1.一种考虑车辆类型及平面交叉口延误的GPS导航路径优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,选择车型,车型包括大客车、小客车以及货车;
步骤二,选择导航的起点与终点,车载GPS提供从起点到终点的所有可选路径L1,L2,L3,…,Lm;
步骤三,分别计算通过路径L1,L2,L3,…,Lm所需的时间T1,T2,T3,…,Tm,具体过程包括:步骤3-1,将路径Li(i=1,2,...,m)分成相连的直线路段l1,l2,l3,…,lx(x≥1),按照从起点到终点的先后顺序标记途中经过的交叉口c1,c2,c3,…,cy(y≥0);
步骤3-2,计算车辆通过直线路段所需的时间上式中, 为车辆通过路段l1,l2,l3,…,lx(x≥1)所需的时间;
步骤3-3,计算车辆通过路径Li上的所有交叉口所需的时间上式中, 为车辆通过交叉口c1,c2,c3,…,cy(y≥0)所需的时间;计算车辆通过某一交叉口ci(i=1,2,...,y)所需的时间 的具体计算步骤如下:(1)判断交叉口ci是否为信号灯控制的交叉口;
(2)若交叉口ci为无信号灯控制的交叉口,不同车型的车辆原地起步加速度a和起动延误时间tq各不相同,则车辆通过交叉口ci所用时间为:上式中,s为车辆通过交叉口ci时经过的路程,a为车辆原地起步加速度,tq为起动延误时间;
(3)若交叉口ci为信号灯控制的交叉口,车辆到达交叉口时,车辆要去方向上的信号灯周期以及红灯、绿灯、黄灯时长分别为C、tR、tG、tY,则车辆到达交叉口时信号灯为绿灯或黄灯的概率p1为:此时车辆以在进入交叉口前的路段上行驶速度 匀速通过交叉口,通过时间 为车辆到达交叉口时对应方向的信号灯为红灯的概率p2为 此时车辆先停在停车线前,绿灯亮时,再原地起步匀加速通过交叉口,通过时间 为:上式中,tw为车辆停车等待的时间,停车等待的时间tw服从(0,tR)内的均匀分布,即tw~U(0,tR);根据均匀分布的特征,停车等待时间tw为 因此,车辆通过交叉口ci所用的时间为:步骤3-4,计算车辆通过路径Li所需的时间Ti(i=1,2,...,m)为:步骤四,比较T1,T2,T3,…,Tm,找出最短时间Tmin,最短时间对应的路径即为最佳的路径。
2.如权利要求1所述的考虑车辆类型及平面交叉口延误的GPS导航路径优化方法,其特征在于,所述的步骤3-3的具体过程包括:步骤3-3-1,判断交叉口ci是否为信号灯控制的交叉口,若ci为无信号控制的交叉口,则执行步骤3-3-2,否则执行步骤3-3-3;
步骤3-3-2,判断交叉口类型,并计算车辆在不同情况下经过交叉路口的时间;
①若交叉口ci为十字型交叉口,则:
情况一,车辆直行通过交叉口所需的时间 为:上式中,a为车辆起步加速度,tq为车辆起步延误时间,sAE为车辆直行通过交叉口时通过的路程;
情况二,车辆左转通过交叉口所需的时间 为:上式中,d为单向车道的宽度,R为十字型交叉路口的车辆最小转弯半径;
情况三,车辆右转通过交叉口所需的时间 为:②若交叉口ci为T字型交叉口,则:
情况一,当车辆从南向驶来准备向东、西向转弯时:向西向转弯时通过交叉口所需时间 为:
上式中,tq为车辆起步延误时间,a为车辆起步加速度,d为单向车道的宽度,R为T字型交叉口的车辆最小转弯半径;
向东向转弯时通过交叉口所需时间 为:
情况二,当车辆从西向驶来准备直行向东或向南转弯时:直行通过交叉口的时间为:
向南转弯通过交叉口的时间为:
情况三,当车辆从东向驶来准备直行向西或向南转弯时:直行通过交叉口的时间为:
向南转弯通过交叉口的时间为:
③若交叉口ci为环形交叉口,则车辆通过交叉口的时间为:上式中,RC为为环形交叉口内圈的半径,n为与环形交叉口相接的车道的数量,d为单向车道的宽度, 为车辆进入环岛前的路段上的限速;
步骤3-3-3,判断被信号灯控制的交叉口的类型,并计算车辆在不同情况下经过交叉口的时间:①若交叉口ci为十字型交叉口,则:
情况一,车辆直行通过交叉口所需的时间 为:上式中,a为车辆起步加速度,tq为车辆起步延误时间,d为单向车道的宽度,R为十字型交叉路口的车辆最小转弯半径, 为车辆在进入交叉口前的路段上行驶时的限速,为南北方向信号灯的红灯、绿灯、黄灯持续时长,C1为南北方向信号灯周期;
情况二,车辆左转通过交叉口所需的时间 为:上式中, 分别为东西方向信号灯的红灯、绿灯、黄灯持续时长,C2为东西方向信号灯周期;
情况三,车辆右转通过交叉口所需的时间 为:②若交叉口ci为T字型交叉口,则:
情况一,当车辆从南向驶来准备向东、西向转弯时:向西向转弯时通过交叉口所需时间 为:
上式中,tq为车辆起步延误时间,a为车辆起步加速度,d为单向车道的宽度,R为T字型交叉口的车辆最小转弯半径;C3、 分别为东西方向信号灯周期及红灯、绿灯、黄灯时长; 为车辆在进入交叉口前的路段上行驶时的限速;
向东向转弯时通过交叉口所需时间 为:
情况二,当车辆从西向驶来准备直行向东或向南转弯时:直行通过交叉口的时间为:
向南转弯通过交叉口的时间为:
情况三,当车辆从东向驶来准备直行向西或向南转弯时:直行通过交叉口的时间为:
向南转弯通过交叉口的时间为:
3.如权利要求1所述的考虑车辆类型及平面交叉口延误的GPS导航路径优化方法,其特征在于,所述的步骤3-1中,对路径进行分段的原则为:在城市道路路段中,基于城市道路网络拓扑结构,以交叉口为节点对路径进行分段;在非城市道路路段中,根据道路限速的不同对路径进行分段。