利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法及系统，能有效减少机动车通过路口遇红灯停车等待时间。利用平面感知技术能够实时检测红灯亮的方向，在停止线后停车等待的机动车台数加和及每台车停车等待绿灯所用精确到秒的时间加和；能实时检测到绿灯放行方向，如果现在转换为红灯到下一次得到绿灯将有多少台机动车将停车等绿灯亮起，并能准确计算出停车等绿灯亮起的全部机动车所需的精确到秒的时间加和；根据路口停止线上游全部机动车停车等待绿灯亮起的停车台数和等待时间加和最短的原则，判断当前相位信号灯是维持灯色状态不变还是转换灯色状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通
，具体是一种利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法及系统。
技术介绍
随着城市规模的不断扩大，机动车数量不断增加，为了确保道路交通的安全与畅通，交通管理部门在许多路口设置了信号灯，人们在乘机动车出行过程中，行至交叉路口遇到红灯停车等待已成常态。目前，国内外设在道路上的信号控制系统检测器，均采用点检测及横断面检测模式来检测机动车通过路口过程中的状态，只要检测到放行方向的机动车正在连续通过路口时，不管停止方向停车等待绿灯的机动车数量和等待时间长短，一直要延续到放行方向最大绿灯时间到时，才能转换到另一方向绿灯。如何缩短通过路口的全部机动车遇红灯的总停车等待时间，让总停车时间之和大的方向优先通行，提高路口通行效率已是人们关注的焦点。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中的信号灯控制方法及系统，不能够尽量缩短机动车在路口等待红灯总的时间，路口总体通行效率受到影响的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，包括如下步骤：S1：在路口不同方向上设置平面感知检测器，用于实时监测每个方向的机动车的瞬时速度，每一台机动车从其所在的当前位置到停止线所需要的行驶时间；S2：判断第一相位是否是绿灯，若是则进入步骤S3；S3：判断第二相位是否有停车等待绿灯信号的机动车；若否则进入步骤S4，若是则进入步骤S5；S4：判断第一相位是否有机动车通过路口，若是，则保持第一相位为绿灯信号，直至第一相位的最大绿灯时间到达后转换信号灯灯色；若否，则当第一相位的当前绿灯时间等于最小绿灯时间后转换信号灯灯色；之后返回步骤S1；S5：判断第一相位是否有机动车通过路口，若否则进入步骤S9；若是则进入步骤S6；S6：获取当前时刻第二相位停车等待绿灯的机动车台数I和等待时间加和∑Ti，其中Ti是指第i台机动车从遇红灯停止开始到再次遇到绿灯时所需时间，且1≤i≤I；以及如果此时将第一相位的信号灯转换为红灯，那么第一相位上未通过路口的机动车台数J和每台机动车再次等到第一相位绿灯信号所需要的时间的总和∑Tj，其中Tj是指第j台机动车从遇红灯停止开始再次遇到绿灯时所需时间，且1≤j≤J；第一相位上未通过路口的机动车包括从当前位置到达路口停止线所需的时间小于最大绿灯时间的全部机动车；S7：判断∑Tj是否大于或等于∑Ti，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S9；S8：判断第一相位是否到达最大绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；否则保持第一相位为绿灯信号；S9：判断第一相位绿灯时间是否到达最小绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；若否则直接返回步骤S1。所述步骤S1中获取每一台机动车从其所在的当前位置到停止线所需要的行驶时间的步骤包括：S11：将平面感知检测器的安装位置坐标数据(Xj,Yj)、停止线的坐标数据(Xt,Yt)标注到电子地图上；S12：获取机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)，并将其标注到电子地图上；S13：获取机动车自当前位置到前方路口停止线的距离Ld：Ld＝(Xt,Yt)-(Xdj,Ydj)；S14：获取机动车当前的瞬时速度Vs＝(Lq-Ld)/Ts，其中Lq是指机动车前一个检测周期与停止线之间的距离；S15：判断机动车与停止线之间是否有其他机动车，若否则进入步骤S16，若是则进入步骤S17；S16：获取机动车到达停止线所需的时间：Tt1＝Ld/Vs；S17：获取机动车到达停止线所需的时间：Tt2＝(Ld-Ldq)/Vs+Ttq；其中Ldq为与该机动车相邻的前方机动车与停止线之间的距离，Ttq为前方机动车到达停止线所需要的时间。所述检测器采用检测雷达，在步骤S11和步骤S12之间还包括如下步骤：SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(Xb，Yb)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志的距离Llb和校正标志位到停止线的距离Ljt；SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(Xbd，Ybd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(Xc,Yc)＝(Xbd，Ybd)-(Xb，Yb)，之后进入步骤SA3；否则进入步骤S18；SA3：判断当前检测误差(Xc,Yc)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S12，否则进入步骤S18；在步骤S12中，获取机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)的步骤如下：S121：利用雷达检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S122：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(Xdj,Ydj)＝(Xd,Yd)-(Xc,Yc)；S18：发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据。所述检测器采用视频跟踪单元，在步骤S11和步骤S12之间还包括如下步骤：SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点Fi，并获得每一分界点的实际坐标数据(Xf，Yf)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离Lfi；SB2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点Fi，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数Hh或像素列数Hl，得到：每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离Lfi/Hh；或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离Lfi/Cl；之后进入步骤S12；所述步骤S13具体包括：S13A：利用视频检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S13B：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；S13C：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)距停止线的实际距离。在步骤SB2和步骤S22之间还包括如下步骤：SB3：以每一分界点的实际坐标数据(Xf，Yf)作为校正标志位的实际坐标数据(Xb，Yb)；SB4：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(Xbd，Ybd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该标志位对应的检测误差：(Xc,Yc)＝(Xbd，Ybd)-(Xb，Yb)，之后进入步骤SB5；否则进入步骤S18；SB5：判断每一标志位对应的检测误差(Xc,Yc)是否在设定阈值范围内，若所有校正标志位对应的检测误差都在设定阈值范围内则进入步骤S12；否则进入步骤S18；在步骤S13B中，还包括如下步骤：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(Xc,Yc)；在步骤S13C中，还包括如下步骤：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差，获得机动车当前位置的实际坐标数据：(Xdj,Ydj)＝(Xd,Yd)-(Xc,Yc)；在步骤S16和步骤S17中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在路口不同方向上设置平面感知检测器，用于实时监测每个方向的机动车的瞬时速度，每一台机动车从其所在的当前位置到停止线所需要的行驶时间；S2：判断第一相位是否是绿灯，若是则进入步骤S3；S3：判断第二相位是否有停车等待绿灯信号的机动车；若否则进入步骤S4，若是则进入步骤S5；S4：判断第一相位是否有机动车通过路口，若是，则保持第一相位为绿灯信号，直至第一相位的最大绿灯时间到达后转换信号灯灯色；若否，则当第一相位的当前绿灯时间等于最小绿灯时间后转换信号灯灯色；之后返回步骤S1；S5：判断第一相位是否有机动车通过路口，若否则进入步骤S9；若是则进入步骤S6；S6：获取当前时刻第二相位停车等待绿灯的机动车台数I和等待时间加和∑Ti，其中Ti是指第i台机动车从遇红灯停止开始到再次遇到绿灯时所需时间，且1≤i≤I；以及如果此时将第一相位的信号灯转换为红灯，那么第一相位上未通过路口的机动车台数J和每台机动车再次等到第一相位绿灯信号所需要的时间的总和∑Tj，其中Tj是指第j台机动车从遇红灯停止开始再次遇到绿灯时所需时间，且1≤j≤J；第一相位上未通过路口的机动车包括从当前位置到达路口停止线所需的时间小于最大绿灯时间的全部机动车；S7：判断∑Tj是否大于或等于∑Ti，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S9；S8：判断第一相位是否到达最大绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；否则保持第一相位为绿灯信号；S9：判断第一相位绿灯时间是否到达最小绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；若否则直接返回步骤S1。...

【技术特征摘要】
1.一种利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在路口不同方向上设置平面感知检测器，用于实时监测每个方向的机动车的瞬时速度，每一台机动车从其所在的当前位置到停止线所需要的行驶时间；S2：判断第一相位是否是绿灯，若是则进入步骤S3；S3：判断第二相位是否有停车等待绿灯信号的机动车；若否则进入步骤S4，若是则进入步骤S5；S4：判断第一相位是否有机动车通过路口，若是，则保持第一相位为绿灯信号，直至第一相位的最大绿灯时间到达后转换信号灯灯色；若否，则当第一相位的当前绿灯时间等于最小绿灯时间后转换信号灯灯色；之后返回步骤S1；S5：判断第一相位是否有机动车通过路口，若否则进入步骤S9；若是则进入步骤S6；S6：获取当前时刻第二相位停车等待绿灯的机动车台数I和等待时间加和∑Ti，其中Ti是指第i台机动车从遇红灯停止开始到再次遇到绿灯时所需时间，且1≤i≤I；以及如果此时将第一相位的信号灯转换为红灯，那么第一相位上未通过路口的机动车台数J和每台机动车再次等到第一相位绿灯信号所需要的时间的总和∑Tj，其中Tj是指第j台机动车从遇红灯停止开始再次遇到绿灯时所需时间，且1≤j≤J；第一相位上未通过路口的机动车包括从当前位置到达路口停止线所需的时间小于最大绿灯时间的全部机动车；S7：判断∑Tj是否大于或等于∑Ti，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S9；S8：判断第一相位是否到达最大绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；否则保持第一相位为绿灯信号；S9：判断第一相位绿灯时间是否到达最小绿灯时间，若是则转换信号灯灯色，之后返回步骤S1；若否则直接返回步骤S1。2.根据权利要求1所述的利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，所述步骤S1中获取每一台机动车从其所在的当前位置到停止线所需要的行驶时间的步骤包括：S11：将平面感知检测器的安装位置坐标数据(Xj,Yj)、停止线的坐标数据(Xt,Yt)标注到电子地图上；S12：获取机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)，并将其标注到电子地图上；S13：获取机动车自当前位置到前方路口停止线的距离Ld：Ld＝(Xt,Yt)-(Xdj,Ydj)；S14：获取机动车当前的瞬时速度Vs＝(Lq-Ld)/Ts，其中Lq是指机动车前一个检测周期与停止线之间的距离；S15：判断机动车与停止线之间是否有其他机动车，若否则进入步骤S16，若是则进入步骤S17；S16：获取机动车到达停止线所需的时间：Tt1＝Ld/Vs；S17：获取机动车到达停止线所需的时间：Tt2＝(Ld-Ldq)/Vs+Ttq；其中Ldq为与该机动车相邻的前方机动车与停止线之间的距离，Ttq为前方机动车到达停止线所需要的时间。3.根据权利要求2所述的利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，所述检测器采用检测雷达，在步骤S11和步骤S12之间还包括如下步骤：SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(Xb，Yb)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志的距离Llb和校正标志位到停止线的距离Ljt；SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(Xbd，Ybd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(Xc,Yc)＝(Xbd，Ybd)-(Xb，Yb)，之后进入步骤SA3；否则进入步骤S18；SA3：判断当前检测误差(Xc,Yc)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S12，否则进入步骤S18；在步骤S12中，获取机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)的步骤如下：S121：利用雷达检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S122：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(Xdj,Ydj)＝(Xd,Yd)-(Xc,Yc)；S18：发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据。4.根据权利要求2所述的利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，所述检测器采用视频跟踪单元，在步骤S11和步骤S12之间还包括如下步骤：SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点Fi，并获得每一分界点的实际坐标数据(Xf，Yf)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离Lfi；SB2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点Fi，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数Hh或像素列数Hl，得到：每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离Lfi/Hh；或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离Lfi/Cl；之后进入步骤S12；所述步骤S13具体包括：S13A：利用视频检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S13B：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；S13C：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)距停止线的实际距离。5.根据权利要求4所述的利用平面感知技术减少信号灯控制路口等待时间的方法，其特征在于，在步骤SB2和步骤S22之间还包括如下步骤：SB3：以每一分界点的实际坐标数据(Xf，Yf)作为校正标志位的实际坐标数据(Xb，Yb)；SB4：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(Xbd，Ybd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该标志位对应的检测误差：(Xc,Yc)＝(Xbd，Ybd)-(Xb，Yb)，之后进入步骤SB5；否则进入步骤S18；SB5：判断每一标志位对应的检测误差(Xc,Yc)是否在设定阈值范围内，若所有校正标志位对应的检测误差都在设定阈值范围内则进入步骤S12；否则进入步骤S18；在步骤S13B中，还包括如下步骤：根据机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(Xc,Yc)；在步骤S13C中，还包括如下步骤：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差，获得机动车当前位置的实际坐标数据：(Xdj,Ydj)＝(Xd,Yd)-(Xc,Yc)；在步骤S16和步骤S17中，机动车当前位置与停止线的实际距离Ld等于与机动车距离最近的分界点即校正标志位与停止线之间的距离加上机动车当前位置与该分界点即校正标志位之间的像素行数或像素列数所代表的距离；S18：发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜廷顺，梁子君，宋志洪，石勇，王家捷，陶刚，
申请(专利权)人：安徽科力信息产业有限责任公司，姜廷顺，
类型：发明
国别省市：安徽;34