一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法及系統(tǒng)，通過對右轉(zhuǎn)車道的車輛與非機動車道/人行道運動目標(biāo)的計算與預(yù)測，判斷是否在沖突區(qū)發(fā)生人-車沖突，在此基礎(chǔ)上進行右轉(zhuǎn)道的信號控制調(diào)整，該方法準(zhǔn)確、可靠，并提高了行人、非機動車通過交叉口的安全性；同時，兼顧了右轉(zhuǎn)車輛的通行能力。
【專利說明】一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通、交通安全【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]交叉口是城市交通的瓶頸，也是交通事故的多發(fā)地段。在平面交叉口區(qū)域，車輛與車輛之間、車輛和過街行人之間、以及非機動車和機動車輛之間存在著沖突，極易引發(fā)交通事故，據(jù)統(tǒng)計，約60%的交通事故發(fā)生在交叉口區(qū)域，其中，右轉(zhuǎn)機動車輛和行人、非機動車之間的交通事故占有較高的比例。這是因為右轉(zhuǎn)道上行駛的機動車駕駛員視野受道路旁樹木、設(shè)備和建筑物等的影響，難以覺察與其沖突的非機動車道和人行道上的行進人員，從而引發(fā)交通事故。因此，交叉口交通信號安全控制、特別是人-車沖突交通信號安全控制的研究具有重要意義，不但有助于提高交叉口安全水平，而且影響道路網(wǎng)的交通安全與暢通，進而關(guān)系著整個路網(wǎng)的服務(wù)水平。
[0003]車路協(xié)同是智能交通發(fā)展的新方向，為交叉口交通安全控制的研究提供了新的途徑。
[0004]目前的車路協(xié)同控制研究主要集中交叉口在信號優(yōu)化配時和兩難區(qū)車輛的信號配時方面，而缺乏對右轉(zhuǎn)車道的控制、尤其是人-車沖突的安全交通信號控制的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)交叉口混合交通流的安全通行。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法，該方法包括:
[0008]接收非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息，以及交叉口區(qū)域運動車輛的位置及運動信息；
[0009]根據(jù)所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置和速度信息；
[0010]根據(jù)所述運動車輛的位置信息確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車，并根據(jù)該車輛的位置及運動信息、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息，以及從右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道與人行道沖突區(qū)的彎道距離，計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間tc;
[0011]根據(jù)非機動車道與人行道中的非機動車和/或行人的速度，并結(jié)合其對應(yīng)的位置信息判斷在時間t。時是否有非機動車和行人處于所述非機動車道與人行道沖突區(qū)，從而進行車路協(xié)同信號的控制。
[0012]一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:非機動車道與人行道監(jiān)控模塊、車載全球定位系統(tǒng)GPS模塊及路測系統(tǒng)；[0013]其中，非機動車道與人行道監(jiān)控模塊，用于對非機動車道與人行道進行實時監(jiān)控，并將獲得的監(jiān)控視頻通過光端機，經(jīng)過以太網(wǎng)發(fā)送至所述路測系統(tǒng)；
[0014]所述車載GPS模塊，用于獲取車輛的位置及運動信息，并在達到所述交叉口區(qū)域時發(fā)送至所述路測系統(tǒng)；
[0015]所述路測系統(tǒng)包括:非機動車與行人識別模塊，用于接收所述非機動車道與人行道監(jiān)控模塊發(fā)送的監(jiān)控視頻進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置信息；
[0016]無線接收模塊，用于接收所述車載GPS模塊發(fā)送的車輛的位置及運動信息；
[0017]右轉(zhuǎn)信號配時模塊，用于根據(jù)所述運動車輛的位置信息確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車，并根據(jù)該車輛的位置及運動信息、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息，以及從右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道與人行道沖突區(qū)的彎道距離，計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間t。；計算非機動車道與人行道中的非機動車和/或行人的速度，并結(jié)合其對應(yīng)的位置信息判斷在時間t。時是否有非機動車和行人處于所述非機動車道與人行道沖突區(qū)，從而進行車路協(xié)同信號的控制。
[0018]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過對右轉(zhuǎn)車道的車輛與非機動車道/人行道運動目標(biāo)的計算與預(yù)測，判斷是否在沖突區(qū)發(fā)生人-車沖突，在此基礎(chǔ)上進行右轉(zhuǎn)道的信號控制調(diào)整，該方法準(zhǔn)確、可靠，并提高了行人、非機動車通過交叉口的安全性；同時，兼顧了右轉(zhuǎn)車輛的通行能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法的流程圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例二提供的十字形交叉口中右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例三提供的一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制系統(tǒng)的示意圖。【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0024]實施例一
[0025]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法的流程圖。如圖1所示，該方法主要包括如下步驟:
[0026]步驟11、接收非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息，以及交叉口區(qū)域運動車輛的位置及運動信息。
[0027]本發(fā)明實施例中，可以預(yù)先存儲所控制交叉口的幾何形狀、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息、道路渠化、非機動車道與人行道的位置信息及幾何尺寸，并根據(jù)上述信息生成各個右轉(zhuǎn)機動車道與非機動車道、人行道的沖突區(qū)信息。
[0028]在系統(tǒng)正常運行后，實時接收非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息，所述監(jiān)控視頻信息可以用于運動目標(biāo)的識別；并且，還實時的接收進入交叉口區(qū)域(該區(qū)域的大小可以根據(jù)實際需求進行設(shè)定)運動車輛的位置及運動信息。
[0029]步驟12、根據(jù)所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置和速度信息。
[0030]本發(fā)明實施例中，可以對所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行去噪和背景提取處理，并采用模板匹配法對非機動車與行人進行識別；即將非機動車道與人行道中的非機動車與行人作為運動目標(biāo)。
[0031]再基于Kalman (卡爾曼)濾波分別對非機動車、行人進行跟蹤，獲取及預(yù)測相應(yīng)的運動目標(biāo)位置，并進行速度信息的計算。
[0032]步驟13、根據(jù)所述運動車輛的位置信息確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車，并計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間t。。 [0033]本步驟與步驟12不區(qū)分先后順序。
[0034]本步驟中，首先從接收到的運動車輛的位置信息(經(jīng)緯度信息)中確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車；然后，根據(jù)該車輛的位置及運動信息、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息，以及從右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道/人行道沖突區(qū)的彎道距離，計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間t。。其中，所述時間t。為所述第一輛車從當(dāng)前位置以當(dāng)前速度、加速度運行到停車線處后，從停車線進入右轉(zhuǎn)彎道，并采用預(yù)定的減速度剎車后到達非機動車道/人行道沖突區(qū)的時間。
[0035]所述時間t?？梢圆捎孟率龇椒ㄟM行計算:
[0036]I)計算所述第一輛車到右轉(zhuǎn)車道停車線的距離d，其計算公式為:
[0037]
【權(quán)利要求】
1.一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制方法，其特征在于，該方法包括: 接收非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息，以及交叉口區(qū)域運動車輛的位置及運動信息； 根據(jù)所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置和速度信息； 根據(jù)所述運動車輛的位置信息確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車，并根據(jù)該車輛的位置及運動信息、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息，以及從右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道與人行道沖突區(qū)的彎道距離，計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間tc; 根據(jù)非機動車道與人行道中的非機動車和/或行人的速度，并結(jié)合其對應(yīng)的位置信息判斷在時間t。時是否有非機動車和行人處于所述非機動車道與人行道沖突區(qū)，從而進行車路協(xié)同信號的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括: 預(yù)先存儲所控制交叉口的幾何形狀、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息、道路渠化、非機動車道與人行道的位置信息及幾何尺寸，并根據(jù)上述信息生成各個右轉(zhuǎn)機動車道與非機動車道、人行道的沖突區(qū)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置信息包括: 對所述非機動車道與人行道監(jiān)控視頻信息進行去噪和背景提取處理，并采用模板匹配法對非機動車與行人進行識別； 再基于卡爾曼Kalman濾波分別對非機動車、行人進行跟蹤，獲取及預(yù)測相應(yīng)的運動目標(biāo)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述時間t。為所述第一輛車從當(dāng)前位置以當(dāng)前速度運行到停車線處后，從停車線進入右轉(zhuǎn)彎道，并采用預(yù)定的減速度剎車后到達非機動車道/人行道沖突區(qū)的時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，計算所述時間t。包括: 計算所述第一輛車到右轉(zhuǎn)車道停車線的距離d，其計算公式為:
d = 2 arcs in 士 in'""' ^at 2) + cos{lat[) cos(/<7/2)sin: (^//?<?>!廣"…)x 6378137 ； 其中，Iung1與Iat1分別表示所述第一輛車位置信息中的經(jīng)、緯度；所述Iung2與Iat2分別表示右轉(zhuǎn)車道停車線的經(jīng)、緯度； 通過求解下述方程的實根獲得所述第一輛車達到所述右轉(zhuǎn)車道停車線的時間h: I 2 J Λ —Ce^ + _ d X 其中，Vtl與分別表示所述第一輛車運動信息中的當(dāng)前速度與加速度； 計算所述右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道/人行道沖突區(qū)的彎道距離1，其計算公式為: / = ^;
180其中，β表示右轉(zhuǎn)彎道所在扇形的中心夾角，R表示該扇形的半徑； 計算所述第一輛車從右轉(zhuǎn)車道停車線進入右轉(zhuǎn)彎道，并采用預(yù)定的減速度剎車時，到達所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間t2，其計算公式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述進行車路協(xié)同信號的控制包括: 當(dāng)非機動車與行人獲得通行權(quán)，且時間t。時，無非機動車和行人處于沖突區(qū)，則保持右轉(zhuǎn)信號燈延續(xù)綠燈狀態(tài)；否則，右轉(zhuǎn)信號依次進入黃燈、紅燈狀態(tài)。
7.一種右轉(zhuǎn)車道車路協(xié)同信號控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:非機動車道與人行道監(jiān)控模塊、車載全球定位系統(tǒng)GPS模塊及路測系統(tǒng)； 其中，非機動車道與人行道監(jiān)控模塊，用于對非機動車道與人行道進行實時監(jiān)控，并將獲得的監(jiān)控視頻通過光端機，經(jīng)過以太網(wǎng)發(fā)送至所述路測系統(tǒng)； 所述車載GPS模塊 ，用于獲取車輛的位置及運動信息，并在達到所述交叉口區(qū)域時發(fā)送至所述路測系統(tǒng)； 所述路測系統(tǒng)包括:非機動車與行人識別模塊，用于接收所述非機動車道與人行道監(jiān)控模塊發(fā)送的監(jiān)控視頻進行運動目標(biāo)的識別，并獲得運動目標(biāo)的位置信息； 無線接收模塊，用于接收所述車載GPS模塊發(fā)送的車輛的位置及運動信息； 右轉(zhuǎn)信號配時模塊，用于根據(jù)所述運動車輛的位置信息確定右轉(zhuǎn)車道車輛隊列中的第一輛車，并根據(jù)該車輛的位置及運動信息、右轉(zhuǎn)車道停車線的位置信息，以及從右轉(zhuǎn)車道停車線至非機動車道與人行道沖突區(qū)的彎道距離，計算所述第一輛車達到所述非機動車道與人行道沖突區(qū)的時間t。；計算非機動車道與人行道中的非機動車和/或行人的速度，并結(jié)合其對應(yīng)的位置信息判斷在時間t。時是否有非機動車和行人處于所述非機動車道與人行道沖突區(qū)，從而進行車路協(xié)同信號的控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述路測系統(tǒng)還包括: 交叉口信息存儲模塊，用于預(yù)先存儲所控制交叉口的幾何形狀、停車線的位置信息、道路渠化、非機動車道與人行道的位置信息及幾何尺寸，并根據(jù)上述信息生成各個右轉(zhuǎn)機動車道與非機動車道、人行道的沖突區(qū)信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，計算所述時間t。包括: 計算所述第一輛車到右轉(zhuǎn)車道停車線的距離d，其計算公式為:
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述進行車路協(xié)同信號的控制包括:當(dāng)非機動車與行人獲得通行權(quán)，且時間t。時，無非機動車和行人處于沖突區(qū)，則保持右轉(zhuǎn)信號燈延續(xù)綠燈狀態(tài)；否則，右轉(zhuǎn)信號依次進入黃燈、紅燈狀態(tài)。
【文檔編號】G08G1/07GK103745603SQ201410023594
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】陳鋒 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)