基于人车耦合的安全过街控制方法技术

本发明专利技术公开了基于人车耦合的安全过街控制方法通过人车感知模块感知行人与交叉口过往车辆速度方位特征，通过人车耦合模块进行信息交互，实现人车信息共享与提示，通过信息控制模块互馈式信息模块处理方式，实现行人安全过街信号控制与预警。本发明专利技术解决了传统行人过街控制系统相对独立的弊病，实现了行人步速进行分类，提高特殊行人的检测准确性，有利制定更加适宜特殊人群通行的行人信号控制方案，为特殊行人过街提供便利，实现了行人过街控制和交叉口控制联动，使得城市道路交通的管理与控制更加均衡合理，能够进一步提高道路交通运行效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
基于人车耦合的安全过街控制方法


[0001]本专利技术涉及交通控制
，特别涉及基于人车耦合的安全过街控制方法。

技术介绍

[0002]行人过街是城市道路管理中重要的组成部分，良好的行人过街控制，能够有效提高行人过街的通行安全，促进行人过街的通行效率，合理引导行人过街。
[0003]然而，现有过街信号灯还未能考虑到残障人士以及老年等特殊人群过街，部分存在视距盲区交叉口严重影响行人过街安全，独立的行人信号配时方案依然不能保证行人过街的安全。
[0004]在实际应用中，行人过街控制系统一般仅仅利用行人信号灯进行控制与显示，当前行人信号灯由不同颜色LED灯组成进而进行行人管控，行人通行相位大多与机动车直行相位相匹配。
[0005]一方面，大多交叉口行人信号灯与交叉口管控设备相对独立，不同交叉口结构的复杂性与路侧多设备多系统造成交叉口行人管控的复杂性；
[0006]另一方面，行人信号灯功能的单一性，仅依靠行人信号灯未能对特殊人群提供安全有效的过街保障。
[0007]因此，如何解决现有技术行人过街控制系统相对独立的弊病，实现了行人步速进行分类，提高特殊行人的检测准确性，实现行人过街控制和交叉口控制联动成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术提供基于人车耦合的安全过街控制方法，实现的目的是解决了传统行人过街控制系统相对独立的弊病，实现了行人步速进行分类，提高特殊行人的检测准确性，有利制定更加适宜特殊人群通行的行人信号控制方案，为特殊行人过街提供便利，实现了行人过街控制和交叉口控制联动，使得城市道路交通的管理与控制更加均衡合理，能够进一步提高道路交通运行效率。
[0009]为实现上述目的，本专利技术公开了基于人车耦合的安全过街控制方法；通过人车感知模块感知行人与交叉口过往车辆速度方位特征，通过人车耦合模块进行信息交互，实现人车信息共享与提示，通过信息控制模块互馈式信息模块处理方式，实现行人安全过街信号控制与预警；
[0010]所述人车感知模块结合路侧感应装置与雷达测速装置用于在过街路段中对过街的所述行人进行信息收集，提取所述行人过街速度并对过街的所述行人进行状态研判，获取车辆驶入信息；
[0011]所述人车耦合模块用于判断过街的所述行人中是否存在残障人士、老年人或者儿童的信息，人车信息双向提示，采用回馈式信息机制通过路侧装置将所述行人的信息传输给车辆的车载终端，同时车辆信息被路侧装置所接受反馈给所述人车感知信息模块；
[0012]所述信号控制模块利用获取人车信息进行交叉口相位时间与行人信号控制策略调整，将控制调整后传输给显示器策略实施；
[0013]所述信号控制模块包括行人信号控制器与交叉口信号控制器；
[0014]所述路侧感应装置与所述雷达测速装置通过专用信道进行信息交互处理，信息反馈至路口信号机进行对应过街的交叉口与行人信号相位、绿灯时长、信号周期时长策略调整，并将交叉口区分为不需要二次过街十字交叉口与需要二次过街十字交叉口。
[0015]优选的，所述雷达测速装置设置在行人信号灯上，将扫描区域投射到所述行人的过街区域，用于将所述行人速度信息转变成多普勒频率信息进行输出，降噪后筛选处理出所述行人的步行速度，再根据所述行人的步行速度进行分类；
[0016]所述路侧感应装置包括分别设在交叉口四个行人斑马线进出口位置，能够通过车载OBU进行LTE
‑
V通信；
[0017]所述车载终端支持LTE
‑
V信息采集和存储，采集包括交叉口车辆产生的速度、转向实时信息。
[0018]更优选的，所述人车耦合模块有人车信息交互实施；
[0019]所述路侧感应装置接入车辆的所述车载OBU信息，进行车辆的信息发送与获取行人信息；
[0020]所述行人通过信号灯上加装的声音灯光装置进行过街提示。
[0021]更优选的，所述信号控制模块包括行人信号控制器与交叉口控制器；
[0022]所述路侧感应装置与所述雷达测速装置通过专用信道进行信息交互处理，决策信息反馈至所述信号控制模块，通过所述信号控制模块进行对应过街的交叉口与行人信号相位、绿灯时长和信号周期时长策略的调整。
[0023]更优选的，所述人车感知模块的工作流程具体如下：
[0024]步骤A1、结合每一交叉口过街道路不同形式，设置在所述交叉口的每一所述路侧感应装置分别安置行人过街四个方向；
[0025]行人信号灯上设置的所述雷达测速装置的水平夹角为θ；
[0026]所述雷达测速装置的安装高度为H，扫描区域覆盖相应的所述行人的过街区域，距离所述扫描区域的最近距离为d；
[0027]所述行人的过街区域的单侧的长度为zh_L；
[0028]步骤A2、校验所述雷达测速装置，满足以下关系：
[0029][0030]步骤A3、计算所述雷达测速装置对应的所述行人的过街区域的参数，以及所述行人的步行速度，具体如下：
[0031]f
a
＝Δf
‑
f
d
；
[0032]f
b
＝Δf+f
a
；
[0033][0034]其中，Δf为所述雷达测速装置检测行人发射信号与反射信号的频率差；f
d
为所述雷达测速装置与所述行人相对运动的多普勒频移；f
a
为前半周期正向调频的差频；f
b
为后半
周期负向调频的差频；f0为所述雷达测速装置发射波中心频率；c为光速；v为行人速度；所有数值取正负中规定，靠近所述路侧感应装置的所述行人的所有数值为正，远离所述路侧感应装置的所述行人的所有数值为负；
[0035]步骤A4、车辆信息的感知，即通过所述路侧感应装置获取接入车辆的所述车载OBU信息；
[0036]所述车辆通过车载OBU持续上传车辆位置及运动信息至所述路侧感应装置；
[0037]所述路侧感应装置接收记录车辆的速度转向信息；
[0038]步骤A5、所述路侧感应装置获取信息进行分析，选出存在转向车辆的信息，将车辆信息与过街行人的速度信息传入所述人车耦合模块。
[0039]更优选的，所述人车耦合模块的工作流程具体如下：
[0040]步骤B1、记交叉口某一方向斑马线处行人控制相位处于允许行人通行的绿灯及绿灯闪烁时的状态为该方向的行人相位。当交叉口某一方向处于行人相位时，若所述雷达测速装置能检测到速度说明相应的扫描区域仍然有所述行人过街，则将存在行人的信息传递给相应的所述路侧感应装置；
[0041]所述路侧感应装置将行人信息传给车辆的车载OBU，使得车辆驾驶人员及时获知行人信息；
[0042]步骤B2、人车进行信息交互时，车辆的车载OBU进入交叉口时，通过通信将车辆转向信息和分析轨迹信息传至相应的所述路侧感应装置；
[0043]在除设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人车耦合的安全过街控制方法；通过人车感知模块感知行人与交叉口过往车辆速度方位特征，通过人车耦合模块进行信息交互，实现人车信息共享与提示，通过信息控制模块互馈式信息模块处理方式，实现行人安全过街信号控制与预警；所述人车感知模块结合路侧感应装置与雷达测速装置用于在过街路段中对过街的所述行人进行信息收集，提取所述行人过街速度并对过街的所述行人进行状态研判，获取车辆驶入信息；所述人车耦合模块用于判断过街的所述行人中是否存在残障人士、老年人或者儿童的信息，人车信息双向提示，采用回馈式信息机制通过路侧装置将所述行人的信息传输给车辆的车载终端，同时车辆信息被路侧装置所接受反馈给所述人车感知信息模块；所述信号控制模块利用获取人车信息进行交叉口相位时间与行人信号控制策略调整，将控制调整后传输给显示器策略实施；所述信号控制模块包括行人信号控制器与交叉口信号控制器；所述路侧感应装置与所述雷达测速装置通过专用信道进行信息交互处理，信息反馈至路口信号机进行对应过街的交叉口与行人信号相位、绿灯时长、信号周期时长策略调整，并将交叉口区分为不需要二次过街十字交叉口与需要二次过街十字交叉口。2.根据权利要求1所述的基于人车耦合的安全过街控制方法，其特征在于，所述雷达测速装置设置在行人信号灯上，将扫描区域投射到所述行人的过街区域，用于将所述行人速度信息转变成多普勒频率信息进行输出，降噪后筛选处理出所述行人的步行速度，再根据所述行人的步行速度进行分类；所述路侧感应装置包括分别设在交叉口四个行人斑马线进出口位置，能够通过车载OBU进行LTE
‑
V通信；所述车载终端支持LTE
‑
V信息采集和存储，采集包括交叉口车辆产生的速度、转向实时信息。3.根据权利要求2所述的基于人车耦合的安全过街控制方法，其特征在于，所述人车耦合模块有人车信息交互实施；所述路侧感应装置接入车辆的所述车载OBU信息，进行车辆的信息发送与获取行人信息；所述行人通过信号灯上加装的声音灯光装置进行过街提示。4.根据权利要求3所述的基于人车耦合的安全过街控制方法，其特征在于，所述信号控制模块包括行人信号控制器与交叉口控制器；所述路侧感应装置与所述雷达测速装置通过专用信道进行信息交互处理，决策信息反馈至所述信号控制模块，通过所述信号控制模块进行对应过街的交叉口与行人信号相位、绿灯时长和信号周期时长策略的调整。5.根据权利要求4所述的基于人车耦合的安全过街控制方法，其特征在于，所述人车感知模块的工作流程具体如下：步骤A1、结合每一交叉口过街道路不同形式，设置在所述交叉口的每一所述路侧感应装置分别安置行人过街四个方向；行人信号灯上设置的所述雷达测速装置的水平夹角为θ；所述雷达测速装置的安装高度为H，扫描区域覆盖相应的所述行人的过街区域，距离所
述扫描区域的最近距离为d；所述行人的过街区域的单侧的长度为zh_L；步骤A2、校验所述雷达测速装置，满足以下关系：步骤A3、计算所述雷达测速装置对应的所述行人的过街区域的参数，以及所述行人的步行速度，具体如下：f
a
＝Δf
‑
f
d
；f
b
＝Δf+f
a
；其中，Δf为所述雷达测速装置检测行人发射信号与反射信号的频率差；f
d
为所述雷达测速装置与所述行人相对运动的多普勒频移；f
a
为前半周期正向调频的差频；f
b
为后半周期负向调频的差频；f0为所述雷达测速装置发射波中心频率；c为光速；v为行人速度；所有数值取正负中规定，靠近所述路侧感应装置的所述行人的所有数值为正，远离所述路侧感应装置的所述行人的所有数值为负；步骤A4、车辆信息的感知，即通过所述路侧感应装置获取接入车辆的所述车载OBU信息；所述车辆通过车载OBU持续上传车辆位置及运动信息至所述路侧感应装置；所述路侧感应装置接收记录车辆的速度转向信息；步骤A5、所述路侧感应装置获取信息进行分析，选出存在转向车辆的信息，将车辆信息与过街行人的速度信息传入所述人车耦合模块。6.根据权利要求5所述的基于人车耦合的安全过街控制方法，其特征在于，所述人车耦合模块的工作流程具体如下：步骤B1、记交叉口某一方向斑马线处行人控制相位处于允许行人通行的绿灯及绿灯闪烁时的状态为该方向的行人相位。当交叉口某一方向处于行人相位时，若所述雷达测速装置能检测到速度说明相应的扫描区域仍然有所述行人过街，则将存在行人的信息传递给相应的所述路侧感应装置；所述路侧感应装置将行人信息传给车辆的车载OBU，使得车辆驾驶人员及时获知行人信息；步骤B2、人车进行信息交互时，车辆的车载OBU进入交叉口时，通过通信将车辆转向信息和分析轨迹信息传至相应的所述路侧感应装置；在除设置右转专用道路口外，在右转车辆与过街行人存在冲突时，结合相应的所述路侧感应装置来进行人车轨迹分析，将路口一般分成不需要二次过街路口和二次过街的大型路口，但是人车轨迹分析方法相同；通过小型交叉口车辆的转弯位置如下：
其中，Y
car
为车辆转弯进入交叉口纵向偏移量；X
car
为车辆转弯进入交叉口横向偏移量；t
S
为行人相位时车辆开始进入转弯时刻；t
N
为行人相位时的当前时刻；dt为以t为变量的微变量；ω为车辆转向车体水平角；v
car
为车辆转弯速度；若则车载OBU正常，否则提示当前行驶错误，并修正行驶保证车辆转弯纵向偏移至符合条件；其中，R为交叉口设计转弯半径；ε为车身与路缘安全距离；width
car
为车辆宽度；行人相位时，靠近右转车道行人位置纵向分布为：Y
ped
＝v
·
t
N
；其中，Y
ped
为靠近右转车道行人纵向偏移量；当Y
car
‑
R+ε＜Y
ped
＜Y
car
‑
R+ε+width
car
时，提醒车辆前方路径存在行人，礼让行...

【专利技术属性】
技术研发人员：保丽霞，王秋兰，刘玉喆，姜滟，季楠，祁坤，
申请(专利权)人：上海市城市建设设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：