专利摘要
专利摘要
本发明公开了一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法。在考虑自动驾驶车辆和人工驾驶车辆同时存在的情况下，同时进行交叉口车道布设与信号配时。首先，面向自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混行的交通流，建立交叉口车道布设准则；之后建立交叉口各相位的绿灯时间的表达式；然后根据自动驾驶车辆的比例，提出车道通行能力分级确定方法，建立交通量约束；最后计算交叉口车道布设方案和交叉口信号配时方案。本发明旨在考虑未来自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混行的情况下，同时进行交叉口车道布设和信号配时，进而提升交叉口总通行交通量，降低交通拥堵。
权利要求
1.一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤1：面向自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混行的交通流，建立交叉口车道布设准则；
步骤2：建立交叉口各相位绿灯时间的表达式；
步骤3：根据自动驾驶车辆的比例，提出车道通行能力分级确定方法，建立交通量约束；
步骤4：建立目标函数，计算交叉口进口道车道布设方案和交叉口的信号配时方案，目标函数如公式(18)所示：
2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，其特征在于，所述步骤1中建立交叉口车道布设准则，包括如下步骤：
步骤11：确保交叉口每个进口方向至少设置一条左转和一条直行车道，如公式(1)～公式(3)所示：
式中，
步骤12：交叉口每个进口方向各类型车道数量总和等于该进口方向车道数总数，如公式(4)所示：
步骤13：交叉口每个进口方向的车辆总数守恒，如公式(5)所示：
式中，
步骤14：确保车辆类型和车道功能相匹配，直行车辆只能在直行车道上行驶，左转车辆只能在左转车道上行驶，自动驾驶车辆只能在自动驾驶专用车道或自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道上行驶，人工驾驶车辆只能在人工驾驶专用车道或自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道上行驶，如公式(6)～公式(9)所示：
式中，
3.根据权利要求2所述的一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，其特征在于，步骤2中所述的建立交叉口各相位绿灯时间的表达式，包括如下步骤：
步骤21：将交叉口信号周期分为放行东西流向车流和南北流向车流的两个绿灯时间，如公式(10)所示：
式中，
步骤22：将放行东西流向车流的绿灯时间分为放行东方向左转和西方向直行流向的两个绿灯时间，如公式(11)所示：
式中，
步骤23：将放行东西流向车流的绿灯时间分为放行东方向直行和西方向左转流向的两个绿灯时间，如公式(12)所示：
式中，
步骤24：将放行东西流向车流的绿灯时间分为放行南方向左转和北方向直行流向的两个绿灯时间，如公式(13)所示：
式中，
步骤25：将放行东西流向车流的绿灯时间分为放行南方向直行和北方向左转流向的两个绿灯时间，如公式(14)所示：
式中，
4.根据权利要求3所述的一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，其特征在于，所述步骤3中根据自动驾驶车辆的比例，提出车道通行能力分级确定方法，建立交通量约束，包括如下步骤：
步骤31：确定每条车道中自动驾驶车辆所占比例，如公式(15)所示
式中，
步骤32：根据自动驾驶车辆的比例，将车道通行能力分为
式中，
步骤33：建立交通量约束，即交叉口各进口方向各条车道上的交通量不能超过该车道通行能力，如式(17)所示：
5.根据权利要求4所述的一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，其特征在于，所述步骤4根据交叉口总通行交通量最大的目标，即通过计算
说明书
技术领域
本发明属于交通工程领域，特别涉及一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法。
背景技术
随着经济发展，城市交通堵塞问题已成为阻碍城市发展的重要原因之一，与此同时，城市交通拥堵所带来的环境污染、能源浪费、居民幸福指数下降等问题也不可忽视。而交叉口作为交通网络中的交汇地点，容易造成交通堵塞。近年来，自动驾驶的不断发展，为缓解交叉口拥堵提供了新的机遇和挑战。面向自动驾驶的交叉口控制成为近些年来研究的重点方向之一。
目前国内外对自动驾驶进程中的交叉口控制的研究有以下不足：第一，主要针对全自动驾驶车辆行驶或全人工驾驶车辆行驶的环境下的交叉口信号配时，较少考虑自动驾驶和人工驾驶车辆混合行驶的情况；第二，在进行交叉口信号配时的同时，较少同时考虑到面向自动驾驶的情况下的车道功能的划分，例如是否设置直行自动驾驶车辆专用车道、直行人工驾驶车辆专用车道、直行自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道、左转自动驾驶车辆专用车道、左转人工驾驶车辆专用车道以及左转自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道等。因此，在自动驾驶技术不断发展的进程中，面向自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混行，设计一种考虑交叉口车道布设的信号配时方法，具有较好的研究价值。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，通过该方法可以获得交叉口信号配时方案以及相应的车道布设方案，提高交叉口总通行交通量。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法，该方法包括如下步骤：
步骤1：面向自动驾驶车辆和人工驾驶车辆混行的交通流，建立交叉口车道布设准则；
步骤2：建立交叉口各相位的绿灯时间的表达式；
步骤3：根据自动驾驶车辆的比例，提出车道通行能力分级确定方法，建立交通量约束；
步骤4：建立目标函数，计算交叉口进口道车道布设方案和交叉口的信号配时方案，目标函数如公式(18)所示：
(18)。
优选地：所述步骤1中建立交叉口车道布设准则，包括如下步骤：
步骤11：确保交叉口每个进口方向至少设置一条左转和一条直行车道，如公式(1)～公式(3)所示：
(1)
(2)
(3)
式中， 表示交叉口进口道方向， ，其中 分别表示交叉口进口道东、西、南、北四个方向， 表示车道编号， ， 表示交叉口进口方向 左转和直行车道数总和， 为0-1二元变量， 表示交叉口进口方向 第 条车道是自动驾驶车辆专用车道， 表示交叉口进口方向 第 条车道不是自动驾驶车辆专用车道； 为0-1二元变量， 表示交叉口进口方向 第 条车道是人工驾驶车辆专用车道， 表示交叉口进口方向 第 条车道不是人工驾驶车辆专用车道； 为0-1二元变量， 表示交叉口进口方向 第 条车道是自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道， 表示交叉口进口方向 第 条车道不是自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道； 为0-1二元变量， 表示交叉口进口方向 第 条车道是直行车道， 表示交叉口进口方向 第 条车道是左转车道；
步骤12：交叉口每个进口方向各类型车道数量总和等于该进口方向车道数总数，如公式(4)所示：
(4)
步骤13：交叉口每个进口方向的车辆总数守恒，如公式(5)所示：
(5)
式中， 表示在交叉口采集的交叉口进口方向 流向 类型 的车辆数量； 表示增大系数变量； ，其中 分别表示直行流向和左转流向， 表示车辆类型， ，其中 分别表示自动驾驶车辆和人工驾驶车辆， 表示交叉口进口方向 第 条车道上流向 类型 的车流量；
步骤14：确保车辆类型和车道功能相匹配，直行车辆只能在直行车道上行驶，左转车辆只能在左转车道上行驶，自动驾驶车辆只能在自动驾驶专用车道或自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道上行驶，人工驾驶车辆只能在人工驾驶专用车道或自动驾驶车辆与人工驾驶车辆混合车道上行驶，如公式(6)～公式(9)所示：
(6)
(7)
(8)
(9)
式中， 表示交叉口进口方向 第 条车道上的直行流向类型 的车流量, 表示交叉口进口方向 第 条车道上的左转流向类型 的车流量, 表示交叉口进口方向 第 条车道上的流向 的人工驾驶车辆的车流量, 表示交叉口进口方向 第 条车道上的流向 的自动驾驶车辆的车流量， ，单位为辆/小时。
优选地：步骤2中所述建立交叉口各相位的绿灯时间的表达式，包括如下步骤：
步骤21：将交叉口信号周期分为放行东西流向车流和南北流向车流的两个绿灯时间，如公式(10)所示：
(10)
式中， 表示在交叉口信号周期， 表示放行东西流向车流的绿灯
一种自动驾驶进程中交叉口车道布设与信号配时方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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