure FDA00038954395600000123
以
Figure FDA00038954395600000124
为圆心，
Figure FDA00038954395600000125
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000126
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000127
从而利用式(2)得到法线
Figure FDA00038954395600000128
和圆弧
Figure FDA00038954395600000129
所围成的区域，并作为第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
Figure FDA0003895439560000021
步骤4、计算由牵引车的右转警示区
Figure FDA0003895439560000022
和挂车的右转警示区
Figure FDA0003895439560000023
共同确定的第i个车辆的右转警示区δi(t)：
步骤4.1、通过智能路侧设备获取第i个车辆牵引车的车辆转向角
Figure FDA0003895439560000024
右侧最前轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000025
右侧最后轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000026
右侧最前轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000027
和右侧最后轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000028
步骤4.2、沿牵引车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA0003895439560000029
再沿牵引车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA00038954395600000210
两条法线交点为
Figure FDA00038954395600000211
其坐标为
Figure FDA00038954395600000212
步骤4.3、以
Figure FDA00038954395600000213
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径
Figure FDA00038954395600000214
为半径作一个圆
Figure FDA00038954395600000215
与法线
Figure FDA00038954395600000216
交点为
Figure FDA00038954395600000217
与法线
Figure FDA00038954395600000218
交点为
Figure FDA00038954395600000219
以
Figure FDA00038954395600000220
为圆心，
Figure FDA00038954395600000221
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000222
为圆弧终点，π·αi(t)/180°为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000223
再以
Figure FDA00038954395600000224
为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure FDA00038954395600000225
为半径作另一个圆
Figure FDA00038954395600000226
与法线
Figure FDA00038954395600000227
交点为
Figure FDA00038954395600000228
与法线
Figure FDA00038954395600000229
交点为
Figure FDA00038954395600000230
以
Figure FDA00038954395600000231
为圆心，
Figure FDA00038954395600000232
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000233
为圆弧终点，
Figure FDA00038954395600000234
为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000235
从而利用式(3)得到法线
Figure FDA00038954395600000236
和圆弧
Figure FDA00038954395600000237
所围成的区域，并作为第i个车辆牵引车的右转警示区
Figure FDA00038954395600000238
Figure FDA0003895439560000031
步骤4.4、通过智能路侧设备获取第i个车辆挂车的车辆转向角
Figure FDA0003895439560000032
右侧最前轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000033
右侧最后轮的位置坐标
Figure FDA0003895439560000034
右侧最前轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000035
和右侧最后轮的转弯半径
Figure FDA0003895439560000036
步骤4.5、沿挂车右侧最前轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA0003895439560000037
再沿挂车右侧最后轮的轨迹向内侧作一条法线
Figure FDA0003895439560000038
两条法线交点为
Figure FDA0003895439560000039
其坐标为
Figure FDA00038954395600000310
步骤4.6、以
Figure FDA00038954395600000311
为圆心，并以右侧最前轮的转弯半径
Figure FDA00038954395600000312
为半径作一个圆
Figure FDA00038954395600000313
与法线
Figure FDA00038954395600000314
交点为
Figure FDA00038954395600000315
与法线
Figure FDA00038954395600000316
交点为
Figure FDA00038954395600000317
以
Figure FDA00038954395600000318
为圆心，
Figure FDA00038954395600000319
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000320
为圆弧终点，
Figure FDA00038954395600000321
为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000322
再以
Figure FDA00038954395600000323
为圆心，并以右后轮的转弯半径
Figure FDA00038954395600000324
为半径作另一个圆
Figure FDA00038954395600000325
与法线
Figure FDA00038954395600000326
交点为
Figure FDA00038954395600000327
与法线
Figure FDA00038954395600000328
交点为
Figure FDA00038954395600000329
以
Figure FDA00038954395600000330
为圆心，
Figure FDA00038954395600000331
为圆弧起点，
Figure FDA00038954395600000332
为圆弧终点，
Figure FDA00038954395600000333
为弧度作圆弧
Figure FDA00038954395600000334
从而利用式(4)得到法线
Figure FDA00038954395600000335
和圆弧
Figure FDA00038954395600000336
所围成的区域，该区域即为第i个车辆挂车的右转警示区
Figure FDA00038954395600000337
Figure FDA00038954395600000338
步骤4.7、将牵引车的右转警示区
Figure FDA00038954395600000339
和挂车的右转警示区
Figure FDA00038954395600000340
取并集
Figure FDA00038954395600000341
得到第i个车辆的右转警示区δi(t)，然后执行步骤5；
步骤5、按照步骤3或步骤4的过程得到t时刻交叉口的右转区域中所有普通车辆和货运挂车的右转警示区；
步骤6、按照式(5)计算t时刻第i个车辆右侧最前轮与第i-1个车辆右侧最后轮的距离hi(t)，并与临界间距hs进行比较，若
Figure FDA0003895439560000041
则执行步骤7，若
Figure FDA0003895439560000042
则执行步骤8；
Figure FDA0003895439560000043
步骤7、通过智能路侧设备将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区分别投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤8、将第i个车辆和第i-1个车辆的右转警示区取并集，并由智能路侧设备投影至路面上，投影区域内显示“右转警示区”，然后执行步骤9；
步骤9、按照步骤6得到t时刻交叉口右转区域内所有车辆与前车的间距，从而确定交叉口的右转警示区δ(t)；
步骤10、返将t+Δt继赋值给t后，回步骤2顺序执行，从而对下一时刻交叉口右转车辆编号，更新交叉口的右转动态警示区范围。
2.一种电子设备，包括存储器以及处理器，其特征在于，所述存储器用于存储支持处理器执行权利要求1所述动态计算方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
3.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1所述动态计算方法的步骤。
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