CN116564118A - 车辆的路口通行控制方法、装置及系统、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种车辆的路口通行控制方法、装置及系统、电子设备，该方法包括：获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；获取当前车辆的当前行驶状态信息及序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；根据当前车辆的当前行驶状态信息、序列前车的当前行驶状态信息、序列前车的位置信息及预设动力学跟踪误差模型确定当前车辆的动力信息，以此控制当前车辆在路口的行驶。本申请所采取的车‑车通信机制，可有效降低通信负担，提升车‑车通信链路的可靠性，通过改进的动力学跟踪误差模型更符合实际场景的需求且适用于多车通行场景，实现多车在路口的安全、高效通行。
Description
技术领域
本申请涉及智慧交通技术领域，尤其涉及一种车辆的路口通行控制方法、装置及系统、电子设备。
背景技术
在道路交通系统中，交叉路口是制约通行效率以及影响车辆行驶安全性和行驶经济性的关键因素。据统计，国内有超过三成的交通事故发生在路口区域，相关报告显示2021年我国因道路交通事故造成的人员伤亡位居世界前列，其直接造成的经济损失高达数十亿。提升智能网联车辆在无信号灯交叉路口通行的安全性、高效性具有重要意义，智能网联车辆可以利用车载感知、通信单元实现车-车通信（V2V），获取周围车辆的信息，实现安全、高效的协同控制。
对于无信号灯交叉口智能网联车辆通行问题，现有方法根据决策与控制方式的不同主要分为以下三类，集中式决策与控制方法将协同工作全部交由路侧管理单元来执行，通过求解复杂优化问题实现车辆协同，此类方法同样也面临车辆数量增多时难以实时求解的问题。分布式决策与控制方法则将协同工作全部交由车端，此类方法仅根据单车获取的局部信息进行协同，无法充分利用车辆的空间共存性。集中式决策和分布式控制先通过路端决策实现全局冲突消解，再由车端执行分布式控制，相关研究缺少对交通流量时变性的考虑。
现实中交叉路口车流密集，车-车通信依赖于车载自组织网络（Vehicular Ad HocNetwork，VANET），高交通流量下VANET通信负担高、信息传输不可靠，进而影响车辆协同通行效果。目前，智能网联车辆交叉口通行的现有技术大多都在理想通信条件下进行设计，对实际通信条件是否可靠考虑较少。
发明内容
本申请实施例提供了一种车辆的路口通行控制方法、装置及系统、电子设备，以降低车-车通信负担，提高多车路口通行效率。
本申请实施例采用下述技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种车辆的路口通行控制方法，其中，所述方法包括：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
可选地，所述方法还包括：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列后车的通行序列信息；
根据序列后车的通行序列信息，与所述序列后车建立通信连接；
基于所述通信连接，在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车。
可选地，所述在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车包括：
根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件；
在所述当前车辆触发所述预设数据传输条件的情况下，将所述当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车；
否则，则不发送所述当前车辆的当前行驶状态信息。
可选地，所述根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：
获取所述当前车辆在上一传输时刻的行驶状态信息；
根据所述上一传输时刻的行驶状态信息和所述当前行驶状态信息，确定所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差；
根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件。
可选地，所述根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：
将所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差与预设状态偏差阈值进行比较，所述预设状态偏差阈值基于速度偏差、加速度偏差以及车辆动力学不确定性项得到；
若所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差大于所述预设状态偏差阈值，则确定所述当前车辆触发所述预设数据传输条件；
否则，则确定所述当前车辆未触发所述预设数据传输条件。
可选地，所述根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息包括：
根据所述预设动力学跟踪误差模型和车辆控制理论确定所述当前车辆的动力信息的解析式；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及所述当前车辆的动力信息的解析式，确定所述当前车辆的动力信息。
可选地，所述预设动力学跟踪误差模型通过如下方式得到：
确定当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差；
根据所述当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差构建所述预设动力学跟踪误差模型。
第二方面，本申请实施例还提供一种车辆的路口通行控制装置，其中，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
第二获取单元，用于获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
确定单元，用于根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
控制单元，用于根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
第三方面，本申请实施例还提供一种车辆的路口通行控制系统，其中，所述车辆的路口通行控制系统包括当前车辆、当前车辆对应的序列前车以及路侧设备，所述当前车辆用于执行前述任一所述方法，所述当前车辆对应的序列前车用于在预设数据传输条件下将序列前车的当前行驶状态信息发送给当前车辆，所述路侧设备具体用于执行：
对所述路侧设备所在路口的序列区进行监测；
在监测到当前车辆刚驶入所述序列区的情况下，确定所述当前车辆的通行序列；
将所述当前车辆的通行序列发送给所述当前车辆对应的序列前车，以使所述序列前车与所述当前车辆建立通信连接；
将所述序列前车的位置信息发送给所述当前车辆。
第四方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行前述之任一所述方法。
第五方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行前述之任一所述方法。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：本申请实施例的车辆的路口通行控制方法，先获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；然后获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；之后根据当前车辆的当前行驶状态信息、序列前车的当前行驶状态信息、序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；最后根据当前车辆的动力信息控制当前车辆在所在路口的行驶。本申请实施例的车辆的路口通行控制方法所采取的车-车通信机制，避免了传统技术在每个采样周期都发送数据而造成的通信负担过高的问题，可以有效降低通信负担，提升车-车通信链路的可靠性，通过改进的动力学跟踪误差模型更符合实际场景的需求且适用于多车通行场景，实现多车在交叉路口的安全、高效通行。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中一种车辆的路口通行控制方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中一种路口通行序列的示意图；
图3为本申请实施例中一种车辆的路口通行控制装置的结构示意图；
图4为本申请实施例中一种车辆的路口通行控制系统的架构示意图；
图5为本申请实施例中一种车-车通信机制下的车辆结构示意图；
图6为本申请实施例中一种车辆的路口通行控制系统的控制流程示意图；
图7为本申请实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
为降低车载自组织网络的通信负担，同时保证车载分布式控制器的计算高效，本申请实施例提供了一种车辆的路口通行控制方法，该方法涉及的总体框架包含三个层次，上层为决策层，路侧设备中的路侧管理单元通过车路通信（Vehicle-to-Infrastructure，V2I）获取车辆状态，以规则方法生成通行序列后将结果返回车群；中层为通信层，序列前车将其行驶状态信息通过车-车通信（Vehicle-to-Vehicle，V2V）发送给序列后车，此过程可以以动态事件触发通信机制为基础，设计融合动力学不确定性的触发条件；下层为控制层，利用解析形式分布式控制器让每辆智能网联车辆都能在有限通信资源的条件下高效执行期望通行顺序并且保证通行安全。
具体地，如图1所示，提供了本申请实施例中一种车辆的路口通行控制方法的流程示意图，所述方法至少包括如下的步骤S110至步骤S140：
步骤S110，获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定。
本申请实施例的车辆的路口通行控制方法可以由当前车辆来执行，当前车辆可以理解为是刚进入路口对应的序列区的智能网联车辆，序列区可以理解为是路口设置的路侧设备覆盖的通信范围。
在实现当前车辆的路口通行控制时，需要先基于车-路通信获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，这里的当前车辆对应的序列前车是基于当前车辆所在路口的通行序列确定得到的，路侧设备可以基于“先到先服务”的原则为先后进入路口的序列区的车辆依次分配通行序列号，基于该通信序列号即可确定当前车辆对应的序列前车。
如图2所示，提供了本申请实施例中一种路口通行序列的示意图。当前路口的序列区内有6辆车辆，基于“先到先服务”的原则，先进入路口的即优先被服务，由此可以得到6辆车辆在通过路口时的通行序列为1-2-3-4-5-6，序列1为序列2的序列前车，序列2为序列1的序列后车，同时为序列3的序列前车，……以此类推，根据该通行序列即可确定每辆车辆对应的序列前车和序列后车，且通行序列会随着序列区内车辆的驶入和驶出而不断更新。
步骤S120，获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息。
当前车辆可以基于自身的各种传感器确定当前车辆的当前行驶状态信息如车辆的位置、速度和加速度等，还需要基于车-车通信获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息，考虑到车-车通信负担的问题，每一个车辆都需要在满足预设数据传输条件的情况下将其自身的当前行驶状态信息发送给序列后车，预设数据传输条件可以以动态事件触发通信机制为基础，设计融合动力学不确定性的触发条件，也即预设数据传输条件主要用于约束各个智能网联车辆传输数据的频率，避免频繁的数据传输导致通信负担过高的问题。
步骤S130，根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息。
基于前述步骤得到的当前车辆的当前行驶状态信息、序列前车发送的序列前车的当前行驶状态信息以及路侧设备提供的序列前车的位置信息，可以利用预设动力学跟踪误差模型来确定出当前车辆的动力信息如当前的驱动力/制动力。
预设动力学跟踪误差模型可以建立在基于集总动力学跟踪误差的车辆非线性动力学模型的基础上，兼顾位置误差与速度误差，且考虑执行机构延时，使得模型更符合实际场景且适用于多车通行场景，进而为本申请实施例的车辆的路口通行控制方法在实际场景的部署提供有力支撑。
步骤S140，根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
在得到当前车辆的驱动力/制动力后，即可通过当前车辆的动力系统执行这一期望的驱动力/制动力，从而让每辆智能网联车辆都能在有限通信资源的条件下高效执行期望通行顺序并且保证通行安全。
需要说明的是，交叉路口的通行过程还涉及车辆的横向运动，而本申请主要关注的是车辆的纵向车速调节，横向运动可以考虑由现有技术中的其他横向控制器来完成，故不多做论述。
在本申请的一些实施例中，当前车辆对应的序列前车可以通过如下方式将序列前车的当前行驶状态信息发送给当前车辆：
为便于对本申请实施例的理解，下文中称刚驶入序列区的车辆为当前车辆，当前车辆相关参数的下标用表示，/>为正整数，其在序列区对应的前车称为序列前车，序列前车的相关参数的下标用/>表示，/>为正整数。
1）序列前车通过采样器对自身行驶状态信息进行采样，采样周期为，/>可以根据实际需求灵活设置，具体可以包括行驶速度/>和加速度/>；
2）序列前车的触发模块根据预设数据传输条件，判断是否要将当前行驶状态信息发送给当前车辆。预设数据传输条件具体可以表示为：
，（1）
其中，为时间，/>和/>为序列前车第j次和第j+1次触发所对应的时刻，特别地，第0次触发时刻被定义为初始时刻，即有/>，其中/>为常数。在实际部署中，触发模块在每个采样时刻根据预设数据传输条件判断是否传输数据，因此所有可能的触发时刻均为采样周期的倍数，即设/>车的第j次和第j+1次触发分别在第/>个和第/>个采样时刻，即有/>和/>。
此外，，其中，/>、/>、/>、/>和/>均为正的常系数；/>代表预设状态偏差阈值，其为动态触发阈值（属于动态事件触发），它满足以下自适应条件：
，（2）
其中，和/>为正的常系数，/>为状态偏差向量的2范数，/>具体为：
，（3）
其中，式（2）中第一行表示速度偏差，第二行表示加速度偏差，第三行表示加速度的一阶导数的偏差，第四行和第五行分别表示引入后的速度偏差和加速度偏差，/>为和车辆动力学不确定性/>相关的函数，具体关系将在后续实施例中给出。
上述预设数据传输条件表明，当序列前车的当前行驶状态与上一次数据传输时刻的行驶状态之间的偏差大于动态触发阈值时，进行新一次的信息传输。
3）当前车辆接收最新的序列前车的行驶状态信息后更新储存单元内的状态变量值，若未收到序列前车的行驶状态信息则可以使用零阶保持器保持当前储存单元内的状态变量值。以第j次触发为例，当前车辆接收并储存的行驶状态变量值为序列前车的当前速度和当前加速度/>。
在本申请的一些实施例中，所述根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息包括：根据所述预设动力学跟踪误差模型和车辆控制理论确定所述当前车辆的动力信息的解析式；根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及所述当前车辆的动力信息的解析式，确定所述当前车辆的动力信息。
在本申请的一些实施例中，所述预设动力学跟踪误差模型通过如下方式得到：确定当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差；根据所述当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差构建所述预设动力学跟踪误差模型。
本申请实施例在根据当前车辆的当前行驶状态信息、序列前车的当前行驶状态信息、序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息时，可以先建立三阶非线性动力学纵向跟踪误差模型，具体如下：
1）考虑纵向动力学非线性和响应延时，建立当前车辆的集总动力学跟踪误差模型：
，（4）
其中，为当前车辆与序列前车的位置跟踪误差，/>为序列前车的车身长度，/>为最小安全车距常数，/>为固定车头时距系数，为当前车辆与序列前车的速度跟踪误差。
此外，为车速，/>为自车加速度，/>为序列前车加速度，/>为车辆驱动力或制动力，/>为车辆质量，/>为延时系数，/>为名义空气阻力系数，/>为名义道路阻力的绝对值，/>为车辆纵向动力学的集总不确定性项，包含因模型简化、参数摄动等因素导致的上述模型与实际模型的差异，其满足/>，其中/>为不确定性因子，它代表不确定性可能出现的范围，/>为动力学模型中的名义部分，它在事件触发通信机制下的具体表达式将在后文给出。
上式中，、/>、/>、/>、/>、/>、/>、/>均为时变参数，本申请实施例中为使公式简洁，在不引起歧义时将时间自变量略去，如/>简写为/>，特此说明。
2）当前车辆的车载分布式控制器根据当前车辆实时采样得到的当前行驶状态信息包括位置、速度/>、加速度/>等，储存单元中的序列前车的当前行驶状态信息包括速度和加速度/>以及路侧管理单元实时发送的序列前车位置信息/>，结合上述动力学跟踪误差模型，计算车辆的驱动力/制动力，解析形式控制律具体可以表示为：
，（5）
其中，和/>为正的常系数，/>为可配置的固定值，/>，带有/>符号的参数具体为：
，（6）
结合现有控制理论相关技术可知，上述公式（5）能使不确定性非线性动力学系统即上述公式（4）中的跟踪误差收敛至0附近，满足多车系统稳定性，基于公式（5）-（6）以及当前车辆和序列前车的相关采样参数，可计算得到。
在本申请的一些实施例中，所述方法还包括：获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列后车的通行序列信息；根据序列后车的通行序列信息，与所述序列后车建立通信连接；基于所述通信连接，在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车。
如前述实施例，通行序列中的序列前车需要判断在满足预设数据传输条件的情况下才需要传输自身的行驶状态信息给序列后车，对于当前车辆来说，其也可能存在对应的序列后车，因此在当前车辆获取到路侧设备发送的当前车辆对应的序列后车的通信序列信息的情况下，可以基于该序列后车的通行序列信息与序列后车建立通信连接，从而可以在自身的当前行驶状态信息满足预设数据传输条件的情况下将当前行驶状态信息发送给序列后车，以为序列后车进行纵向行驶控制提供参考。
在本申请的一些实施例中，所述在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车包括：根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件；在所述当前车辆触发所述预设数据传输条件的情况下，将所述当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车；否则，则不发送所述当前车辆的当前行驶状态信息。
在预设传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给序列后车时，可以先判断当前车辆的当前行驶状态信息是否触发了预设数据传输条件，预设数据传输条件主要用于通过约束车-车通信的数据传输频率来降低通信负担，在当前车辆触发预设数据传输条件的情况下，可以将当前车辆的当前行驶状态信息发送给序列后车。
在本申请的一些实施例中，所述根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：获取所述当前车辆在上一传输时刻的行驶状态信息；根据所述上一传输时刻的行驶状态信息和所述当前行驶状态信息，确定所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差；根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件。
本申请实施例定义的预设数据传输条件可以基于行驶状态的变化情况来设计，例如当相邻时刻的行驶状态变化差异较大时，说明车辆当前的行驶状态信息相比上一传输时刻发生了较大变化，需要进行数据传输，以保证序列后车可以依据更符合实际情况的状态信息进行纵向控制。当相邻时刻的行驶状态变化差异较小时，说明车辆当前的行驶状态信息相比上一传输时刻变化不大，依据上一传输时刻的数据也可以实现当前时刻的纵向控制，因此可以不进行数据传输，从而在通信资源有限的情况下尽可能减少不必要的数据传输，降低通信负担。
在本申请的一些实施例中，所述根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：将所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差与预设状态偏差阈值进行比较，所述预设状态偏差阈值基于速度偏差、加速度偏差以及车辆动力学不确定性项得到；若所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差大于所述预设状态偏差阈值，则确定所述当前车辆触发所述预设数据传输条件；否则，则确定所述当前车辆未触发所述预设数据传输条件。
本申请实施例可以设计一个预设状态偏差阈值来衡量当前时刻与上一传输时刻之间的行驶状态偏差大小，考虑到现有的高效通信机制难以兼顾车辆不确定性影响，限制了相关技术在实际场景下的部署，本申请实施例在动态触发条件中兼顾了车辆动力学不确定性项，即在状态偏差向量中融入不确定性相关函数，这能使触发条件更易于分辨系统处于过渡态还是准静态，弱化不确定性带来的自身状态变化导致的通信误触发。
需要说明的是，在当前车辆存在对应的序列后车时，对于当前车辆向序列后车传输行驶状态信息的判断过程与前述实施例中当前车辆对应的序列前车向其传输行驶状态信息的判断过程相同，即可以直接将前述实施例中的公式（1）-（6）中涉及的序列前车的相关参数的下标作为当前车辆的下标，将公式（1）-（6）中涉及的当前车辆的相关参数的下标/>作为当前车辆对应的序列后车的下标。
综上所述，本申请的车辆的路口通行控制方法至少取得了如下的技术效果：
1）本申请所提出的车-车通信机制以动态事件触发为基础，避免了传统技术在每个采样周期都发送数据而造成的通信负担过高的问题，可以有效降低通信负担，提升车-车通信链路的可靠性；
2）本申请在车载触发模块的动态触发条件中兼顾了车辆动力学不确定性项，即在状态偏差向量中融入不确定性相关函数，这能使触发条件更易于分辨系统处于过渡态还是准静态，弱化不确定性带来的自身状态变化导致的通信误触发；
3）本申请所用的通行控制方法建立在基于集总动力学跟踪误差的车辆非线性动力学模型的基础上，能兼顾位置跟踪误差与速度跟踪误差，且考虑执行机构延时，该模型更符合实际场景且适用于多车通行场景，是对本申请能在实际场景部署的有力支撑；
4）本申请在上述动态事件触发通信机制架构的基础上，设计了解析形式的分布式鲁棒控制律，对车载控制器的计算性能要求较低，易于实现实车部署，计算得到的控制律能实现多车在交叉路口的安全、高效通行。
本申请实施例还提供了一种车辆的路口通行控制装置300，如图3所示，提供了本申请实施例中一种车辆的路口通行控制装置的结构示意图，所述装置300包括：第一获取单元310、第二获取单元320、确定单元330以及控制单元340，其中：
第一获取单元310，用于获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
第二获取单元320，用于获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
确定单元330，用于根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
控制单元340，用于根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
在本申请的一些实施例中，所述装置还包括：第三获取单元，用于获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列后车的通行序列信息；通信单元，用于根据序列后车的通行序列信息，与所述序列后车建立通信连接；发送单元，用于基于所述通信连接，在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车。
在本申请的一些实施例中，所述发送单元具体用于：根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件；在所述当前车辆触发所述预设数据传输条件的情况下，将所述当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车；否则，则不发送所述当前车辆的当前行驶状态信息。
在本申请的一些实施例中，所述发送单元具体用于：获取所述当前车辆在上一传输时刻的行驶状态信息；根据所述上一传输时刻的行驶状态信息和所述当前行驶状态信息，确定所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差；根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件。
在本申请的一些实施例中，所述发送单元具体用于：将所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差与预设状态偏差阈值进行比较，所述预设状态偏差阈值基于速度偏差、加速度偏差以及车辆动力学不确定性项得到；若所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差大于所述预设状态偏差阈值，则确定所述当前车辆触发所述预设数据传输条件；否则，则确定所述当前车辆未触发所述预设数据传输条件。
在本申请的一些实施例中，所述确定单元330具体用于：根据所述预设动力学跟踪误差模型和车辆控制理论确定所述当前车辆的动力信息的解析式；根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及所述当前车辆的动力信息的解析式，确定所述当前车辆的动力信息。
在本申请的一些实施例中，所述预设动力学跟踪误差模型通过如下方式得到：确定当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差；根据所述当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差构建所述预设动力学跟踪误差模型。
能够理解，上述车辆的路口通行控制装置，能够实现前述实施例中提供的车辆的路口通行控制方法的各个步骤，关于车辆的路口通行控制方法的相关阐释均适用于车辆的路口通行控制装置，此处不再赘述。
本申请实施例还提供了一种车辆的路口通行控制系统，如图4所示，提供了本申请实施例中一种车辆的路口通行控制系统的架构示意图，所述车辆的路口通行控制系统包括当前车辆、当前车辆对应的序列前车以及路侧设备，所述当前车辆用于执行前述任一所述方法，所述当前车辆对应的序列前车用于在预设数据传输条件下将序列前车的当前行驶状态信息发送给当前车辆，所述路侧设备具体用于执行：对所述路侧设备所在路口的序列区进行监测；在监测到当前车辆刚驶入所述序列区的情况下，确定所述当前车辆的通行序列；将所述当前车辆的通行序列发送给所述当前车辆对应的序列前车，以使所述序列前车与所述当前车辆建立通信连接；将所述序列前车的位置信息发送给所述当前车辆。
为了便于对本申请各实施例的理解，如图5所示，提供了本申请实施例中一种车-车通信机制下的车辆结构示意图，具体结构包括采样器、触发模块、储存单元以及分布式控制器，采样器用于对自身的行驶状态信息进行采样，触发模块用于判断自身的当前行驶状态信息是否触发基于动态事件设计的数据传输条件，并在触发数据传输条件的情况下，基于V2V通信将采样器采样得到的当前行驶状态信息发送给对应的序列后车，储存单元用于存储和维护序列前车发送的序列前车的行驶状态信息。分布式控制器用于根据前述当前车辆的行驶状态信息和序列前车的行驶状态信息，结合路侧管理单元发送的序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型计算车辆的驱动力/制动力。
为了便于对本申请各实施例的理解，如图6所示，提供了本申请实施例中一种车辆的路口通行控制系统的控制流程示意图。本申请实施例的车辆的路口通行控制系统可以划分为决策层、通信层以及分布式控制层，决策层由路侧设备中的路侧管理单元实现，通信层和控制层由车辆实现。
在决策层，路侧管理单元对所在路口的序列区进行监测，通过V2I通信技术接收车辆位置信息，在监测到当前车辆刚驶入序列区的情况下，根据先到先服务的原则确定当前车辆的通行序列，将当前车辆的通信序列发送给对应的序列前车，并每隔将序列前车的位置信息发送给当前车辆，其中，/>为正的常系数。/>
在通信层，序列前车基于当前车辆的通行序列与当前车辆建立通信连接，并在满足基于动态事件设计的预设数据传输条件的情况下，通过V2V通信技术将自身的行驶状态信息发送给当前车辆。
在分布式控制层，当前车辆基于自身的行驶状态信息、序列前车的行驶状态信息、序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型确定解析形式控制律，车载分布式控制器根据解析形式控制律计算车辆的驱动力/制动力，最后动力系统执行该驱动力/制动力。
图7是本申请的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图7，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构）总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构）总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图7中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成车辆的路口通行控制装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
上述如本申请图1所示实施例揭示的车辆的路口通行控制装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器（Central ProcessingUnit，CPU）、网络处理器（Network Processor，NP）等；还可以是数字信号处理器（DigitalSignal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field－Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该电子设备还可执行图1中车辆的路口通行控制装置执行的方法，并实现车辆的路口通行控制装置在图1所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中车辆的路口通行控制装置执行的方法，并具体用于执行：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器 (RAM) 和/或非易失性内存等形式，如只读存储器 (ROM) 或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种车辆的路口通行控制方法，其中，所述方法包括：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
2.如权利要求1所述方法，其中，所述方法还包括：
获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列后车的通行序列信息；
根据序列后车的通行序列信息，与所述序列后车建立通信连接；
基于所述通信连接，在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车。
3.如权利要求2所述方法，其中，所述在预设数据传输条件下将当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车包括：
根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件；
在所述当前车辆触发所述预设数据传输条件的情况下，将所述当前车辆的当前行驶状态信息发送给所述序列后车；
否则，则不发送所述当前车辆的当前行驶状态信息。
4.如权利要求3所述方法，其中，所述根据当前车辆的当前行驶状态信息确定当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：
获取所述当前车辆在上一传输时刻的行驶状态信息；
根据所述上一传输时刻的行驶状态信息和所述当前行驶状态信息，确定所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差；
根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件。
5.如权利要求4所述方法，其中，所述根据所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差确定所述当前车辆是否触发所述预设数据传输条件包括：
将所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差与预设状态偏差阈值进行比较，所述预设状态偏差阈值基于速度偏差、加速度偏差以及车辆动力学不确定性项得到；
若所述当前车辆在当前时刻的行驶状态偏差大于所述预设状态偏差阈值，则确定所述当前车辆触发所述预设数据传输条件；
否则，则确定所述当前车辆未触发所述预设数据传输条件。
6.如权利要求1所述方法，其中，所述根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息包括：
根据所述预设动力学跟踪误差模型和车辆控制理论确定所述当前车辆的动力信息的解析式；
根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及所述当前车辆的动力信息的解析式，确定所述当前车辆的动力信息。
7.如权利要求1~6之任一所述方法，其中，所述预设动力学跟踪误差模型通过如下方式得到：
确定当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差；
根据所述当前车辆与序列前车的位置跟踪误差和速度跟踪误差构建所述预设动力学跟踪误差模型。
8.一种车辆的路口通行控制装置，其中，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取路侧设备发送的当前车辆对应的序列前车的位置信息，所述序列前车基于当前车辆所在路口的通行序列确定；
第二获取单元，用于获取当前车辆的当前行驶状态信息以及获取序列前车在预设数据传输条件下发送的序列前车的当前行驶状态信息；
确定单元，用于根据所述当前车辆的当前行驶状态信息、所述序列前车的当前行驶状态信息、所述序列前车的位置信息以及预设动力学跟踪误差模型，确定当前车辆的动力信息；
控制单元，用于根据所述当前车辆的动力信息控制所述当前车辆在所在路口的行驶。
9.一种车辆的路口通行控制系统，其中，所述车辆的路口通行控制系统包括当前车辆、当前车辆对应的序列前车以及路侧设备，所述当前车辆用于执行权利要求1~7之任一所述方法，所述当前车辆对应的序列前车用于在预设数据传输条件下将序列前车的当前行驶状态信息发送给当前车辆，所述路侧设备具体用于执行：
对所述路侧设备所在路口的序列区进行监测；
在监测到当前车辆刚驶入所述序列区的情况下，确定所述当前车辆的通行序列；
将所述当前车辆的通行序列发送给所述当前车辆对应的序列前车，以使所述序列前车与所述当前车辆建立通信连接；
将所述序列前车的位置信息发送给所述当前车辆。
10.一种电子设备，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行所述权利要求1~7之任一所述方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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