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申请/专利权人：青岛理工大学

摘要：本发明公开基于车辆风险场和均衡博弈的道路通行控制系统和方法，属于交通控制技术领域，用于道路通行控制，系统包括视云融合检测模块、系统主体硬件模块、系统控制算法模块、系统交互通信模块；方法包括建立叠加风险势场和速度风险势场，对多目标风险势进行纵横二维量化，获得基于道路风险场非线性通行权激活函数，进行道路通行控制。本发明更具有动态性和全局性，在保证通行效率的同时，合流车辆的加速度稳定性和航向角稳定性具有较大提升，保证车辆的合流安全。

主权项：1.基于车辆风险场和均衡博弈的道路通行控制系统，其特征在于，包括视云融合检测模块、系统主体硬件模块、系统控制算法模块、系统交互通信模块；视云融合检测模块采用视云融合检测方法获取交通状况信息，采用激光扫描仪获取车辆行人的点云信息，采用雷视一体机获取周遭交通环境的视频信息与雷达数据；系统主体硬件模块采用内镶嵌式构造，系统外壳采用碳素钢，内衬PVC层与橡胶层作为缓冲层，内置螺旋电机作为主体骨架，采用stm32单片机作为控制单元，设定上下限位开关控制上升幅度，系统内部空间搭载两架雷视一体机以及一个激光扫描仪；系统控制算法模块采用风险势博弈方法，基于分子力场理论方法建立交通系统行为风险场，非线性加权组合风险势场，对组合风险场沿道路方向进行纵横二维划分，确定道路风险势，在风险势的势井、势峰位置进行通行权变换达到优化道路通行的目的；系统交互通信模块利用GNSS-IMU融合定位方法对周围车辆准确定位，获取车辆自身的运动状态信息，计算定位车辆的实时状态，分析车辆运行状态，构建实时的虚拟路况地图，搭建车车、车人、车与环境之间的信息交互桥梁，达到优化道路通行权的效果；基于车辆风险场和均衡博弈的道路通行控制方法，使用所述的基于车辆风险场和均衡博弈的道路通行控制系统，包括：S1建立由车辆风险势场、道路边界风险势场、道路车道线势场、非对称行人势场和道路障碍物风险势场组成的叠加风险势场，车辆在场中运行的结果是各类风险势场的相互作用力叠加的结果，建立笛卡尔坐标系，对势场进行纵横二维分析；由、、、、组成叠加风险势场： ；S2在叠加风险势场和速度风险势场基础上，对多目标风险势进行纵横二维量化；S3基于S1和S2的结果，获得基于道路风险场非线性通行权激活函数，进行道路通行控制；S3包括，设立设备激活函数为： ；式中，、为合并车道车辆风险势，合并车道车辆风险势按照S2的过程计算，，为交汇点处与道路方向夹角；标定启动阈值，对应激活函数值为，设定时间区间，当激活函数值在时间区间内均大于时，表明此时道路处于拥堵风险高区间，系统主体硬件模块启动；启动后系统主体硬件模块通过视云融合获取合并道路的道路方向风险势，量化道路风险势场，选取风险势相对高路段放行，放行后再次判断双方当前风险势，选取风险势高路段给予通行权；设立通行权激活函数： ；式中，为排队车辆数，为第一合并车道的沿车道方向风险势，为第二合并车道的沿车道方向风险势，为第一合并车道排队车辆沿车道方向风险势，为第二合并车道排队车辆沿车道方向风险势；比较合并车道的通行权激活函数，选取函数数值高的路段通行： ；选取通行权切换决策后，判断道路纵向风险收益： ；；；式中，为车辆当前决策后所受作用纵向作用势，为作用势对距离的高阶参数，为车辆当前所受作用纵向作用势，为道路纵向作用势，是指数参数；若大于0，则合并双方此时不存在冲突风险，即调整放行。

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