一种面向高速公路的自动驾驶专用道及设置方法

1.本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种面向高速公路的自动驾驶专用道及设置方法。


背景技术：

2.随着通信技术、互联网产业、计算机技术等近些年的飞速发展和重要突破，智能网联车辆(connected and autonomous vehicle，cav)和车路协同自动驾驶技术也迎来了新的发展和契机。自动驾驶技术，因其对交通运输的重要意义，引起了越来越多的国家、企业和民众的关注，成为当下社会广泛关注和讨论的热点话题。智能网联车辆和车路协同自动驾驶技术的逐步实现可以提高道路交通运输的效率和安全，使其更加便捷、更加环保、更加智能。然而，智能网联车辆和车路协同自动驾驶技术由于其学科的交叉性、交通的随机性等，其发展必将需要一个比较漫长的过程。目前，自动驾驶技术正处于并将长期处于发展的初级阶段，由于技术条件和人们经济条件的限制，自动驾驶车辆的市场渗透率将会长期处于一个较低的水平。低渗透率的自动驾驶车辆对于交通系统效率和安全的提升作用并不明显，甚至有时还会使其降低。设置自动驾驶专用车道可以有效地解决这个问题，提高低渗透率时的交通效率和安全。而高速公路作为交通运输的动脉，非常适合设置自动驾驶专用车道。基于这样的背景，面向高速公路环境的自动驾驶专用道设置方法的研究是十分必要的，可以为车路协同自动驾驶技术发展初期自动驾驶专用道在高速公路上的布设提供理论基础。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种面向高速公路的自动驾驶专用道及设置方法，为车路协同自动驾驶技术发展初期自动驾驶专用道在高速公路上的布设提供理论基础。
4.技术方案：
5.一种面向高速公路的自动驾驶专用道，包括智能路侧单元和高清摄像机；所述智能路侧单元包括交通数据传输存储设备、边缘计算平台和交通设备接口；交通数据传输存储设备与自动驾驶车辆配备的车载单元进行通信，实现相关交通信息的传输与存储；边缘计算平台将高清摄像机的图像信息进行处理，对图像中的车辆进行编号，将车辆位置与交通数据传输存储设备中的自动驾驶车辆位置进行比对，对自动驾驶车辆进行标记，并将车辆信息传输至交警部门；高清摄像机识别车辆交通行为是否合规，并将数据通过交通设备接口传输给智能路侧单元。
6.进一步，所述高速公路根据设置位置、隔离形式、匝道区域设计和收费政策的不同，在单向多车道高速公路上布设相应的自动驾驶专用道，并根据不同的自动驾驶专用道，对自动驾驶车辆和普通常规车辆的行为特征进行设置。
7.进一步，根据自动驾驶专用道的车道位置的划分，将自动驾驶专用道分为三类，分
别为设置于路段内侧的自动驾驶专用道、设置于路段外侧的自动驾驶专用道和设置于路段中间的自动驾驶专用道；根据位置的划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：
8.当自动驾驶专用道设置于路段内侧时，自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶入自动驾驶专用车道；普通常规车辆驶入除自动驾驶专用车道外的其他车道；
9.当自动驾驶专用道设置于路段外侧时，普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶出专用车道；自动驾驶车辆不需要换道直接行驶于自动驾驶专用道；
10.当自动驾驶专用道设置于路段中间时，自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶入专用车道；普通常规车辆在除自动驾驶专用道以外的普通车道自由选择车道行驶。
11.进一步，根据自动驾驶专用道和普通车道之间隔离形式的划分，将自动驾驶专用道分为三类，分别为完全隔离的自动驾驶专用道、半隔离的自动驾驶专用道和借道隔离的自动驾驶专用道；根据隔离形式的划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：
12.当自动驾驶专用道和普通车道完全隔离时，自动驾驶车辆只能行驶于专用道，普通常规车辆只能行驶于普通车道；
13.当自动驾驶专用道和普通车道半隔离时，自动驾驶车辆能在专用道内行驶或在普通车道行驶，普通常规车辆只能行驶于普通车道；
14.当自动驾驶专用道和普通车道借道隔离时，自动驾驶车辆只能行驶于专用道，普通常规车辆主要行驶于普通车道，或短暂借用专用道进行超车或者换道操作。
15.进一步，根据收费政策，将自动驾驶专用道分为两类，分别为免费行驶的专用道、部分收费行驶的专用道；根据收费政策的划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：
16.当自动驾驶专用道为免费政策时，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，普通常规车辆无法在自动驾驶专用道上行驶；
17.当自动驾驶专用道为部分收费政策时，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，普通常规车辆能在自动驾驶专用道上行驶。
18.进一步，自动驾驶专用道靠近匝道区域都设有入口匝道缓冲区和出口匝道缓冲区，当缓冲区置于入口匝道下游时，为入口匝道缓冲区；当缓冲区置于出口匝道上游时，为出口匝道缓冲区。
19.一种高速公路自动驾驶专用道的设置方法，当自动驾驶车辆行驶于入口匝道缓冲区或者出口匝道缓冲区时，需要执行换道操作，具体执行步骤如下：
20.s1，自动驾驶车辆车载单元与交通数据传输存储设备进行通信，传输车辆的位置信息和状态信息；通过智能路侧单元，将高清摄像机拍摄并传回的实时图像信息进行处理，并判断自动驾驶车辆是否处于入口匝道缓冲区；若处于入口匝道缓冲区，执行步骤s2；否则，执行步骤s4；
21.s2，若自动驾驶车辆处于入口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通
过交通设备接口传输至智能路侧单元，并通过边缘计算平台确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，结合自动驾驶专用道设置位置和隔离形式的信息，判断前方车道是否允许自动驾驶车辆行驶，将判断结果由交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若前方车道允许自动驾驶车辆行驶，则换道流程结束；若不允许，则执行步骤s3；
22.s3，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断自动驾驶车辆与前后车辆的间距是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信；若满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向左换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向左换道决策；执行步骤s2；
23.s4，若自动驾驶车辆处于出口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，边缘计算平台判断自动驾驶车辆当前是否处于最外侧车道，将结果由智能路侧单元的交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若处于最外侧车道，则换道流程结束；若不处于最外侧车道，则执行步骤s5；
24.s5，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断当前环境是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信，若满足换道间隙要求则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向右换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向右换道决策；执行步骤s4；
25.本发明与现有技术相比，其显著效果如下：本发明提供的一种面向高速公路的自动驾驶专用道及设置方法，从设置位置、隔离形式、匝道区域设计、收费政策等角度，详细阐述高速公路自动驾驶专用车道的设置方案，并分析自动驾驶车辆和普通常规车辆在各设置方案下的行为特征，为车路协同自动驾驶技术发展初期自动驾驶专用道在高速公路上的布设提供理论基础。
附图说明
26.图1为自动驾驶专用道配套设施示意图；
27.图2为自动驾驶车辆缓冲区换道策略流程图；
28.图3为自动驾驶专用道设置于内侧车道的单向四车道高速公路示意图；
29.图4为自动驾驶专用道设置于外侧车道的单向四车道高速公路示意图；
30.图5为自动驾驶专用道设置于中间车道(第二车道)的单向四车道高速公路示意图；
31.图6为自动驾驶专用道设置于中间车道(第三车道)的单向四车道高速公路示意图；
32.图7为隔离形式为完全隔离的单向四车道高速公路示意图；
33.图8为隔离形式为半隔离的单向四车道高速公路示意图；
34.图9为隔离形式为借道隔离、普通常规车辆借道超车的单向四车道高速公路示意
图；
35.图10为隔离形式为借道隔离、普通常规车辆借道换道的单向四车道高速公路示意图；
36.图11为设置缓冲区的单向四车道高速公路入口匝道区域示意图；
37.图12为设置缓冲区的单向四车道高速公路出口匝道区域示意图；
38.图13为收费政策为免费政策的单向四车道高速公路示意图；
39.图14为收费政策为部分收费政策的单向四车道高速公路示意图。
具体实施方式
40.下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
41.如图1所示为自动驾驶专用道配套设施示意图，自动驾驶专用道配备智能路侧单元和高清摄像机。智能路侧单元包括交通数据传输存储设备、边缘计算平台和交通设备接口。交通数据传输存储设备可与自动驾驶车辆配备的车载单元进行通信，实现相关交通信息的传输与存储，自动驾驶车辆通过车载单元将自身车辆信息传输至智能路侧单元。边缘计算平台可以针对局部交通问题进行边缘计算，对于路网进行动态规划分配。交通设备接口可以与高清摄像机进行连接，传输相关数据。高清摄像机的主要作用为识别车辆交通行为是否合规，并将数据传输至智能路侧单元。高清摄像机将图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台将高清摄像机的图像信息进行处理，对图像中的车辆进行编号，将车辆位置与交通数据传输存储设备中的自动驾驶车辆位置进行比对，对完全隔离和半隔离策略下行驶于自动驾驶专用道的普通常规车辆、借道隔离策略下超时行驶于自动驾驶专用道的普通常规车辆、完全隔离和借道隔离策略下行驶于普通车道的自动驾驶车辆进行标记，并将车辆信息传输至交警部门。
42.如图2所示为自动驾驶车辆缓冲区换道策略流程图，当自动驾驶车辆行驶于入口匝道缓冲区或者出口匝道缓冲区时，需要执行换道操作，具体执行步骤如下：
43.s1，自动驾驶车辆车载单元与智能路侧单元的交通数据传输存储设备进行通信，传输车辆的位置信息和状态信息；通过智能路侧单元，将高清摄像机拍摄并传回的实时图像信息进行处理，并判断自动驾驶车辆是否处于入口匝道缓冲区；若处于入口匝道缓冲区，执行步骤s2；否则，执行步骤s4。
44.s2，若自动驾驶车辆处于入口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，并通过边缘计算平台确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，结合自动驾驶专用道设置位置和隔离形式的信息，判断前方车道是否允许自动驾驶车辆行驶，将判断结果由交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若前方车道允许自动驾驶车辆行驶，则换道流程结束；若不允许，则执行步骤s3。
45.s3，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断自动驾驶车辆与前后车辆的间距是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信；若满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向左换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向左换道决策；执行步骤s2。
46.s4，若自动驾驶车辆处于出口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，边缘计算平台判断自动驾驶车辆当前是否处于最外侧车道，将结果由智能路侧单元的交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若处于最外侧车道，则换道流程结束；若不处于最外侧车道，则执行步骤s5。
47.s5，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断当前环境是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信，若满足换道间隙要求则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向右换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向右换道决策；执行步骤s4。
48.如图3所示为自动驾驶专用道设置于内侧车道的单向四车道高速公路示意图，自动驾驶专用车道设置于高速公路基本路段的内侧车道，即第一车道，靠近于中央分隔带。自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路后，使用上述自动驾驶车辆换道流程尽快向左换道驶入专用车道，需要进行三次换道操作才能从最外侧车道驶入专用道；同样，当自动驾驶车辆即将从出口匝道驶出高速公路时，应使用自动驾驶车辆换道流程尽快向右进行三次换道操作以驶出专用车道进入最外侧车道。普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路后，在除自动驾驶专用道以外的普通车道，即第二、三、四车道中由人类驾驶员自由选择车道行驶。
49.如图4所示为自动驾驶专用道设置于外侧车道的单向四车道高速公路示意图，自动驾驶专用车道设置于高速公路基本路段的外侧车道，即第四车道，远离中央分隔带。自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路后，不需要换道，行驶一段距离后，直接进入自动驾驶专用道；即将从出口匝道驶出高速公路时，可以直接从外侧车道驶出，不需要进行额外的换道操作。普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路后，应在满足换道条件的环境下由人类驾驶员尽快向左换道驶出第四车道，在第一、二、三车道中自由选择车道行驶；即将从出口匝道驶出高速公路时，在满足换道条件的环境下由人类驾驶员从所在车道换道驶出高速公路。
50.如图5所示为自动驾驶专用道设置于中间车道(第二车道)的单向四车道高速公路示意图，自动驾驶专用车道设置于高速公路基本路段的第二车道。自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路后，应使用自动驾驶车辆换道流程尽快向左换道驶入专用车道，需要进行两次换道操作从最外侧车道驶入专用道；同样，当自动驾驶车辆即将从出口匝道驶出高速公路时，应使用自动驾驶车辆换道流程尽快向右进行两次换道操作以驶出专用车道进入最外侧车道。普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路后，在除自动驾驶专用道以外的普通车道，即第一、三、四车道中由人类驾驶员自由选择车道行驶；即将从出口匝道驶出高速公路时，在满足换道条件的环境下由人类驾驶员从所在车道换道驶出高速公路。
51.如图6所示为自动驾驶专用道设置于中间车道(第三车道)的单向四车道高速公路示意图，自动驾驶专用车道设置于高速公路基本路段的第三车道。自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路后，应使用自动驾驶车辆换道流程尽快向左换道驶入专用车道；同样，当自动驾驶车辆即将从出口匝道驶出高速公路时，应使用自动驾驶车辆换道流程尽快向右进行换道操作以驶出专用车道进入最外侧车道。普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路后，在除自动驾驶专用道以外的普通车道，即第一、二、四车道中由人类驾驶员自由选择车道行
驶；即将从出口匝道驶出高速公路时，在满足换道条件的环境下由人类驾驶员从所在车道换道驶出高速公路。
52.如图7所示为隔离形式为完全隔离的单向四车道高速公路示意图，在布设自动驾驶专用道的高速公路基本路段范围内，自动驾驶专用道和普通车道之间存在完全隔离，两种类型的车辆均不允许跨越不同类型的车道进行换道操作。自动驾驶车辆只能行驶于专用道，不能行驶于普通车道，普通常规车辆只能行驶于普通车道，不能行驶于自动驾驶专用道。
53.如图8所示为隔离形式为半隔离的单向四车道高速公路示意图，在布设自动驾驶专用道的高速公路的基本路段范围内，自动驾驶专用道和普通车道之间存在半隔离，自动驾驶车辆可以在专用道内行驶，也可以在普通车道行驶，普通常规车辆只能行驶于普通车道，不能行驶于自动驾驶专用道。
54.如图9所示为隔离形式为借道隔离、普通常规车辆借道超车的单向四车道高速公路示意图，在布设自动驾驶专用道的高速公路的基本路段范围内，自动驾驶车辆不可以从自动驾驶专用道换道进入普通车道，而普通常规车辆可以跨越不同类型的车道进行换道操作并短暂停留于自动驾驶专用道。自动驾驶车辆只能行驶于自动驾驶专用道，不能行驶于普通车道，普通常规车辆主要行驶于普通车道，但可以短暂借用自动驾驶专用道进行超车操作。例如，普通常规车辆行驶于第二车道的901位置，前车904速度较慢，同时左侧自动驾驶专用道中存在足够的超车距离，满足超车条件，普通常规车辆901从第二车道(普通车道)执行换道操作进入第一车道(自动驾驶专用道)，到达902位置，加速超越目标前车904，然后从第一车道(自动驾驶专用道)执行换道操作进入第二车道(普通车道)，到达903位置，完成整个超车过程。
55.如图10所示为隔离形式为借道隔离、普通常规车辆借道换道的单向四车道高速公路示意图，在布设自动驾驶专用道的高速公路的基本路段范围内，自动驾驶车辆不可以从自动驾驶专用道换道进入普通车道，而普通常规车辆可以跨越不同类型的车道进行换道操作并短暂停留于自动驾驶专用道。自动驾驶车辆只能行驶于自动驾驶专用道，不能行驶于普通车道，普通常规车辆主要行驶于普通车道，但可以短暂借用自动驾驶专用道进行换道操作。例如，普通常规车辆行驶于第三车道的1001位置，目标车辆准备换道至平均车速较高的第一车道，同时左侧自动驾驶专用道中存在足够的换道距离，普通常规车辆1001从第三车道(普通车道)执行换道操作进入第二车道(自动驾驶专用道)，到达1002位置，然后从第二车道(自动驾驶专用道)执行换道操作进入第一车道(普通车道)，到达1003位置，完成整个换道过程。
56.如图11所示为设置缓冲区的单向四车道高速公路入口匝道区域示意图，高速公路入口匝道下游都设置有入口匝道缓冲区，便于自动驾驶车辆和普通常规车辆在车载电脑或者人类驾驶员的控制下换道驶入相应车道。在入口匝道边，应通过布设智能路侧设施和设置交通指示标牌等方式，将自动驾驶专用道的设置位置和隔离形式等交通信息传递给人类驾驶员和自动驾驶车辆的车载电脑，以便车辆提前做好换道准备并规划驾驶行为。在入口匝道缓冲区内，也应布设智能路侧设施并间隔设置交通指示标牌，告知入口匝道缓冲区的剩余长度，以便车辆尽快在车载电脑或者人类驾驶员的控制下完成相应的换道操作。
57.如图12所示为设置缓冲区的单向四车道高速公路出口匝道区域示意图，高速公路
出口匝道上游都设置有出口匝道缓冲区，便于自动驾驶车辆和普通常规车辆在车载电脑或者人类驾驶员的控制下从各所在车道换道驶出高速公路。在出口匝道缓冲区上游，应通过布设智能路侧设施和设置交通指示标牌等方式，提醒前方存在出口匝道缓冲区，以便车辆提前做好换道和减速准备。在出口匝道缓冲区内，也应布设智能路侧设施并间隔设置交通指示标牌，告知出口匝道缓冲区的剩余长度，以便车辆尽快在车载电脑或者人类驾驶员的控制下完成相应的换道操作。
58.如图13所示为收费政策为免费政策的单向四车道高速公路示意图，在该收费政策下，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，除自动驾驶车辆理应支付的高速费外，不再收取额外的费用。普通常规车辆无法于自动驾驶专用道上行驶。
59.如图14所示为收费政策为部分收费政策的单向四车道高速公路示意图，在该收费政策下，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，除自动驾驶车辆理应支付的高速费外，不再收取额外的费用。普通常规车辆因为自动驾驶专用道利用率不高或者自动驾驶专用道平均车速更高等原因，可以自由选择是否支付费用于自动驾驶专用道上行驶，行驶于自动驾驶专用道的普通常规车辆除车辆本身理应支付的高速费外，还应根据在自动驾驶专用道上行驶的里程收取额外的费用。

技术特征：
1.一种面向高速公路的自动驾驶专用道，包括智能路侧单元和高清摄像机，其特征在于：所述智能路侧单元包括交通数据传输存储设备、边缘计算平台和交通设备接口；交通数据传输存储设备与自动驾驶车辆配备的车载单元进行通信，实现相关交通信息的传输与存储；边缘计算平台将高清摄像机的图像信息进行处理，对图像中的车辆进行编号，将车辆位置与交通数据传输存储设备中的自动驾驶车辆位置进行比对，对自动驾驶车辆进行标记，并将车辆信息传输至交警部门；高清摄像机识别车辆交通行为是否合规，并将数据通过交通设备接口传输给智能路侧单元。2.如权利要求1所述的高速公路自动驾驶专用道，其特征在于，所述高速公路根据设置位置、隔离形式、匝道区域设计和收费政策的不同，在单向多车道高速公路上布设相应的自动驾驶专用道，并根据不同的自动驾驶专用道，对自动驾驶车辆和普通常规车辆的行为特征进行设置。3.如权利要求2所述的高速公路自动驾驶专用道，其特征在于，根据自动驾驶专用道的车道位置的划分，将自动驾驶专用道分为三类，分别为设置于路段内侧的自动驾驶专用道、设置于路段外侧的自动驾驶专用道和设置于路段中间的自动驾驶专用道；根据位置的划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：当自动驾驶专用道设置于路段内侧时，自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶入自动驾驶专用车道；普通常规车辆驶入除自动驾驶专用车道外的其他车道；当自动驾驶专用道设置于路段外侧时，普通常规车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶出专用车道；自动驾驶车辆不需要换道直接行驶于自动驾驶专用道；当自动驾驶专用道设置于路段中间时，自动驾驶车辆从入口匝道驶入高速公路基本路段后，在满足换道条件的环境下尽快向左换道驶入专用车道；普通常规车辆在除自动驾驶专用道以外的普通车道自由选择车道行驶。4.如权利要求2所述的高速公路自动驾驶专用道，其特征在于，根据自动驾驶专用道和普通车道之间隔离形式的划分，将自动驾驶专用道分为三类，分别为完全隔离的自动驾驶专用道、半隔离的自动驾驶专用道和借道隔离的自动驾驶专用道；根据隔离形式的划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：当自动驾驶专用道和普通车道完全隔离时，自动驾驶车辆只能行驶于专用道，普通常规车辆只能行驶于普通车道；当自动驾驶专用道和普通车道半隔离时，自动驾驶车辆能在专用道内行驶或在普通车道行驶，普通常规车辆只能行驶于普通车道；当自动驾驶专用道和普通车道借道隔离时，自动驾驶车辆只能行驶于专用道，普通常规车辆主要行驶于普通车道，或短暂借用专用道进行超车或者换道操作。5.如权利要求2所述的高速公路自动驾驶专用道，其特征在于，根据收费政策，将自动驾驶专用道分为两类，分别为免费行驶的专用道、部分收费行驶的专用道；根据收费政策的
划分，对自动驾驶车辆和普通常规车辆的驾驶行为特征进行分析，具体如下：当自动驾驶专用道为免费政策时，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，普通常规车辆无法在自动驾驶专用道上行驶；当自动驾驶专用道为部分收费政策时，自动驾驶车辆免费行驶于自动驾驶专用道，普通常规车辆能在自动驾驶专用道上行驶。6.如权利要求1-5所述任意的高速公路自动驾驶专用道，其特征在于，自动驾驶专用道靠近匝道区域都设有入口匝道缓冲区和出口匝道缓冲区，当缓冲区置于入口匝道下游时，为入口匝道缓冲区；当缓冲区置于出口匝道上游时，为出口匝道缓冲区。7.一种高速公路自动驾驶专用道的设置方法，其特征在于，当自动驾驶车辆行驶于入口匝道缓冲区或者出口匝道缓冲区时，需要执行换道操作，具体执行步骤如下：s1，自动驾驶车辆车载单元与交通数据传输存储设备进行通信，传输车辆的位置信息和状态信息；通过智能路侧单元，将高清摄像机拍摄并传回的实时图像信息进行处理，并判断自动驾驶车辆是否处于入口匝道缓冲区；若处于入口匝道缓冲区，执行步骤s2；否则，执行步骤s4；s2，若自动驾驶车辆处于入口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，并通过边缘计算平台确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，结合自动驾驶专用道设置位置和隔离形式的信息，判断前方车道是否允许自动驾驶车辆行驶，将判断结果由交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若前方车道允许自动驾驶车辆行驶，则换道流程结束；若不允许，则执行步骤s3；s3，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断自动驾驶车辆与前后车辆的间距是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信；若满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向左换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向左换道决策；执行步骤s2；s4，若自动驾驶车辆处于出口匝道缓冲区，高清摄像机将车辆的实时图像信息通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，确定自动驾驶车辆当前所处的车道位置，边缘计算平台判断自动驾驶车辆当前是否处于最外侧车道，将结果由智能路侧单元的交通数据传输存储设备传输至自动驾驶车辆车载单元；若处于最外侧车道，则换道流程结束；若不处于最外侧车道，则执行步骤s5；s5，高清摄像机将实时交通图像通过交通设备接口传输至智能路侧单元，边缘计算平台处理图像信息，结合自动驾驶车辆配备的车载单元和传感器，判断当前环境是否满足换道间隙要求，交通数据传输存储设备将判断结果与车载单元进行通信，若满足换道间隙要求则由车载单元控制自动驾驶车辆执行向右换道决策；若不满足换道间隙要求，则由车载单元控制自动驾驶车辆调整速度，使间距满足换道要求并执行向右换道决策,执行步骤s4。

技术总结
本发明公开了一种面向高速公路的自动驾驶专用道及设置方法，所述自动驾驶专用道包括智能路侧单元和高清摄像机；智能路侧单元包括交通数据传输存储设备、边缘计算平台和交通设备接口。其中，交通数据传输存储设备与自动驾驶车辆配备的车载单元进行通信，实现相关交通信息的传输与存储；边缘计算平台对高清摄像机的图像信息进行处理；高清摄像机识别车辆交通行为。本发明从设置位置、隔离形式、匝道区域设计、收费政策的角度，详细阐述高速公路自动驾驶专用车道的设置方案，并分析自动驾驶车辆和普通常规车辆在各设置方案下的行为特征，为车路协同自动驾驶技术发展初期自动驾驶专用道在高速公路上的布设提供理论基础。在高速公路上的布设提供理论基础。在高速公路上的布设提供理论基础。


技术研发人员：龚龑 曲栩 李林恒 冒培培 张莹 王灿 冉斌
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/6