CN117690298A - 一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 - Google Patents
一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117690298A CN117690298A CN202311735465.7A CN202311735465A CN117690298A CN 117690298 A CN117690298 A CN 117690298A CN 202311735465 A CN202311735465 A CN 202311735465A CN 117690298 A CN117690298 A CN 117690298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conflict
- vehicle
- graph
- vehicles
- relation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 32
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 241001122315 Polites Species 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 206010000117 Abnormal behaviour Diseases 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及自动驾驶技术领域，公开了一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统，根据车辆预测的行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆的冲突关系；将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；根据单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并加入到初始冲突关系图G，得到完整冲突关系图G；根据完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，本发明通过模拟实际交通环境中多车对道路通行权、先行权的争抢交互，有效提高了车辆行驶稳定性和安全性，且建模方法简洁，计算量少，同时还可以站在驾驶员的角度进行通行优先分配。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统。
背景技术
自动驾驶或者说无人驾驶，是近期热门的话题，当前的汽车制造厂家都推出了具备初级自动驾驶系统的实车。自动驾驶系统须满足极其严格的设计安全标准，随着商业化进程从驾驶辅助系统向高阶自动驾驶推进，在自动驾驶汽车发布上路前，作为车载软件的自动驾驶系统需要经过多轮研发测试才能保障安全性和可用性。
目前对自动驾驶系统的测试通常采用实车日志结合数值泛化的方法构建测试样例，无法提供真实的环境交互与高效的场景测试能力。且当前的测试方案数据采集成本巨大，使得计算机算力和时间消耗过大，无法满足建模需求。
因此，本发明提出一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统，可以更好的模拟多种交通工况，帮助自动驾驶系统适应多种场景。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统，该建模方法在时间和空间上对车辆通行顺序进行约束，以模拟实际交通环境中多车对道路通行权、先行权的争抢交互，且包含无信号灯路口车辆通行、公路内变道通行，进而可以帮助自动驾驶系统适应更多的工况，以提高其稳定性和安全性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于图论的冲突路权分配建模方法，所述方法包括：
获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，并根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
在其中一个实施例中，在根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G时，包括：
将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
在其中一个实施例中，在基于路权优先原则确定双向冲突关系中的优先通行车辆，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系时，包括：
确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
在其中一个实施例中，在将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G时，包括：
基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
在其中一个实施例中，在根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度之后，还包括：
获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，distancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyDis为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于图论的冲突路权分配建模系统，所述系统包括：
预测模块，用于获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
划分模块，用于对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
构建模块，用于根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，基于路权优先原则确定双向冲突关系中的优先通行车辆，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
分配模块，用于根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
在其中一个实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
在其中一个实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
所述构建模块用于根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
所述构建模块用于基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
所述构建模块用于当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
所述构建模块用于基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
所述构建模块用于当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
在其中一个实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
在其中一个实施例中，所述分配模块具体用于：
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
所述分配模块用于将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
所述分配模块用于计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，distancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyDis为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
本发明提供了一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统，相较现有技术，具有以下有益效果：
本发明公开了一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统，根据车辆预测的行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆的冲突关系；将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；根据单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并加入到初始冲突关系图G，得到完整冲突关系图G；根据完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，本发明通过模拟实际交通环境中多车对道路通行权、先行权的争抢交互，有效提高了车辆行驶稳定性和安全性，且建模方法简洁，计算量少，同时还可以站在驾驶员的角度进行通行优先分配。
附图说明
图1示出了本发明实施例中一种基于图论的冲突路权分配建模方法的流程示意图；
图2示出了本发明实施例中车辆之间存在冲突关系的示意图；
图3示出了本发明实施例中车辆之间存在单向冲突关系的示意图；
图4示出了本发明实施例中有向图的示意图；
图5示出了本发明实施例中有向图中存在环的示意图；
图6示出了本发明实施例中无信号灯交叉路口通行示例的示意图；
图7示出了本发明实施例中初始冲突关系图G的示意图；
图8示出了本发明实施例中将转换得到的单向冲突关系加入到初始冲突关系图G的示意图；
图9示出了本发明实施例中将转换得到的单向冲突关系加入到初始冲突关系图G的另一示意图；
图10示出了本发明实施例中完整冲突关系图G的示意图；
图11示出了本发明实施例中特例1的示意图；
图12示出了本发明实施例中公路变道通行示例的示意图；
图13示出了本发明实施例中公路变道通行冲突关系的示意图；
图14示出了本发明实施例中一种基于图论的冲突路权分配建模系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下文是结合附图对本发明的优选的实施例说明。
如图1所示，本发明的实施例公开了一种基于图论的冲突路权分配建模方法，所述方法包括：
S110：获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
S120：对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
S130：根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，并根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
S140：根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
上述技术方案的有益效果是：本发明通过模拟实际交通环境中多车对道路通行权、先行权的争抢交互，有效提高了车辆行驶稳定性和安全性，且建模方法简洁，计算量少，同时还可以站在驾驶员的角度进行通行优先分配。
如图2所示，在本申请的一些实施例中，冲突关系是指车辆A的行驶路线与车辆B的行驶路线存在冲突。双向冲突关系是指车辆A和车辆B均阻挡了对方沿行驶路线的前进。本申请中使用表示车辆A和车辆B分别需要对对方进行让行。
如图3所示，在本申请的一些实施例中，单向冲突关系是指车辆B出现在车辆A的行驶路线前方，阻挡了车辆A的前进，即车辆A必须对车辆B的阻挡进行避让。本申请中使用B→A表示车辆B阻挡了车辆A。
如图4所示，在本申请的一些实施例中，有向图由顶点和边构成。使用顶点表示独立的元素，边表示相连接顶点之间的关系。入度是指有向图中某顶点作为图中边的终点的次数之和。如图4(a)所示，顶点A的入度和顶点B的入度一致，均为1。如图4(b)所示，顶点B的入度为0，顶点A的入度为1。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，环是指有向图中一条非空的路径，且起点和终点为同一顶点。在图5中，存在一条非空的路径，B→C→D→B，起点和终点均为顶点B，则称有向图中存在环。邻居是指对于有向图中某一顶点A，存在从该顶点出发的边，其指向的顶点称为顶点A的邻居。以图5为例，顶点D邻居为顶点B和顶点E。
在本申请的一些实施例中，冲突关系图是指使用有向图可视化分析冲突关系。在有向图中，顶点代表车辆，边表示单向冲突或者双向冲突。图2所示的冲突关系，可用图4(a)的有向图表示；图3所示的冲突关系，可用图4(b)的有向图表示。
在本申请的一些实施例中，在根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G时，包括：
将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
上述技术方案的有益效果是：本发明通过将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系，进而可以为后续完整冲突关系图G的构建奠定基础。
在本申请的一些实施例中，在基于路权优先原则确定双向冲突关系中的优先通行车辆，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系时，包括：
确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
本实施例中，第i个车辆和第j个车辆是从具有双向冲突关系的车辆序号对中提取的。
本实施例中，路权优先原则考虑合规性和礼貌性。
本实施例中，若双方距离冲突点过近，则均无法继续行驶。
本实施例中，还需注意的是，需要遵守普适的路权优先规则，对于交叉路口内通行，即，让右方道路的来车先行；转弯的机动车让直行的机动车先行；对方向行驶的车辆，右转弯车辆让左转弯的车辆先行；对于公路内变道通行，即，变道让直行；同时向中间变道，让右侧来车先行。
上述技术方案的有益效果是：本发明通过遵循路权优先原则，可以体现驾驶员对交规的遵守性和礼貌性，以模拟真实的交通工况。
在本申请的一些实施例中，在将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G时，包括：
基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
本实施例中，初始冲突关系图G中是否存在环的判断方法为：输入初始冲突关系图G，选取出发顶点和结束顶点；初始化堆栈，将出发顶点入栈，且堆栈不为空，取栈顶节点，检测是否为结束顶点，若是，则返回存在环；若不是，则返回不存在环；将栈顶节点的全部邻居入栈，依次进行检测。
上述技术方案的有益效果是：本发明通过基于预设的判断规则判断初始冲突关系图G中是否存在环，进而可以保证完整冲突关系图G的构建精准性，避免出现较大的误差。
在本申请的一些实施例中，在根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度之后，还包括：
获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，distancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyDis为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
本实施例中，将优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度，其中，目标通行速度如35km/h，自由流行驶速度是指优先通行车辆行驶过交叉路口预设区域时的速度，也就是目标通行速度。
上述技术方案的有益效果是：本发明将优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度，避免影响优先通行车辆的正常行驶，保证优先通行车辆的稳定性。同时通过计算避让车辆保持安全车距的减速度，实现在时间和空间上车辆通行顺序的分配，进而保证特定交通环境下的安全效率通行，相比于其他交通流建模方法，本发明重点关注多车交互中对路权的争抢，建模方法简洁，计算量少，同时站在驾驶员的角度进行通行优先分配，是本发明的关键优势。
实施例1
在本申请的一些实施例中，如图6所示，可以得到以下冲突关系，B→A、D→E、
在本申请的一些实施例中，如图7所示，首先在冲突关系图中增加存在单向冲突关系的车辆序号对，得到的初始冲突关系图G。
在本申请的一些实施例中，经过上一步后，剩余的冲突关系均为双向冲突关系，对于剩下的冲突关系，依次处理，对于冲突关系，/>其中车辆B为左转，车辆C为直行，遵循左转让直行的原则，车辆B应让行，即冲突关系变为，C→B，继续补充初始冲突关系图G，得到图8。
在本申请的一些实施例中，对于冲突关系和/>一致，仍可遵守左转让直行的原则，将双向冲突关系变为单向冲突关系，D→B继续扩充初始冲突关系图G，得到图9。
在本申请的一些实施例中，如图6所示，继续处理最后的冲突关系，车辆C和车辆D均为直行通过交叉路口，如，驾驶员位于左侧，本着保护驾驶员的目标，礼貌性的驾驶员应该让右侧的车辆先行通过，即车辆C先行通过，冲突关系变为，C→D，得到完整冲突关系图G，得到图10。
本实施例中，在时间和空间上对车辆通行顺序进行约束，以模拟实际交通环境中多车对道路通行权、先行权的争抢交互，可包含无信号灯路口车辆通行、公路内变道通行。其中，公路内变道通行为常见交通工况，对其建模具有普适意义，而对无信号灯交叉路口车辆通行的建模，可以模拟真实交通工况中发生的异常行为，如闯红灯、抢绿灯、抢黄灯，以及交通信号灯故障的情景。同时，无信号灯路口交通工况多发生在乡村道路，低级别的县道、乡道中，本发明的建模方法应用于自动驾驶仿真测试时，可以帮助自动驾驶系统适应更多的工况，以提高其稳定性和安全性保障。
实施例2
在本申请的一些实施例中，如图11所示，此时车辆B和车辆C具有双向冲突关系，需要变为单向冲突关系，此时车辆B为左转，车辆C为直行，原则上应该左转等待直行车辆先行，如果车辆B速度稍快一些，即先经过产生冲突的点，此时本着礼貌性的原则，车辆C应该等待，而车辆B先行。
实施例3
在本申请的一些实施例中，如图12所示，车辆B存在向右变道意图，其预期的行驶轨迹与车辆A存在双向冲突关系，即有，
在本申请的一些实施例中，如图13所示，对该冲突关系进行处理，本着变道让直行的原则，即车辆A先行，可将冲突变为单向冲突关系，即，A→B，最终结果为车辆A优先通行，车辆B取消变道。
为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。
对应的，如图14所示，本申请还提供了一种基于图论的冲突路权分配建模系统，所述系统包括：
预测模块，用于获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
划分模块，用于对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
构建模块，用于根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，并根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
分配模块，用于根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
在本申请的一些实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
在本申请的一些实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
所述构建模块用于根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
所述构建模块用于基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
所述构建模块用于当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
所述构建模块用于基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
所述构建模块用于当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
在本申请的一些实施例中，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
在本申请的一些实施例中，所述分配模块具体用于：
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
所述分配模块用于将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
所述分配模块用于计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，distancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyDis为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
在上述实施方式的描述中，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示例中以合适的方式结合。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行全部的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
本领域普通技术人员可以理解：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于图论的冲突路权分配建模方法，其特征在于，所述方法包括：
获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，并根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
2.根据权利要求1所述的基于图论的冲突路权分配建模方法，其特征在于，在根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G时，包括：
将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
3.根据权利要求1所述的基于图论的冲突路权分配建模方法，其特征在于，在基于路权优先原则确定双向冲突关系中的优先通行车辆，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系时，包括：
确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
4.根据权利要求1所述的基于图论的冲突路权分配建模方法，其特征在于，在将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G时，包括：
基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
5.根据权利要求1所述的基于图论的冲突路权分配建模方法，其特征在于，在根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度之后，还包括：
获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，di stancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyDis为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
6.一种基于图论的冲突路权分配建模系统，其特征在于，所述系统包括：
预测模块，用于获取车辆预测的行驶规划轨迹，并根据所述行驶规划轨迹确定交叉路口预设区域内所有车辆之间的冲突关系；
划分模块，用于对所有的冲突关系进行分析，并基于分析结果将所有的冲突关系划分为单向冲突关系和双向冲突关系；
构建模块，用于根据具有单向冲突关系的车辆序号对构建初始冲突关系图G，并根据确定的路权规则得到优先通行车辆后，根据确定的优先通行车辆将所有的双向冲突关系转换为单向冲突关系，并将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中，得到完整冲突关系图G；
分配模块，用于根据所述完整冲突关系图G确定优先通行车辆的目标通行速度，其中，优先通行车辆分配通行权并继续通行，避让车辆减速让行。
7.根据权利要求6所述的基于图论的冲突路权分配建模系统，其特征在于，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于将所有具有单向冲突关系的车辆序号对作为所述初始冲突关系图G的顶点，并基于单向箭头的边表示单向冲突关系；其中，
若车辆序号对中的某一辆车已经作为所述初始冲突关系图G的顶点，则不再重复添加。
8.根据权利要求6所述的基于图论的冲突路权分配建模系统，其特征在于，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于确定具有双向冲突关系的车辆序号对，并分别提取第i个车辆到达冲突点的时间和第j个车辆到达冲突点的时间；
所述构建模块用于根据所述第i个车辆到达冲突点的时间和所述第j个车辆到达冲突点的时间之间的关系计算时间差值；
所述构建模块用于基于所述时间差值和预设时间差值之间的关系判断是否存在优先到达车辆；
所述构建模块用于当所述时间差值小于所述预设时间差值时，则判断存在优先到达车辆，并根据到达冲突点的时间将所述第i个车辆所述第j个车辆划分为优先通行车辆和避让车辆；
所述构建模块用于基于划分得到的优先通行车辆和避让车辆将双向冲突关系转换为单向冲突关系；
所述构建模块用于当所述时间差值大于或等于所述预设时间差值时，则判断不存在优先到达车辆；
其中，根据下式计算时间差值：
tdiff＝|ti-tj|；
其中，tdiff为时间差值，ti为第i个车辆到达冲突点的时间，tj为第j个车辆到达冲突点的时间。
9.根据权利要求6所述的基于图论的冲突路权分配建模系统，其特征在于，所述构建模块具体用于：
所述构建模块用于基于预设的判断规则判断所述初始冲突关系图G中是否存在环，
若是，则不将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中；
若否，则将转换得到的单向冲突关系加入到所述初始冲突关系图G中。
10.根据权利要求6所述的基于图论的冲突路权分配建模系统，其特征在于，所述分配模块具体用于：
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度为0的第一顶点集合，其中，所述第一顶点集合中的顶点代表的车辆为优先通行车辆；
所述分配模块用于将所有优先通行车辆的目标通行速度作为自由流行驶速度；
所述分配模块用于获取所述完整冲突关系图G中入度不为0的第二顶点集合，其中，所述第二顶点集合中的顶点代表的车辆为避让车辆；
所述分配模块用于计算避让车辆保持安全车距的减速度；
其中，根据下式计算避让车辆保持安全车距的减速度：
其中，deci为当前选中的车辆t为避免与车辆i碰撞，需要采取的减速度，dec为当前选中的车辆t需要采取的减速度，Vt为当前选中的车辆，distancei为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的距离，minSafetyD is为当前选中的车辆t的驾驶员偏好的安全距离，VtLength为当前选中的车辆t的车身长度，ViLength为车辆i的车身长度，ti为当前选中的车辆t距离与车辆i冲突点的时间，VtMaxDec为当前选中的车辆t的最大刹车速度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311735465.7A CN117690298B (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311735465.7A CN117690298B (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117690298A true CN117690298A (zh) | 2024-03-12 |
| CN117690298B CN117690298B (zh) | 2024-06-04 |
Family
ID=90129904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311735465.7A Active CN117690298B (zh) | 2023-12-15 | 2023-12-15 | 一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117690298B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105913659A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-31 | 上海海事大学 | 基于系统动力学的交叉口通行能力测算方法 |
| CN112027473A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-04 | 上海旻实智能科技有限公司 | 一种多深度储货区四向穿梭车多车调度方法 |
| WO2021109318A1 (zh) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 东南大学 | 一种城市路网短期交通运行状态估计与预测方法 |
| CN114120639A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-01 | 广州文远知行科技有限公司 | 一种车辆交通控制方法、装置及存储介质 |
| US20230033314A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Cariad Se | Method and processor circuit for operating an automated driving function with object classifier in a motor vehicle, as well as the motor vehicle |
| CN116895165A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-10-17 | 国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心) | 智能网联车辆交叉口协调驾驶控制方法、系统和存储介质 |
-
2023
- 2023-12-15 CN CN202311735465.7A patent/CN117690298B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105913659A (zh) * | 2016-05-19 | 2016-08-31 | 上海海事大学 | 基于系统动力学的交叉口通行能力测算方法 |
| WO2021109318A1 (zh) * | 2019-12-03 | 2021-06-10 | 东南大学 | 一种城市路网短期交通运行状态估计与预测方法 |
| CN112027473A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-04 | 上海旻实智能科技有限公司 | 一种多深度储货区四向穿梭车多车调度方法 |
| US20230033314A1 (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-02 | Cariad Se | Method and processor circuit for operating an automated driving function with object classifier in a motor vehicle, as well as the motor vehicle |
| CN114120639A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-01 | 广州文远知行科技有限公司 | 一种车辆交通控制方法、装置及存储介质 |
| CN116895165A (zh) * | 2023-07-10 | 2023-10-17 | 国家超级计算深圳中心(深圳云计算中心) | 智能网联车辆交叉口协调驾驶控制方法、系统和存储介质 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 徐柱;蒙艳姿;李志林;李木梓;: "基于有向属性关系图的典型道路交叉口结构识别方法", 测绘学报, no. 01, 15 February 2011 (2011-02-15), pages 126 - 128 * |
| 樊月珍;江发潮;毛恩荣;: "车辆行驶最优路径优化算法设计", 计算机工程与设计, no. 23, 16 December 2007 (2007-12-16) * |
| 王星星;徐叶;李雯樱;: "城市道路单向交通规划", 城市地理, no. 20, 15 November 2015 (2015-11-15) * |
| 袁黎;袁荷伟;陆键;: "基于交通冲突分析方法的全无控制交叉口行车路权分析研究", 交通运输工程与信息学报, no. 03, 15 September 2013 (2013-09-15) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117690298B (zh) | 2024-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3627471B1 (en) | Method and device for assisting in controlling automatic driving of vehicle, and system | |
| JP2021527903A (ja) | 車両制御方法、装置、デバイス、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 | |
| KR102053552B1 (ko) | 운전 계획 장치, 주행 지원 장치, 운전 계획 방법 | |
| KR102094622B1 (ko) | 씬 평가 장치, 주행 지원 장치, 씬 평가 방법 | |
| KR102092484B1 (ko) | 씬 평가 장치, 주행 지원 장치, 씬 평가 방법 | |
| WO2020164237A1 (zh) | 用于驾驶控制的方法、装置、设备、介质和系统 | |
| CN111240328A (zh) | 一种车辆行驶安全监控方法、装置和无人驾驶车辆 | |
| WO2017126250A1 (ja) | 運転支援方法及び装置 | |
| WO2018132607A2 (en) | Navigation based on vehicle activity | |
| CN114945492B (zh) | 协作式交通工具前灯引导 | |
| EP4086875A1 (en) | Self-driving method and related device | |
| CN114929517B (zh) | 协作式交通工具前灯引导 | |
| JP2020107080A (ja) | 交通情報処理装置 | |
| CN109720348A (zh) | 车载装置、信息处理系统和信息处理方法 | |
| CN114945493A (zh) | 协作式交通工具前灯引导 | |
| JP7313298B2 (ja) | 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム | |
| CN111982109A (zh) | 用于路径规划的方法、装置、设备和计算机可读存储介质 | |
| EP3886073A1 (en) | Collaborative safety driving model (sdm) for autonomous vehicles | |
| CN112406905B (zh) | 基于交通工具的数据处理方法、装置、计算机及存储介质 | |
| CN107839691B (zh) | 车辆控制方法和装置 | |
| CN114945958A (zh) | 协作式交通工具前灯引导 | |
| CN116013101A (zh) | 一种基于网联环境的无信号路口速度建议系统和方法 | |
| KR102629323B1 (ko) | 차량의 군집 주행 방법 | |
| CN109903551A (zh) | 一种基于人工鱼群的高速公路匝道无人车行驶与编队控制方法、存储介质以及装置 | |
| CN117690298B (zh) | 一种基于图论的冲突路权分配建模方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |