本发明专利技术公开了基于数字孪生的交通信号灯控制方法、装置、设备及介质，涉及智能交通技术领域。该方法包括：根据数字孪生技术构建环境建模，并识别位于环境建模中的动态元素，环境建模包括目标路口、目标路口的上游或下游路口、目标路口和上游或下游路口之间的道路，动态元素包括机动车、非机动车、行人中的至少之一；根据环境建模和动态元素，预测下一时刻到达目标路口的目标动态元素的个数和运动方向；根据目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理；若不合理，则生成目标控制方案，并在下一时刻根据目标控制方案控制目标路口的交通信号灯。本方案能够智能调控交通信号灯，提高路口的通行效率。路口的通行效率。路口的通行效率。
【技术实现步骤摘要】
基于数字孪生的交通信号灯控制方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种基于数字孪生的交通信号灯控制方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]随着道路交通设施的逐渐完善和私人车辆数的增加，道路交通问题日益严重。
[0003]目前，道路的路口中通过布设交通信号灯来指示行人和车辆的通行，交通信号灯的变化周期是固定的，即交通信号灯根据预设的时间间隔来实现不同颜色的信号灯的周期性变化。然而，这种方案可能会出现某一方向上交通信号灯为绿灯，但是该方向并无车辆和行人通行；而另一方向上交通信号灯为红灯，且该方向上有车辆和/或行人在等待的情况。从而导致道路通行能力下降，造成交通资源浪费。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种基于数字孪生的交通信号灯控制方法、装置、设备及介质，能够智能调控交通信号灯，提高路口的通行效率。
[0005]根据本专利技术的一方面，提供了一种基于数字孪生的交通信号灯控制方法，包括：根据数字孪生技术构建环境建模，并识别位于环境建模中的动态元素，其中，环境建模包括目标路口、目标路口的上游或下游路口、目标路口和上游或下游路口之间的道路，动态元素包括机动车、非机动车、行人中的至少之一；根据环境建模和动态元素，预测下一时刻到达目标路口的目标动态元素的个数和运动方向；根据目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理；若原始控制方案不合理，则生成目标控制方案，并在下一时刻根据目标控制方案控制目标路口的交通信号灯。
[0006]可选的，环境建模还包括储藏空间；下一时刻到达目标路口的目标动态元素的个数根据以下任一原则进行预测：每当有一个新动态元素从储藏空间出来，目标动态元素的个数等于动态元素的个数加一；每当动态元素中的任一动态元素进入储藏空间，目标动态元素的个数等于动态元素的个数减一；目标动态元素的个数等于M*a+N*b，其中，M为目标路口的上游或下游路口的动态元素的个数，a为第一元素权重，N为从储藏空间出来的动态元素的个数，b为第二元素权重。
[0007]可选的，下一时刻到达目标路口的目标动态元素的运动方向根据以下原则中的至少之一进行预测：目标动态元素的运动方向根据历史通行数据确定；若目标动态元素为机动车或非机动车、且目标路口不具有特殊功能的车道线，则
目标动态元素左拐、直行、右拐的概率均为1/3；若目标动态元素为机动车或非机动车、且目标路口具有特殊功能的车道线，则目标动态元素的运动方向根据目标动态元素所处的车道线确定；若目标动态元素为处于移动状态的行人，则目标动态元素沿东西方向运动、沿南北方向运动的概率均为1/2；若目标动态元素为处于非移动状态的行人、且行人与目标路口的斑马线的距离小于或者等于预设阈值，则目标动态元素的运动方向根据原始控制方案确定。
[0008]可选的，根据目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理，包括：根据每个目标动态元素的运动方向，将所有目标动态元素分为东西方向元素和南北方向元素；分别计算东西方向元素的综合评分和南北方向元素的综合评分；根据东西方向元素的综合评分和南北方向元素的综合评分，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理。
[0009]可选的，东西方向元素的综合评分等于i1*x+i2*y+i3*z；南北方向元素的综合评分等于j1*x+j2*y+j3*z；其中，i1为东西方向元素中机动车的个数，i2为东西方向元素中非机动车的个数，i3为东西方向元素中行人的个数；j1为南北方向元素中机动车的个数，j2为南北方向元素中非机动车的个数，j3为南北方向元素中行人的个数；x为机动车的权重，y为非机动车的权重，z为行人的权重。
[0010]可选的，根据东西方向元素的综合评分和南北方向元素的综合评分，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理，包括：若东西方向元素的综合评分大于南北方向元素的综合评分、且原始控制方案中东西方向为绿灯，南北方向为红灯，则确定原始控制方案合理；若东西方向元素的综合评分大于南北方向元素的综合评分、且原始控制方案中东西方向为红灯，南北方向为绿灯，则确定原始控制方案不合理；若东西方向元素的综合评分小于南北方向元素的综合评分、且原始控制方案中东西方向为绿灯，南北方向为红灯，则确定原始控制方案不合理；若东西方向元素的综合评分小于南北方向元素的综合评分、且原始控制方案中东西方向为红灯，南北方向为绿灯，则确定原始控制方案合理。
[0011]可选的，在生成目标控制方案后，还包括：判断原始控制方案的已执行时长是否大于或者等于最低持续时长；若原始控制方案的已执行时长小于最低持续时长，则维持原始控制方案不变，并丢弃目标控制方案；若原始控制方案的已执行时长大于或者等于最低持续时长，则在下一时刻根据目标控制方案控制目标路口的交通信号灯。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种基于数字孪生的交通信号灯控制装置，包括：建模模块，预测模块，判断模块和控制模块；建模模块，用于根据数字孪生技术构建环境建模，并识别位于环境建模中的动态
元素，其中，环境建模包括目标路口、目标路口的上游或下游路口、目标路口和上游或下游路口之间的道路，动态元素包括机动车、非机动车、行人中的至少之一；预测模块，用于根据环境建模和动态元素，预测下一时刻到达目标路口的目标动态元素的个数和运动方向；判断模块，用于根据目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理；控制模块，用于若原始控制方案不合理，则生成目标控制方案，并在下一时刻根据目标控制方案控制目标路口的交通信号灯。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的基于数字孪生的交通信号灯控制方法。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例的基于数字孪生的交通信号灯控制方法。
[0015]本专利技术实施例的技术方案，通过路口的实际情况判断下一时刻目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理，并在原始控制方案不合理时重新生成目标控制方案，以目标控制方案控制目标路口的交通信号灯。从而实现了交通信号灯与机动车、非机动车、行人的动态感知与配合，避免了交通资源浪费的情况，提高了路口的通行效率。
[0016]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的交通信号灯控制方法，其特征在于，包括：根据数字孪生技术构建环境建模，并识别位于所述环境建模中的动态元素，其中，所述环境建模包括目标路口、目标路口的上游或下游路口、所述目标路口和所述上游或下游路口之间的道路，所述动态元素包括机动车、非机动车、行人中的至少之一；根据所述环境建模和所述动态元素，预测下一时刻到达所述目标路口的目标动态元素的个数和运动方向；根据所述目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻所述目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理；若所述原始控制方案不合理，则生成目标控制方案，并在下一时刻根据所述目标控制方案控制所述目标路口的交通信号灯。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环境建模还包括储藏空间；下一时刻到达所述目标路口的所述目标动态元素的个数根据以下任一原则进行预测：每当有一个新动态元素从所述储藏空间出来，所述目标动态元素的个数等于所述动态元素的个数加一；每当所述动态元素中的任一动态元素进入所述储藏空间，所述目标动态元素的个数等于所述动态元素的个数减一；所述目标动态元素的个数等于M*a+N*b，其中，M为所述目标路口的上游或下游路口的动态元素的个数，a为第一元素权重，N为从所述储藏空间出来的动态元素的个数，b为第二元素权重。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下一时刻到达所述目标路口的所述目标动态元素的运动方向根据以下原则中的至少之一进行预测：所述目标动态元素的运动方向根据历史通行数据确定；若所述目标动态元素为机动车或非机动车、且所述目标路口不具有特殊功能的车道线，则所述目标动态元素左拐、直行、右拐的概率均为1/3；若所述目标动态元素为机动车或非机动车、且所述目标路口具有特殊功能的车道线，则所述目标动态元素的运动方向根据所述目标动态元素所处的车道线确定；若所述目标动态元素为处于移动状态的行人，则所述目标动态元素沿东西方向运动、沿南北方向运动的概率均为1/2；若所述目标动态元素为处于非移动状态的行人、且行人与所述目标路口的斑马线的距离小于或者等于预设阈值，则所述目标动态元素的运动方向根据所述原始控制方案确定。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标动态元素的个数和运动方向，判断下一时刻所述目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理，包括：根据每个所述目标动态元素的运动方向，将所有所述目标动态元素分为东西方向元素和南北方向元素；分别计算所述东西方向元素的综合评分和所述南北方向元素的综合评分；根据所述东西方向元素的综合评分和所述南北方向元素的综合评分，判断下一时刻所述目标路口的交通信号灯的原始控制方案是否合理。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述东西方向元素的综合评分等于i1*x+i2*y+i3*z；所述南北方向元素的综合评分等于j1*x+j2*y+j3*z；
其中，i1为所述东西方向元素中机动车的个数，i2为所述东西方向元素中非机动车的个数，i3为所述东西方向元素中行人的个数；...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡越，陈录城，盛国军，罗丽莎，鲁效平，贾营坤，赵琳，
申请(专利权)人：卡奥斯工业智能研究院青岛有限公司海尔卡奥斯物联生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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