利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法及系统，通过平面感知检测器实时精准检测进入路口每个方向上游的机动车数量、每台机动车当前的位置、瞬时速度及从当前位置到达停止线所需时间，实时根据子区干路两个入口的实时流量变化调整信号灯的相位偏移。另外，本发明专利技术的上述方案不需要设置监测位置，即使是在不同机动车、不同天气条件的车速下，都能够精准获得与之对应的到达停止线的时间。因此，通过本发明专利技术的上述方案，能够准确获得每一机动车从上游路口出口到达停止线的准确时刻，因此能够更加准确的为到达停止线的机动车队列的头车开启绿灯信号，从而保证机动车在通过路口时减少停车次数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通
，具体是一种能利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的系统和方法。
技术介绍
随着城市交通需求的快速增长，人们采用乘坐机动车方式出行的在不断增加，为了适应机动车出行的需要，从道路层面，有关部门加快了道路建设速度，从交通管理层面，不断加大了信号灯控制的交叉路口密度，这样，在规范了交通秩序的同时，也导致机动车通过这些路口时经常多次停车，出行的时间不断延长，给人们出行带来不便。如何减少机动车通过一个区域多个信号灯控制路口时的停车次数，是交通管理部门不断努力的方向。现有专利文献CN103985263A公开了一种能减少路口停车次数的视频跟踪检测方法，在该方法中虽然能够减少机动车遇到红灯时的停车次数，但是其还具有以下技术问题：该方案中不能准确获得机动车到达停止线所需要的时间，虽然设置了监测位置，但是机动车到达监测位置后，根据机动车速度不同、天气情况不同等条件，不同的机动车从监测位置到达停止线的时间长度是不相同的，但是在上述文献中是基于所有机动车从监测位置到停止线所需时间都是相同的思路来对信号灯进行控制的，因此并不能解决精准的为即将到达路口停止线的机动车队列的头车及时开启绿灯信号，从而进一步减少停车次数问题。
技术实现思路
本专利技术要解决现有技术中当前车速因各种条件改变时，下游路口交通信号机绿灯的起始时刻，不能跟随车速变化而改变问题，也就不能在机动车队列的头车接近停止线前，精准开启绿灯信号，从而减少停车次数的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法，包括如下步骤：S1：在路口干路方向设置平面感知检测器，用于对停止线及停止线上游预设范围内的机动车进行连续跟踪；S2：实时精准地获取当前时刻平面感知检测器检测范围内的机动车数量、以及每台机动车的瞬时速度、每台机动车从当前位置到达停止线所需的时间；S3：对于当前路口，获取进入第一方向相邻路口的机动车数量nj1和进入第二方向相邻路口的机动车数量nj2，获取比对系数：Tb＝nj1/nj2，其中第一方向和第二方向为干路上相反的两个方向；S4：比较所述比对系数Tb与调整阈值Tth是否相等，若比对系数Tb与调整阈值Tth相等则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为零偏移值，之后返回步骤S1；否则进入步骤S5；S5：比较所述比对系数Tb是否大于所述调整阈值Tth，若是则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为正向偏移值，并实时对所述正向偏移值进行修正，修正后的正向偏移值为：进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1；否则进入步骤S6；S6：设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为反向偏移值，并实时对所述反向偏移值进行修正，修正后的反向偏移值为：进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的系统，包括：平面感知检测器，设置于路口干路方向，用于对停止线及停止线上游预设范围内的机动车进行连续跟踪；数据获取模块，用于实时精准地获取当前时刻平面感知检测器检测范围内的机动车数量、以及每台机动车的瞬时速度、每台机动车从当前位置到达停止线所需的时间；对于当前路口，所述数据获取模块获取进入第一方向相邻路口的机动车数量nj1和进入第二方向相邻路口的机动车数量nj2，获取比对系数：Tb＝nj1/nj2，其中第一方向和第二方向为干路上相反的两个方向；比较模块，用于比较所述比对系数Tb与调整阈值Tth是否相等；信号灯设置模块，用于在所述比对系数Tb与调整阈值Tth相等时，设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为零偏移值；所述信号灯设置模块，在所述比对系数Tb大于所述调整阈值Tth时，设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为正向偏移值，并实时对所述正向偏移值进行修正，修正后的正向偏移值为：进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯；所述信号灯设置模块，在所述比对系数Tb小于所述调整阈值Tth时，设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为反向偏移值，并实时对所述反向偏移值进行修正，修正后的反向偏移值为：进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：(1)本专利技术所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法及系统，通过平面感知检测器实时精准检测进入路口每个方向上游的机动车数量、每台机动车当前的位置、瞬时速度及从当前位置到达停止线所需时间，实时根据子区干路两个入口的实时流量变化调整信号灯的相位偏移。另外，本专利技术的上述方案不需要设置监测位置，即使是在不同机动车、不同天气条件的车速下，都能够精准获得与之对应的到达停止线的时间。因此，通过本专利技术的上述方案，能够准确获得每一机动车从上游路口出口到达停止线的准确时刻，因此能够更加准确的为到达停止线的机动车队列的头车开启绿灯信号，从而保证机动车在通过路口时减少停车次数。(2)本专利技术所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法及系统，当采用雷达检测器时，在路面选定校正标志位，在电子地图上标注校正标志位的实际位置坐标，在对车辆位置进行检测时，实时获得校正标志位的坐标数据与实际坐标数据进行比较，当二者之间的偏差超过一定阈值时，发出故障报警信息提醒工作人员。当二者之间的偏差在阈值范围内时，根据偏差值对采集到的车辆位置坐标进行校正，因此，即便是检测器发生了抖动，也能保证最终获得的车辆位置坐标数据是准确的。(3)本专利技术所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法及系统，当采用视频检测器时，由于视频检测器在检测不同距离的场景时，同样相邻的两行像素或者两列像素之间代表的距离不相同。因为，在视频画面中，近距离的视频图像比例与远距离的视频图像比例不同，因此，在本申请中，根据在路面上的分道线的实际长度尺寸，通过人工在视频画面上设置的分界点作为校正标志位，无论当分界点在远距离的位置和在近距离的位置时，每个分界点到停止线的距离是已知的，而且是非常准确的，只是不同距离的场景相邻分界点之间的像素行数和列数不同，代表的距离不同而已，通过这种方法，可以大幅度提高其检测位置的精度，当机动车的位置处于任意相邻的两个分界点之间时，就能够根据机动车所在分界点距停止线的实际距离加上机动车距该分界点的像素行数或列数得到准确的机动车距停止线的实际距离。(4)本专利技术所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法及系统，当检测器采用视频检测器时，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路口机动车停车次数的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在路口干路方向设置平面感知检测器，用于对停止线及停止线上游预设范围内的机动车进行连续跟踪；S2：实时精准地获取当前时刻平面感知检测器检测范围内的机动车数量、以及每台机动车的瞬时速度、每台机动车从当前位置到达停止线所需的时间；S3：对于当前路口，获取进入第一方向相邻路口的机动车数量nj1和进入第二方向相邻路口的机动车数量nj2，获取比对系数：Tb＝nj1/nj2，其中第一方向和第二方向为干路上相反的两个方向；S4：比较所述比对系数Tb与调整阈值Tth是否相等，若比对系数Tb与调整阈值Tth相等则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为零偏移值，之后返回步骤S1；否则进入步骤S5；S5：比较所述比对系数Tb是否大于所述调整阈值Tth，若是则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为正向偏移值，并实时对所述正向偏移值进行修正，修正后的正向偏移值为：进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1；否则进入步骤S6；S6：设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为反向偏移值，并实时对所述反向偏移值进行修正，修正后的反向偏移值为：进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1。...

【技术特征摘要】
1.一种利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：在路口干路方向设置平面感知检测器，用于对停止线及停止线上游预设范围内的机动车进行连续跟踪；S2：实时精准地获取当前时刻平面感知检测器检测范围内的机动车数量、以及每台机动车的瞬时速度、每台机动车从当前位置到达停止线所需的时间；S3：对于当前路口，获取进入第一方向相邻路口的机动车数量nj1和进入第二方向相邻路口的机动车数量nj2，获取比对系数：Tb＝nj1/nj2，其中第一方向和第二方向为干路上相反的两个方向；S4：比较所述比对系数Tb与调整阈值Tth是否相等，若比对系数Tb与调整阈值Tth相等则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为零偏移值，之后返回步骤S1；否则进入步骤S5；S5：比较所述比对系数Tb是否大于所述调整阈值Tth，若是则设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为正向偏移值，并实时对所述正向偏移值进行修正，修正后的正向偏移值为：进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第一方向相邻路入口的nj1台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1；否则进入步骤S6；S6：设置当前路口信号灯与第一方向相邻路口信号灯的相位差为反向偏移值，并实时对所述反向偏移值进行修正，修正后的反向偏移值为：进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的头车从当前位置行驶至当前路口停止线所需的时间；待进入第二方向相邻路入口的nj2台机动车的尾车通过当前路口停止线后，设置当前路口干路信号灯为红灯，之后返回步骤S1。2.根据权利要求1所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法，其特征在于，所述步骤S2中实时精准获取每一台机动车从当前位置到达停止线所需的时间的步骤包括：S21：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；S22：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；S23：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)；S24：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；S25：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S26，若是则进入步骤S27；S26：获取机动车到达停止线所需的时间：Tt1＝Ld/Vs；S27：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路口机动车停车次数的方法，其特征在于，所述检测器采用检测雷达，在步骤S21和步骤S22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S7；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S22，否则进入步骤S7；在步骤S22中，获取机动车当前位置的实际坐标数据(Xdj,Ydj)的步骤如下：S221：利用雷达检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S222：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)；S7：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路口机动车停车次数的方法，其特征在于，所述检测器采用视频跟踪单元，在步骤S21和步骤S22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S22；所述步骤S23具体包括：S23A：利用视频检测器获取机动车当前位置的坐标数据(Xd,Yd)；S23B：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；S23C：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3所述的利用平面感知技术减少路口机动车停车次数的方法，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S7；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S22；否则进入步骤S7；在步骤S23B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S23C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S26和步骤S27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；S7：发出报...

【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