一种车速引导方法及装置与流程

本发明涉及车速引导技术领域，特别是指一种车速引导方法及装置。

背景技术：

车速引导是指，车辆即将进入交叉口时，以车速变化限制、行车安全限制等为约束条件，根据路口信号灯实时状态，给车辆提供建议行驶速度，减少车辆停车次数和等待时间。车速引导如图1所示，如果没有车速引导，车辆以自身速度行驶时，到达交叉口时为红灯，如果有车速引导，在车辆进入一定范围内时给车辆提供建议速度，车辆加速或者减速后，可以保证车辆到达交叉口时信号灯相位为绿灯，车辆无需停车等待，减少车辆停车等待的时间和等待的次数。

但现有的技术方案主要是依据车辆当前的行驶速度、车辆距离交叉口的距离、信号灯相位状态计算车辆建议的行驶速度。现有技术方案均假设在车速引导过程中没有换道的车辆，即只要车辆进入了车速引导的范围内，车速引导系统就根据车辆和信号灯的状态为车辆提供建议的速度，车辆需要一直以该速度行驶，保障其在绿灯相位下通过交叉口。但在实际车辆行驶过程中，在车速引导的范围内，会出现换道的车辆，当有换道车辆出现时，原有的车速引导方案会失效，若仍以原有的引导车速行驶容易导致车辆发生碰撞。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车速引导方法及装置，用以解决现有车速引导过程在车辆发生换道行驶时，易导致车辆发生碰撞的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种车速引导方法，包括：

检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围；

若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息，所述行驶状态信息至少包括：车辆的速度及位置信息；

根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

其中，所述检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆的步骤具体包括：

检测所述目标车辆的方向盘转角是否大于预设角度阈值；

若所述目标车辆的方向盘转角大于所述预设角度阈值，则确定所述目标车辆为所述换道车辆，否则，确定所述目标车辆不是所述换道车辆。

其中，所述若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息的步骤包括：

获取所述换道车辆换道前所在的驶出车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第一目标车辆的行驶状态信息,及所述驶出车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第二目标车辆的行驶状态信息；

获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息。

其中，所述获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息的步骤包括：

控制处于车速引导范围内的所述目标车辆开启红外线发送装置和红外线接收装置，使同一车道上的相邻两目标车辆之间通过所述红线发送装置和红外线接收装置建立红外线连接，其中，每个所述目标车辆上都设置有一红外线发送装置和红外线接收装置；

若检测到相邻两目标车辆之间断开所述开红外线连接，则获取所述相邻两目标车辆的行驶状态信息，并根据所述相邻两目标车辆的行驶状态信息中的位 置信息，将所述相邻两目标车辆分别作为所述第三目标车辆和所述第四目标车辆。

其中，所述根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度的步骤包括：

根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度，并根据所述第一目标车辆的引导速度更新所述驶出车道上位于所述第一目标车辆后方的目标车辆的引导速度；

根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度，并根据所述第三目标车辆的引导速度更新所述驶入车道上位于所述第三目标车辆后方的目标车辆的引导速度。

其中，所述根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度的步骤包括：

若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度；

若所述第一目标车辆的速度V₁等于当前车道的最高限速值V_max，则使所述第一目标车辆的引导速度保持不变。

其中，所述若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度的步骤包括：

若V₁＜V_max，且V₁>V₂，则使所述第一目标车辆匀速行驶t1时间后，减速至与所述第二目标车辆同速，其中，t1＝L-L_safe+V₂(V₂-V₁)/a-(V₁-V₂)²/2a，L表示所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，a表示目标车辆的加速度，V₂表示所述第二目标车辆的速度；

若V₁＜V_max，且V₁＜V₂，则使所述第一目标车辆加速至与所述第二目标车辆同速或使所述第一目标车辆加速，并在所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

若V₁＜V_max，且V₁＝V₂，则使所述第一目标车辆加速行驶t1时间后，减速 行驶t2时间，其中，所述第一目标车辆和所述第二目标车辆在所述t1和t2时间内行驶的距离差为两者之间的安全距离。

其中，所述根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度的步骤包括：

根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，判断所述换道车辆是否会与所述第三目标车辆或所述第四目标车辆发送碰撞，得出一判断结果；

若所述判断结果为是，则根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，并根据初步引导处理后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度；

若所述判断结果为否，则根据当前时刻所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度。

其中，所述根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，包括：

若V_m≤V₄，且V₃≥V_m，则使所述第三目标车辆减速行驶t3时间，其中，t3＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V_m)，L₁表示所述第三目标车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L₂表示所述换道车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，V₃表示所述第三目标车辆的速度，V₄表示所述第四目标车辆的速度，V_m所述换道车辆换道后的速度；

若V_m≤V₄，V₃＜V_m，且当前时刻所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离大于安全距离，则使所述第三目标车辆加速至与所述换道车辆同速或使所述第三目标车辆加速，并在所述第三目标车辆与所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

若V_m＞V₄，V₃＜V₄且两者之间的距离大于安全距离，则使所述换道车辆减速行驶t4时间，并使所述第三目标车辆加速至与所述目标车辆同速或使所述第 三目标车辆加速，且在所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速，其中，t4＜2*(L₁-S_m)/(V_m-V₄)，S_m为所述换道车辆在所述t4时间内行驶的距离；

若V_m＞V₄，V₃≥V₄，则使所述换道车辆减速行驶所述t4时间，并使所述第三目标车辆减速行驶t5时间，其中，t5＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V₄)。

本发明还提供了一种车速引导装置，包括：

检测模块，用于检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围；

获取模块，用于若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息，所述行驶状态信息至少包括：车辆的速度及位置信息；

更新模块，用于根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

其中，所述检测模块包括：

检测单元，用于检测所述目标车辆的方向盘转角是否大于预设角度阈值；

确定单元，用于若所述目标车辆的方向盘转角大于所述预设角度阈值，则确定所述目标车辆为所述换道车辆，否则，确定所述目标车辆不是所述换道车辆。

其中，所述获取模块包括：

第一获取子模块，用于获取所述换道车辆换道前所在的驶出车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第一目标车辆的行驶状态信息,及所述驶出车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第二目标车辆的行驶状态信息；

第二获取子模块，用于获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息。

其中，所述第二获取子模块包括：

控制单元，用于控制处于车速引导范围内的所述目标车辆开启红外线发送装置和红外线接收装置，使同一车道上的相邻两目标车辆之间通过所述红线发送装置和红外线接收装置建立红外线连接，其中，每个所述目标车辆上都设置有一红外线发送装置和红外线接收装置；

获取单元，用于若检测到相邻两目标车辆之间断开所述开红外线连接，则获取所述相邻两目标车辆的行驶状态信息，并根据所述相邻两目标车辆的行驶状态信息中的位置信息，将所述相邻两目标车辆分别作为所述第三目标车辆和所述第四目标车辆。

其中，所述更新模块包括：

第一更新子模块，用于根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度，并根据所述第一目标车辆的引导速度更新所述驶出车道上位于所述第一目标车辆后方的目标车辆的引导速度；

第二更新子模块，用于根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度，并根据所述第三目标车辆的引导速度更新所述驶入车道上位于所述第三目标车辆后方的目标车辆的引导速度。

其中，所述第一更新子模块包括：

第一更新单元，用于若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度；

第二更新单元，用于若所述第一目标车辆的速度V₁等于当前车道的最高限速值V_max，则使所述第一目标车辆的引导速度保持不变。

其中，所述第一更新单元包括：

第一更新子单元，用于若V₁＜V_max，且V₁>V₂，则使所述第一目标车辆匀速行驶t1时间后，减速至与所述第二目标车辆同速，其中，t1＝L-L_safe+V₂(V₂-V₁)/a-(V₁-V₂)²/2a，L表示所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，a表示目标车辆的加速度，V₂表示所述第二目标车辆的速度；

第二更新子单元，用于若V₁＜V_max，且V₁＜V₂，则使所述第一目标车辆加 速至与所述第二目标车辆同速或使所述第一目标车辆加速，并在所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

第三更新子单元，用于若V₁＜V_max，且V₁＝V₂，则使所述第一目标车辆加速行驶t1时间后，减速行驶t2时间，其中，所述第一目标车辆和所述第二目标车辆在所述t1和t2时间内行驶的距离差为两者之间的安全距离。

其中，所述第二更新单元包括：

判断单元，用于根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，判断所述换道车辆是否会与所述第三目标车辆或所述第四目标车辆发送碰撞，得出一判断结果；

第一处理单元，用于若所述判断结果为是，则根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，并根据初步引导处理后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度；

第二处理单元，用于若所述判断结果为否，则根据当前时刻所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度。

其中，所述第一处理单元包括：

第四更新子单元，用于若V_m≤V₄，且V₃≥V_m，则使所述第三目标车辆减速行驶t3时间，其中，t3＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V_m)，L₁表示所述第三目标车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L₂表示所述换道车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，V₃表示所述第三目标车辆的速度，V₄表示所述第四目标车辆的速度，V_m所述换道车辆换道后的速度；

第五更新子单元，用于若V_m≤V₄，V₃＜V_m，且当前时刻所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离大于安全距离，则使所述第三目标车辆加速至与所述换道车辆同速或使所述第三目标车辆加速，并在所述第三目标车辆与所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

第六更新子单元，用于若V_m＞V₄，V₃＜V₄且两者之间的距离大于安全距离，则使所述换道车辆减速行驶t4时间，并使所述第三目标车辆加速至与所述目标车辆同速或使所述第三目标车辆加速，且在所述第三目标车辆和所述换道车辆 之间的距离为安全距离时停止加速，其中，t4＜2*(L₁-S_m)/(V_m-V₄)，S_m为所述换道车辆在所述t4时间内行驶的距离；

第七更新子单元，用于若V_m＞V₄，V₃≥V₄，则使所述换道车辆减速行驶所述t4时间，并使所述第三目标车辆减速行驶t5时间，其中，t5＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V₄)。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例的车速引导方法，检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆；若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息；根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，从而有效防止车辆发生碰撞。

附图说明

图1为现有车速引导过程中的速度-时间示意图；

图2为现有车速引导方法的工作流程图；

图3为本发明实施例的车速引导方法的第一工作流程图；

图4为本发明实施例的车速引导方法的第二工作流程图；

图5为本发明实施例的车速引导方法中车辆换道示意图；

图6为本发明实施例的车速引导方法的第三工作流程图；

图7为本发明实施例的车速引导方法的第四工作流程图；

图8为本发明实施例的车速引导方法的第五工作流程图；

图9为本发明实施例对驶出车道上的车辆进行车速引导的速度-时间示意图；

图10为本发明实施例对驶入车道上的车辆进行车速引导的速度-时间示意图；

图11为本发明实施例的车速引导装置的第一结构框图；

图12为本发明实施例的车速引导装置的第二结构框图；

图13为本发明实施例的车速引导装置中第一更新子模块的结构框图；

图14为本发明实施例的车速引导装置中第一处理单元的结构框图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及附图进行详细描述。

车速引导过程中，在没有发生车辆换道的情况下，平台正常进行车速引导过程。具体来说，对于进入到车速引导范围内的各车辆会实时向平台上报自身的行驶状态信息，如速度、位置等信息。从而使平台端能够根据各车辆实时上传的车辆行驶状态信息，实时计算出各车辆的建议速度。具体说明如下。

如图2所示，上述车速引导过程包括：

步骤S11：获取车辆行驶状态信息、行车安全限制信息、信号灯相位信息及车速变化限制信息。

步骤S12：根据上述信息，初步确定当前绿灯相位下通过的头车，并计算头车的引导速度。

步骤S13：根据头车的引导速度，依次计算后方车辆能否通过交叉路口，并计算后方车辆的引导速度。

步骤S14：车辆以引导速度行驶，当前绿灯相位下通过交叉路口。

步骤S15：车辆以引导速度减速行驶，作为下一绿灯相位的头车通过交叉路口。

另外，本发明实施例中为进行车速引导，首先要构建车速引导模型，具体包括：

在车速引导过程中，首先使车辆行驶速度变化至优化车速，然后车辆以优化车速行驶并通过交叉路口，因此，车辆通过交叉路口停车线的时刻为：

其中，T_i为i车通过停车线的时刻；T₀为当前时刻；v_i为i车的引导车速，v_i0为i车的初始速度；L_i为i车距停车线的距离；a为车辆的加速度。

如果车辆引导后减速/匀速行驶，则优化车速为：

如果车辆引导后加速行驶，则优化车速为：

其中，t_i为i车由初始位置行驶通过停车线的时间,t_i＝T_i-T₀。

根据车辆经引导后行驶车速的变化趋势不同，将车辆分为3个类型:

(1)必须停车的车辆，其优化车速小于低速阀值v_min：

v_i＜v_min

(2)减速或匀速可不停车通过交叉口的车辆，其优化车速位于低速阈值及初始车速之间：

v_min≤v_i≤v_i0

(3)加速行驶可通过交叉口的车辆，其优化车速位于初始车速及高速阈值v_max之间：

v_i0＜v_i≤v_max

每辆车的延误D_i可表示为其实际通过停车线的时间与其以自由流车速行驶至停车线的时间差：

其中，v_f为i车的自由流速度。

车速引导的目的即降低交叉口的车均延误，故车速引导模型的优化目标函数为：

其中，N为该周围内通过交叉口的车辆数目。

为了实现更多的车辆以最优的引导车速通过交叉口的目的，车速引导模型中需要满足如下的约束条件：

(1)“头车”通过时刻约束。绿灯亮起后，停车线后的“头车”通过时刻应该大于或等于绿灯开始时刻：T₁≥T_g，其中，T_g为绿灯亮起时刻。

(2)“头车”通过时刻停车约束。绿灯亮起后，停车线后的“头车”若停车，则其通过时刻应该大于或等于绿灯开始时刻与启动损失时间之和：T₁≥T_g+t_l，其中，t_l为启动损失时间。

(3)前后车辆通过时刻约束。后车通过停车线的时刻应该大于或等于前车通过停车线的时刻与最小车头时距之和：T_i≥T_i-1+t_s，其中，t_s为最小车头时距。

(4)绿灯结束时刻约束。车辆的通过时刻必须小于或等于绿灯结束时刻：

T_g+t_g≥T_i，其中，t_g为绿灯时间。

(5)通过车辆数约束。1个周期内通过的车辆数应小于或等于处于饱和流状态下的通过量：(S×l×g)/3600≥N，其中，S为交叉口进口道的饱和流率，l为交叉口进口道研究方向的车道数，g为有效绿灯时间。

(6)优化车速约束。模型计算的优化车速应位于低速阈值与高速阈值之间：v_max≥v_i≥v_min。

以上是正常车速引导的过程，即在车速引导范围内的各车辆没有发生换道情况。但是实际上并非总是这种理想情况，实际中，往往可能出现某车辆在行驶过程中，换道到另一车道上的情况。针对这种情况，需要及时检测获知是否有车辆换道，如果有车辆换道，则触发平台重新的车速引导过程。

基于此，本发明的实施例提供了一种车速引导方法及装置，解决了现有车速引导过程在车辆发生换道行驶时，易导致车辆发生碰撞的问题。

第一实施例

如图3所示，该车速引导方法，包括：

步骤11：检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围。

优选地，该实施例中可将车速引导范围定义为距离交叉口500米的范围。

步骤12：若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息，所述行驶状态信息至少包括：车辆的速度及位置信息。

步骤13：根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

本发明实施例的车速引导方法，检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆；若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息；根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，从而有效防止车辆发生碰撞。

第二实施例

如图4所示，该车速引导方法，包括：

步骤111：检测所述目标车辆的方向盘转角是否大于预设角度阈值。

本发明实施例中，车辆上安装的硬件设备可具体包括：高精定位装置，用以对车辆的位置进行精确定位；多种传感装置，比如速度传感器、加速度传感器、转角传感器等，用于检测车辆的实时行驶状态信息；通信模块，用于与平台间的通信，以将车辆的速度、加速度、方向盘转向角等行驶状态信息实时上传至平台。

步骤112：若所述目标车辆的方向盘转角大于所述预设角度阈值，则确定所述目标车辆为所述换道车辆，否则，确定所述目标车辆不是所述换道车辆。

该实施例中，为了降低平台接收过多对车辆换道检测无用的信息，位于车速引导范围内的各车辆，只有在车辆上的转角传感器检测到方向盘转角大于一定角度阈值的时候，才向平台上报该转角信息以及车辆的位置信息。因为对于方向盘转角小于一定角度阈值的情况，很可能是车辆正常在当前车道内行驶时发生的微小转动，并不意味着车辆换道的发生。

步骤12：若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息，所述行驶状态信息至少包括：车辆的速度及位置信息。

步骤13：根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

该实施例中，如图5所示，假设位于车速引导范围内的车1-车5在平台进行正常车速引导的过程中，车4的转角传感器检测到车4的方向盘转角大于一定角度阈值，此时，车4向平台上报车4的位置、速度以及方向盘转角信息。从而，平台在接收到该信息后，知道车4发生了换道行为。

第三实施例

如图6所示，该车速引导方法，包括：

步骤11：检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围。

步骤121：获取所述换道车辆换道前所在的驶出车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第一目标车辆的行驶状态信息,及所述驶出车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第二目标车辆的行驶状态信息。

步骤122：获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息。

步骤13：根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

进一步地，如图7所示，上述步骤122包括：

步骤1221：控制处于车速引导范围内的所述目标车辆开启红外线发送装置和红外线接收装置，使同一车道上的相邻两目标车辆之间通过所述红线发送装置和红外线接收装置建立红外线连接，其中，每个所述目标车辆上都设置有一红外线发送装置和红外线接收装置。

在本发明的具体实施例中，每辆车上都安装有红外线发送装置和红外线接收装置，红外发送装置安装在车辆前部，红外接收装置安装在车辆尾部，当车辆进入车速引导范围内时，控制红外装置启动，前后车之间进行红外线信号的发送和接收，从而使得前后车之间建立红外线连接。由于前后车辆不可能完全对齐，则车辆上安装的红外发送和接收装置均为线性红外发送/接收装置，能够发送或者接收较宽幅度范围内的红外信号，保证前后车辆有一定偏移时也能够建立红外连接。

步骤1222：若检测到相邻两目标车辆之间断开所述开红外线连接，则获取所述相邻两目标车辆的行驶状态信息，并根据所述相邻两目标车辆的行驶状态信息中的位置信息，将所述相邻两目标车辆分别作为所述第三目标车辆和所述第四目标车辆。

在本发明的具体实施例中，具体可通过安装在车辆上的红外信号检测装置来检测红外线的切断与连接，具体的，当前后车间的红外线信号被切断时，红外信号检测装置实时检测该信号切断情况，并将该信号切断信息上传至平台。

另外，如上所述，当平台通过检测方向盘的转角情况来获知车辆是否发送换道行为，但其究竟换道至哪里，即具体的换道至的位置不能确定，平台能够获知上述车4的位置，从而可以确定车4的换道至的位置应该是在当前位置的一定范围内，但是不能精确确定具体的换道至的位置。

车4具体换道至的位置可通过如下方式确定：

假设车4换道插入到了车1和车2之间。由于车1和车2在行驶到车速引导范围内时，已经开启了各自的红外发送、接收装置，这样具有前后相邻关系的车1和车2之间形成了红外连接。在车4换道插入到车1和车2之间时，车1和车2间的红外连接被切断。此时，设置在车1和车2上的红外检测装置能够检测获知他们之间的红外连接被切断，从而车1和车2向平台上报该红外连接被切断的指示信息，该指示信息中携带有各自的位置信息、速度信息等。

基于上述过程，如果平台在某时刻接收到车4的上述上报信息，并在很短时间内接收到与车4上报时的位置相距一定范围内的车1和车2上报的上述指示信息，则平台可以确定车4换道插入到了车1和车2之间，从而实现了车4换道的精确检测。

第四实施例

如图8所示，该车速引导方法，包括：

步骤11：检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围。

步骤121：获取所述换道车辆换道前所在的驶出车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第一目标车辆的行驶状态信息,及所述驶出车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第二目标车辆的行驶状态信息。

步骤122：获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息。

步骤131：根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度，并根据所述第一目标车辆的引导速度更新所 述驶出车道上位于所述第一目标车辆后方的目标车辆的引导速度；

步骤132：根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度，并根据所述第三目标车辆的引导速度更新所述驶入车道上位于所述第三目标车辆后方的目标车辆的引导速度。

具体的，上述步骤131中根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度的步骤包括：

若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度；

若所述第一目标车辆的速度V₁等于当前车道的最高限速值V_max，则使所述第一目标车辆的引导速度保持不变。

进一步地，若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度的步骤包括：

若V₁＜V_max，且V₁>V₂，则使所述第一目标车辆匀速行驶t1时间后，减速至与所述第二目标车辆同速，其中，t1＝L-L_safe+V₂(V₂-V₁)/a-(V₁-V₂)²/2a，L表示所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，a表示目标车辆的加速度，V₂表示所述第二目标车辆的速度；

若V₁＜V_max，且V₁＜V₂，则使所述第一目标车辆加速至与所述第二目标车辆同速或使所述第一目标车辆加速，并在所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

若V₁＜V_max，且V₁＝V₂，则使所述第一目标车辆加速行驶t1时间后，减速行驶t2时间，其中，所述第一目标车辆和所述第二目标车辆在所述t1和t2时间内行驶的距离差为两者之间的安全距离。

具体的，上述步骤132中，根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度的步骤包括：

根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶 状态信息，判断所述换道车辆是否会与所述第三目标车辆或所述第四目标车辆发送碰撞，得出一判断结果；

若所述判断结果为是，则根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，并根据初步引导处理后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度；

若所述判断结果为否，则根据当前时刻所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度。

进一步地，上述根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，包括：

若V_m≤V₄，且V₃≥V_m，则使所述第三目标车辆减速行驶t3时间，其中，t3＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V_m)，L₁表示所述第三目标车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L₂表示所述换道车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，V₃表示所述第三目标车辆的速度，V₄表示所述第四目标车辆的速度，V_m所述换道车辆换道后的速度；

若V_m≤V₄，V₃＜V_m，且当前时刻所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离大于安全距离，则使所述第三目标车辆加速至与所述换道车辆同速或使所述第三目标车辆加速，并在所述第三目标车辆与所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

若V_m＞V₄，V₃＜V₄且两者之间的距离大于安全距离，则使所述换道车辆减速行驶t4时间，并使所述第三目标车辆加速至与所述目标车辆同速或使所述第三目标车辆加速，且在所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速，其中，t4＜2*(L₁-S_m)/(V_m-V₄)，S_m为所述换道车辆在所述t4时间内行驶的距离；

若V_m＞V₄，V₃≥V₄，则使所述换道车辆减速行驶所述t4时间，并使所述第三目标车辆减速行驶t5时间，其中，t5＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V₄)。

下面具体说明上述换道后的车速引导过程。

1)对于驶出车道，由于有车辆的驶出，驶出车辆的前后车辆之间的距离变大，该前后车辆此时以之前的引导速度行驶不会引起前后车辆的碰撞，平台需要根据车辆驶出后剩余车辆的状态重新计算引导速度，令驶出车辆后方的车辆加速，保障更多车辆通过交叉口。

假设驶出的车辆为M，其前后两辆车分别为车辆A和车辆B，M驶出前A、B两车的速度分别是V_a和V_b，两车之间的距离为L，车辆的加速度值为a，道路最高限速为V_max。根据V_b的大小判断给B车何种引导速度。

(1)如果V_b＝V_max，说明B车已经以道路最高限速行驶，无需继续加速，保持现有行驶状态即可。

(2)如果V_b<V_max，则首先比较A、B两车之间速度大小。

①如果V_b>V_a，则B车可以先以当前速度行驶一段时间，再逐渐减速至与A车相同速度，两车之间保持安全距离，两车之间的行驶速度-时间曲线如图9所示。

假设B车匀速行驶了时间t1,然后B车以加速度a减速至V_a，所需的时间t2。假设A、B两车达到相同速度时需要保持的安全距离为L_safe，那么由图9可知，A车在(t1+t2)时间内行驶过的距离LA＝V_a*(t1+t2)，B车行驶过的距离为LB＝V_b*t1+1/2(V_b-V_a)*t2，同时可知t2＝(V_a-V_b)/a，那么可以解出：

t1＝L-L_safe+V_a(V_a-V_b)/a-(V_b-V_a)2/2a

即可提醒B车先匀速行驶t1时间，再减速至与A车相同速度，可以保证A、B两车不相撞，同时提高运行速度。

②如果V_b<V_a，那么B车可以直接加速，加速到与A车同速，或者当两车之间的距离达到L_safe时停止加速。

③V_b＝V_a，则使B车加速行驶ta时间后，减速行驶tb时间，其中，B车和A车在ta和tb时间内行驶的距离差为两者之间的安全距离。

计算出对B车的引导速度后，即可将B车作为新的车速引导的头车，对其后方的车辆计算新的引导速度。

2)对于驶入车道，由于车辆的驶入，使得驶入车辆的前后车辆之间的距离变小，车辆如果继续以引导速度行驶，可能会引起前后车辆的碰撞。那么当检测到有车辆驶入到某车道时，首先依据驶入车辆的行驶状态及其后方车辆的状 态，判断驶入车辆后方的其他车辆是否需要减速，或者驶入车辆是否需要立即加速，保证换道过程中不会发生碰撞，同时车辆之间保持安全距离。根据判断结果对驶入车辆和后方车辆进行初步引导。初步引导一定时间之后，保证换道车辆与后车不发生碰撞，当车辆达到初步引导的速度时，对驶入车道中的车辆进行重新车速引导，使驶入车辆的后方车辆适当加速，保证更多车辆通过交叉口。

综上所述，对于驶入车道来说，共有两个引导过程，初步引导过程和重新车速引导过程。初步引导过程是为了在驶入车辆驶入到驶入车道后的短时间内，防止车辆间发生碰撞。重新车速引导过程是在初步引导过程之后，对驶入车道内驶入车辆后方的各车辆进行重新车速引导，以满足更多车辆通过交叉口。

如果车辆M为驶入车辆，驶入车道前后的两辆车分别为车辆C和车辆D，车辆速度分别为V_c和V_d，车辆M驶入该车道后的速度为V_m，车辆C、D之间的距离为L1，M车驶入时距离C车之间的距离为L2。首先需要保证M与C车不相撞，D车与M车不相撞。

(1)如果V_m≤V_c，则M和C车之间不会发生碰撞，只需考虑M和D之间的距离和速度关系：

①如果V_d≥V_m，则D车以当前速度继续行驶会与M车发生碰撞，必须减速至与M车同速且两车之间保持安全距离L_safe，两车之间的运动过程见图10。

当D车运动速度减少至与M车相同速度时，M车运动的距离为Sm＝V_m*t，D车运动的距离为Sd＝V_m*td+1/2(V_d-V_m)*td，此时两之间的距离满足Sm+(L1+L2)-Sd>L_safe，将Sd和Sm代入即可得到，D车速度减小至与M车同速所需时间td满足td<2*(L1-L2-L_safe)/(V_d-V_m)。

②如果V_d<V_m，那么判断D车和M车之间的距离大小，如果D和M之间的距离大于安全距离L_safe，那么D车可以适当加速至与M车同速，或者使两车之间的距离等于L_safe。

(2)如果V_m>V_c，那么M车必须减速至与C车同速且两车之间保持安全距离L_safe，那么M需要在时间tm内速度减小到V_c，则时间tm满足tm<2*(L1-S)/(V_m-V_c)。

M车速度逐渐减至V_c，判断M和D是否发生碰撞，即比较V_d和V_c的大小:

①如果V_d<V_c，D车无需减速，如果D和M之间的距离大于L_safe，则D车可以适当加速至V_c或者加速至两车之间的距离等于L_safe；

②如果V_d≥V_c，则D车需要减速至与M同速，且两车之间保持安全距离L_safe，D车需要在时间td’内速度减小至与M车同速，时间td’满足td’＜2*(L1-L2-L_safe)/(V_d-V_c)。

对于驶入车道，计算过程中D车可能需要减速，由于在最初的车速引导过程中已经考虑到了前车制动的情况，所以D车后方车辆无需继续减速。当D车和M车速度稳定后，则可以以M车为车速引导的新的头车，基于此对其后方车辆重新计算新的引导速度。

本发明实施例的车速引导方法，考虑到实际车速引导过程中可能会发生车辆换道的情况，通过红外连接切断检测和方向盘转角检测实现了精确的车辆换道检测，从而，在存在换道车辆时，通过对换道车辆换道前后所在车道进行重新的车速引导，在保证交叉口通信效率的同时，也避免换道引起车辆碰撞的发生。

第五实施例

如图11所示，本发明还提供了一种车速引导装置，包括：

检测模块01，用于检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆，所述车速引导范围为距离交叉路口预设距离的范围；

获取模块02，用于若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息，所述行驶状态信息至少包括：车辆的速度及位置信息；

更新模块03，用于根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，所述引导速度为所述目标车辆通过所述交叉路口时信号灯相位为绿灯的速度。

进一步地，如图12所示，所述检测模块01包括：

检测单元011，用于检测所述目标车辆的方向盘转角是否大于预设角度阈值；

确定单元012，用于若所述目标车辆的方向盘转角大于所述预设角度阈值，则确定所述目标车辆为所述换道车辆，否则，确定所述目标车辆不是所述换道车辆。

进一步地，如图12所示，所述获取模块02包括：

第一获取子模块021，用于获取所述换道车辆换道前所在的驶出车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第一目标车辆的行驶状态信息,及所述驶出车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第二目标车辆的行驶状态信息；

第二获取子模块022，用于获取所述换道车辆换道前所在的驶入车道上、与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆后方的第三目标车辆的行驶状态信息,及所述驶入车道上与所述换道车辆相邻且位于所述换道车辆前方的第四目标车辆的行驶状态信息。

进一步地，所述第二获取子模块022包括：

控制单元0221，用于控制处于车速引导范围内的所述目标车辆开启红外线发送装置和红外线接收装置，使同一车道上的相邻两目标车辆之间通过所述红线发送装置和红外线接收装置建立红外线连接，其中，每个所述目标车辆上都设置有一红外线发送装置和红外线接收装置；

获取单元0222，用于若检测到相邻两目标车辆之间断开所述开红外线连接，则获取所述相邻两目标车辆的行驶状态信息，并根据所述相邻两目标车辆的行驶状态信息中的位置信息，将所述相邻两目标车辆分别作为所述第三目标车辆和所述第四目标车辆。

进一步地，如图12所示，所述更新模块03包括：

第一更新子模块031，用于根据所述第一目标车辆及所述第二目标车辆的行驶状态信息，更新所述第一目标车辆的引导速度，并根据所述第一目标车辆的引导速度更新所述驶出车道上位于所述第一目标车辆后方的目标车辆的引导速度；

第二更新子模块032，用于根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度，并根据所述第三目标车辆的引导速度更新所述驶入车道上位于所述第三目标车辆后方的目标车辆的引导速度。

进一步地，如图13所示，所述第一更新子模块031包括：

第一更新单元0311，用于若所述第一目标车辆的速度V₁小于当前车道的最 高限速值V_max，则根据所述第一目标车辆的速度及所述第二目标车辆的速度，更新所述第一目标车辆的引导速度；

第二更新单元0312，用于若所述第一目标车辆的速度V₁等于当前车道的最高限速值V_max，则使所述第一目标车辆的引导速度保持不变。

进一步地，如图13所示，所述第一更新单元0311包括：

第一更新子单元03111，用于若V₁＜V_max，且V₁>V₂，则使所述第一目标车辆匀速行驶t1时间后，减速至与所述第二目标车辆同速，其中，t1＝L-L_safe+V₂(V₂-V₁)/a-(V₁-V₂)²/2a，L表示所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，a表示目标车辆的加速度，V₂表示所述第二目标车辆的速度；

第二更新子单元03112，用于若V₁＜V_max，且V₁＜V₂，则使所述第一目标车辆加速至与所述第二目标车辆同速或使所述第一目标车辆加速，并在所述第一目标车辆与所述第二目标车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

第三更新子单元03113，用于若V₁＜V_max，且V₁＝V₂，则使所述第一目标车辆加速行驶t1时间后，减速行驶t2时间，其中，所述第一目标车辆和所述第二目标车辆在所述t1和t2时间内行驶的距离差为两者之间的安全距离。

进一步地，如图13所示，所述第二更新单元0312包括：

判断单元03121，用于根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，判断所述换道车辆是否会与所述第三目标车辆或所述第四目标车辆发送碰撞，得出一判断结果；

第一处理单元03122，用于若所述判断结果为是，则根据所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，对所述第三目标车辆和所述第四目标车辆进行的行驶状态信息进行初步引导处理，并根据初步引导处理后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度；

第二处理单元03123，用于若所述判断结果为否，则根据当前时刻所述第三目标车辆、所述第四目标车辆及所述换道车辆换道后的行驶状态信息，更新所述换道车辆及所述第三目标车辆的引导速度。

进一步地，如图14所示，所述第一处理单元03122包括：

第四更新子单元031221，用于若V_m≤V₄，且V₃≥V_m，则使所述第三目标 车辆减速行驶t3时间，其中，t3＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V_m)，L₁表示所述第三目标车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L₂表示所述换道车辆和所述第四目标车辆之间的距离，L_safe表示两目标车辆之间的安全距离，V₃表示所述第三目标车辆的速度，V₄表示所述第四目标车辆的速度，V_m所述换道车辆换道后的速度；

第五更新子单元031222，用于若V_m≤V₄，V₃＜V_m，且当前时刻所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离大于安全距离，则使所述第三目标车辆加速至与所述换道车辆同速或使所述第三目标车辆加速，并在所述第三目标车辆与所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速；

第六更新子单元031223，用于若V_m＞V₄，V₃＜V₄且两者之间的距离大于安全距离，则使所述换道车辆减速行驶t4时间，并使所述第三目标车辆加速至与所述目标车辆同速或使所述第三目标车辆加速，且在所述第三目标车辆和所述换道车辆之间的距离为安全距离时停止加速，其中，t4＜2*(L₁-S_m)/(V_m-V₄)，S_m为所述换道车辆在所述t4时间内行驶的距离；

第七更新子单元031224，用于若V_m＞V₄，V₃≥V₄，则使所述换道车辆减速行驶所述t4时间，并使所述第三目标车辆减速行驶t5时间，其中，t5＜2*(L₁-L₂-L_safe)/(V₃-V₄)。

需要说明的是，该装置是与上述方法实施例对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

本发明实施例的车速引导方法及装置，检测处于车速引导范围内的目标车辆中是否存在换道行驶的换道车辆；若所述目标车辆中存在所述换道车辆，则获取所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的行驶状态信息；根据所述行驶状态信息，更新所述换道车辆换道前及换道后所在车道上的目标车辆的引导速度，从而有效防止车辆发生碰撞。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。