一种微波雷达智能可变车道感知系统及方法技术方案

本发明专利技术提供的一种微波雷达智能可变车道感知系统及方法，涉及交通信号控制技术领域，包括微波雷达、设置在可变换车道上的两虚拟线圈和信号控制机，采用微波雷达来实现可变换车道内车辆的实时跟踪检测和分车道排队长度，通过虚拟线圈采集可变换车道的断面交通流量、区间车辆数等数据，为智能可变换车道系统提供数据支撑和预测交通需求，进行控制可变分车道的导向，实现“可变换车道”的智能切换，有效提高车道的使用率，缓解交通压力；本发明专利技术通过对可变换车道实时车辆数据采集和多周期判定的方式，保证了可变分车道对于路况的强适应性，避免了频繁切换可变分车道属性对于驾驶人员的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种微波雷达智能可变车道感知系统及方法
本专利技术涉及交通信号控制
，具体涉及一种微波雷达智能可变车道感知系统及方法。
技术介绍
随着我国城市化的进程加快，城市机动车保有量日益增加造成车辆出行需求与现有的道路资源不匹配而产生的矛盾日益增加，主要体现在早晚通勤高峰时车道属性无法满足车辆出行需求。例如：早晚高峰的左转车辆较多而直行较少，平峰时段左转车辆较少而直行车辆较多。如何利用在现有的道路资源去满足多变的出行需求成为了需要迫切解决的问题，为了解决此类问题，一些城市在拥堵路口增设了可变换车道和可变换车道指示牌，目前所存在的可变换车道是在通过人工经验在固定时间进行车道属性调整，无法根据实际路况进行及时调整，导致部分可变换车道华而不实，无法有效解决因车道属性与出行需求所产生的矛盾，从而无法缓解交通拥堵问题。随着前端感知设备技术和通信技术的发展，“智能可变换车道系统”逐渐成为智能交通发展的新方向之一。“智能可变换车道系统”是基于微波雷达、系统通信、系统控制平台等构成的。通过前端微波雷达采集道路的车辆信息、排队长度等数据与系统平台之间通信，进行信息交互和共享，实现当转向与直行交通流出现明显变化时，可变换车道及时调整放行方向，从而达到提高道路通行效率、缓解交通拥堵的目标。目前国内“智能可变换车道系统”主要采用定时切换方案，由人工根据采集的历史数据进行统计分析，存在三点问题，具体为：1)制定时间长，需要通过人工采集数据并处理分析的方式来制定方案，采集数据时间周期较长，而且方案效果很大程度上依赖于工程师的经验；其次，根据经验制定的方案不具有可复制性，需要“一点一策”，增加方案制定时间。2)灵活度低，现有系统中大多数均以定时切换方案，而定时切换方式将导致系统无法根据路口的交通需求变化灵活的调整控制策略，尤其是当路口遭遇突发情况或者早晚通勤时间有明显变化时，系统无法根据实际情况及时调整可变换车道属性，导致控制策略成了“鸡肋”。3)适应性差，现有系统随时间推移，路口交通流发生明显的变化时，原有控制方案无法继续适应当前的路况，需要对路口再次进行调研并制定新的控制策略，而新的控制方案需要测试评估后才能投入使用。长此以往，反复的调研投入了大量的人力与资金，无形中给交通部门增加了需要成本。本系统采用最新广域雷达检测器来实现区域内车辆的实时跟踪检测，采集断面的统计数据和分车道的排队数据给信号控制机，信号控制机通过分析历史数据推算交通规律以及短时间内的交通变化，预测路口当前的交通需求，进行可变换车道控制，从而实现“可变换车道”的智能切换，有效提高车道的使用率，缓解交通压力。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种微波雷达智能可变车道感知系统，采用微波雷达和虚拟线圈来实现可变换车道区域内车辆的实时跟踪检测，采集断面交通流量和车道排队长度等数据，预测交通需求，进行可变换车道控制，实现“可变换车道”的智能切换，有效提高车道的使用率，缓解交通压力。为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种微波雷达智能可变车道感知系统，适用于设置有可变分车道的可变换车道，包括依次间隔设置在可变换车道各分车道上停止线后的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，设置在可变换车道路口的微波雷达和方向指示信号灯，以及信号控制机；所述信号控制机信号连接于微波雷达和方向指示信号灯；定义可变换车道上车流驶入的方向为可变换车道的来向，则所述车辆自可变换车道的任一分车道来向依次经过第二虚拟线圈和第一虚拟线圈，并且所述第一虚拟线圈设置在可变换车道的渠化末端；所述微波雷达信号连接于第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，所述微波雷达用于实时探测可变换车道中可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态，并生成表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号发送至信号控制机；所述信号控制机根据其接收的微波雷达发来的表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号，控制可变换车道路口的方向指示信号灯作出如下变化：定义第二虚拟线圈至可变换车道前端停止线的长度的为y；当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道中一条分车道的排队长度大于或等于y、另一条分车道的排队长度小于y，排队长度大于或等于y的分车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，并且排队长度大于或等于y的分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度大于或等于y的分车道对应的方向指示信号灯的标志；当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道的两相邻分车道内排队长度均大于y，并且排队长度最长的分车道的车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度最长的分车道对应的方向指示信号灯的标志；当可变分车道及其相邻两分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道及其相邻两分车道内排队长度均大于y，并且与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道对应的方向指示信号灯的标志；其中，可变车道调节排队长度为可变换车道调节系数n和可变分车道的排队长度、与可变分车道上一放行周期属性相同的相邻分车道的排队长度之和的乘积；否则其他情况，可变分车道对应的方向指示信号灯的标志始终保持不变。进一步的，还包括信号连接于信号控制机的可变分车道导向信号灯；所述可变分车道导向信号灯设置在可变换车道渠化末端远离停止线一侧，用于指导车辆向可变换车道的通行；所述可变分车道导向信号灯设置有第一频闪提示和第二频闪提示，所述第一频闪提示用于在方向指示信号灯变换前的第一设定时长内指示可变分车道的变换方向，所述第二频闪提示在用于在方向指示信号灯变换结束前的第二设定时长内指示可变分车道的变换方向。进一步的，定义可变换车道中任一分车道上的第一虚拟线圈和第二虚拟线圈之间的间距为L，L不小于100m。进一步的，所述第一设定时长和第二设定时长均设置为20s-120s。进一步的，定义第二虚拟线圈至可变换车道前端停止线的长度为y，y不小于150m。本专利技术进一步公开了采用上述微波雷达智能可变车道感知系统的感知方法，具体过程如下：所述微波雷达实时检测可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度，收集可变分车道及其相邻两分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态，并将可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态数据传送给信号控制机；所述信号控制机接收微波雷达发送的可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微波雷达智能可变车道感知系统，适用于设置有可变分车道的可变换车道，其特征在于，包括依次间隔设置在可变换车道各分车道上停止线后的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，设置在可变换车道路口的微波雷达和方向指示信号灯，以及信号控制机；所述信号控制机信号连接于微波雷达和方向指示信号灯；/n定义可变换车道上车流驶入的方向为可变换车道的来向，则所述车辆自可变换车道的任一分车道来向依次经过第二虚拟线圈和第一虚拟线圈，并且所述第一虚拟线圈设置在可变换车道的渠化末端；/n所述微波雷达信号连接于第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，所述微波雷达用于实时探测可变换车道中可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态，并生成表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号发送至信号控制机；/n所述信号控制机根据其接收的微波雷达发来的表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号，控制可变换车道路口的方向指示信号灯作出如下变化：/n定义第二虚拟线圈至可变换车道前端停止线的长度的为y；/n当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道中一条分车道的排队长度大于或等于y、另一条分车道的排队长度小于y，排队长度大于或等于y的分车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，并且排队长度大于或等于y的分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度大于或等于y的分车道对应的方向指示信号灯的标志；/n当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道的两相邻分车道内排队长度均大于y，并且排队长度最长的分车道的车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度最长的分车道对应的方向指示信号灯的标志；/n当可变分车道及其相邻两分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道及其相邻两分车道内排队长度均大于y，并且与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道对应的方向指示信号灯的标志；/n其中，可变车道调节排队长度为可变换车道调节系数n和可变分车道的排队长度、与可变分车道上一放行周期属性相同的相邻分车道的排队长度之和的乘积；/n否则其他情况，可变分车道对应的方向指示信号灯的标志始终保持不变。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微波雷达智能可变车道感知系统，适用于设置有可变分车道的可变换车道，其特征在于，包括依次间隔设置在可变换车道各分车道上停止线后的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，设置在可变换车道路口的微波雷达和方向指示信号灯，以及信号控制机；所述信号控制机信号连接于微波雷达和方向指示信号灯；
定义可变换车道上车流驶入的方向为可变换车道的来向，则所述车辆自可变换车道的任一分车道来向依次经过第二虚拟线圈和第一虚拟线圈，并且所述第一虚拟线圈设置在可变换车道的渠化末端；
所述微波雷达信号连接于第一虚拟线圈、第二虚拟线圈，所述微波雷达用于实时探测可变换车道中可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态，并生成表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号发送至信号控制机；
所述信号控制机根据其接收的微波雷达发来的表示可变分车道及其相邻两分车道在上一放行周期结束后的排队长度和对应分车道上第一虚拟线圈、第二虚拟线圈的压占状态的信号，控制可变换车道路口的方向指示信号灯作出如下变化：
定义第二虚拟线圈至可变换车道前端停止线的长度的为y；
当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道中一条分车道的排队长度大于或等于y、另一条分车道的排队长度小于y，排队长度大于或等于y的分车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，并且排队长度大于或等于y的分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度大于或等于y的分车道对应的方向指示信号灯的标志；
当可变分车道的排队长度小于y，可变分车道的两相邻分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道的两相邻分车道内排队长度均大于y，并且排队长度最长的分车道的车道属性与可变分车道上一放行周期的车道属性不同，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为排队长度最长的分车道对应的方向指示信号灯的标志；
当可变分车道及其相邻两分车道上的第一虚拟线圈、第二虚拟线圈均被车辆压占，可变分车道及其相邻两分车道内排队长度均大于y，并且与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道的排队长度大于可变车道调节排队长度，则可变分车道对应的方向指示信号灯的标志改变为与可变分车道上一放行周期车道属性不同的相邻分车道对应的方向指示信号灯的标志；
其中，可变车道调节排队长度为可变换车道调节系数n和可变分车道的排队长度、与可变分车道上一放行周期属性相同的相邻分车道的排队长度之和的乘积；
否则其他情况，可变分车道对应的方向指示信号灯的标志始终保持不变。


2.根据权利要求1所述的微波雷达智能可变车道感知系统，其特征在于，还包括信号连接于信号控制机的可变分车道导向信号灯；所述可变分车道导向信号灯设置在可变换车道渠化末端远离停止线一侧，用于指导车辆向可变换车道的通行；所述可变分车道导向信号灯至少设置有第一频闪提示和第二频闪提示，所述第一频闪提示用于在方向指示信号灯变换前的第一设定时长内指示可变分车道的变...

【专利技术属性】
技术研发人员：高路成，吴达，姚俊呈，
申请(专利权)人：南京慧尔视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32