【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路交叉口渠化；具体地，涉及一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法。
技术介绍
1、《城市道路交通标志和标线设置规范》(gb51038-2015)提出“当平面交叉口范围较大、交通组织复杂或交通流冲突严重时应设置路口导向线”。左转路口导向线用于规范交叉口左转车辆的行驶秩序，对于复杂道路交叉口正常通行具有很好的辅助作用。
2、现阶段针对左转导向线的设计方法研究较少，目前左转导向线的设计通常参考《城市道路交通标志和标线设置规范》(gb51038-2015)，但规范里尚没有具体的设计方法，大多依靠设计、施工人员的经验，以及静态的几何计算，例如公开号cn 105568802 a的专利便是采用了交叉口的几何参数进行设计，这种设计方法只局限于十字交叉口，左转导向线设计没有充分考虑交通参与者的行为习惯，左转车辆可能产生侧面碰撞等不必要的交通事故；而对于不规则交叉口，不能根据标准规范设计出符合线形需求的左转导向线，该设计方法缺乏适应性。
3、现行规范《公路路线设计规范》（jtgd20-2017）“10.4转弯设计”中提出了“平面交叉转弯曲线的线形及路幅宽度应根据设计车辆的转弯行迹确定”的设计原则，仍然没有给出具体的方法，虽然已有研究提出了采用车辆行驶轨迹进行左转导向线设置，例如公开号cn 117286751 a的专利，对等待左转车辆进行三个区域划分，筛选连续两辆车辆自检测线到出口道停止线通行时间之和最短的轨迹进行拟合平移，得到不同区域各自的左转引导线，但该方法是建立在设置左转待转区的路口的基础上，并
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题和缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，该方法利用历史车辆轨迹大数据，通过计算车辆轨迹数据重合密度分析左转车辆驾驶人行为习惯，在对左转导向线设计时，综合考虑左转车辆驾驶人行为习惯和不同车辆类型的宽度对左转导向线的影响，该方法更符合人因工程，具有普适性，能够解决车型不同造成左转导向线的偏差问题，确保左转车辆通行效率，保证交叉口的交通安全。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤s1：对道路转向路口区域进行视频拍摄，对视频数据进行处理，获取车辆左转视频片段；
5、步骤s2：利用车辆左转视频片段分辨车辆类型，提取车辆行驶轨迹并将提取的车辆行驶轨迹转化为现实坐标；
6、步骤s3：根据车辆行驶轨迹对车辆左转导向区进行确定；
7、步骤s3.1：车辆行驶区域各像素密度的计算
8、将世界坐标系下的车道线和车辆轨迹按同一比例缩放到二维平面，建立路口的坐标系；初始化整个平面区域u中的像素点，为像素点横坐标，为像素点纵坐标，为像素点被车辆行驶过的次数，默认为0，为像素点的密度，默认为0；
9、将缩放且经过坐标系转化后的车辆行驶轨迹绘制在平面区域u上，使用最小二乘法对车辆行驶轨迹进行二次多项式拟合；对离散序列，使用最小二乘法进行线性拟合，求解得到左转车辆的行驶轨迹曲线；
10、将求解得到的行驶轨迹曲线上的每个点作为中点，以法线方向画长度为w的线段，将得到的线段同侧端点相连，即形成左转车辆行驶区域的两条外边缘曲线，根据两条外边缘曲线确定车辆左转行驶区域；根据所有车辆左转行驶区域对平面区域u的像素点的值进行叠加，得到平面区域u内每个像素点的最终值；
11、步骤s3.2：根据像素密度确定左转导向区；
12、计算平面区域u内每个像素点的值，，为总车辆数，将大于密度50%的像素点所形成的区域设置为左转导向区，左转导向区的像素点组成了集合b；
13、步骤s4：根据左转导向区确定左转导向线；
14、步骤s4.1：对左转导向区进行边缘拟合
15、设有两条左转车道，在所组成的区域中，从集合b中选取符合以下条件的像素点：当相同，为最大值；当相同，为最小值，组成集合d；使用三次多项式将集合d中的像素点与第一条左转进口道内侧起点sp1、第一条左转出口道内侧终点tp1进行拟合求最优解，求得内侧左转导向线；式中，a、b、c、d均为常数；其中，以最外侧左转进口车道线所在直线为轴，以最外侧左转进口道停止线所在直线为轴，表示内侧第一条左转进口道宽度，表示内侧第二条左转进口道宽度；表示第一条左转出口道内侧终点到轴的距离， 表示第一条左转出口道内侧终点到轴的距离；
16、在所组成的区域中，从集合b中选取符合以下条件的像素点：当相同，为最小值；当相同，为最大值，组成集合e；使用三次多项式将集合e中的像素点与第二条左转进口道外侧起点sp2、第二条左转出口道外侧终点tp2进行拟合求最优解，求得外侧左转导向线；其中，表示第二条左转出口道外侧终点到轴的距离， 表示第二条左转出口道外侧终点到轴的距离；
17、将求得的内外侧左转导向线与车辆左转行驶区域进行对比，将超出左转导向线的车辆按照类型统计数量，并除所属类型车辆的总数，得到比值，当 q在阈值范围内，认定左转导向线符合要求，反之则需要执行步骤s4.2；
18、步骤s4.2：左转导向线的修正；
19、判断不同类型车辆之间的数量是否平衡，若不平衡，则判断是否能够增加车辆左转视频数量使之不同类型车辆之间的左转视频数量平衡，若是，则增加车辆左转视频数量，执行步骤s2至s4；反之，则执行步骤s3.1重新计算车辆行驶区域各像素密度或执行步骤s3.2重新确定左转导向区，以修正左转导向线，使其符合要求；
20、重新计算车辆行驶区域各像素密度时，对于车辆类型数量多的车辆所形成的车辆左转行驶区内像素点值+1，对于车辆类型数量少的车辆所形成的车辆左转行驶区内像素点值+n，n>1；
21、在重新确定左转导向区时，降低左转导向区的像素密度选择条件，将其控制在30-50%。
22、作为本专利技术的优选，所述内侧左转导向线与外侧左转导向线之间还设左转导向线，具体设计方法为：做直线过sp1、sp2与过tp1、tp2的直线相交于m点，从m点分别向两条直线组成的扇形区域内做m条射线，m通常为5-10，m条射线与内侧左转导向线、外侧左转导向线的交点构成集合h={（p11，p12），（p21，p22），……，（pm1，pm2）}；取线段 (pm1，pm2) 的中点组成集合f；使用三次多项式将集合f中的像素点与第一条左转进口道外侧起点sp、第一条左转出口道外侧终点tp本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，所述内侧左转导向线与外侧左转导向线之间还设左转导向线，具体设计方法为：做直线过SP1、SP2与过TP1、TP2的直线相交于M点，从M点分别向两条直线组成的扇形区域内做m条射线，m通常为5-10，m条射线与内侧左转导向线、外侧左转导向线的交点构成集合H={（P11，P12），（P21，P22），……，（Pm1，Pm2）}；取线段 (Pm1，Pm2) 的中点组成集合F；使用三次多项式将集合F中的像素点与第一条左转进口道外侧起点SP、第一条左转出口道外侧终点TP进行拟合求最优解即可。
3.根据权利要求1所述的一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，步骤S2.1中，所述改进后的车辆检测模型是通过对E-RT-DETR模型进行训练得到，所述E-RT-DE
5.根据权利要求3所述的一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，步骤S2.2的步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆轨迹数据的道路左转导向线优化设计方法，其特征在于，所述内侧左转导向线与外侧左转导向线之间还设左转导向线，具体设计方法为：做直线过sp1、sp2与过tp1、tp2的直线相交于m点，从m点分别向两条直线组成的扇形区域内做m条射线，m通常为5-10，m条射线与内侧左转导向线、外侧左转导向线的交点构成集合h={（p11，p12），（p21，p22），……，（pm1，pm2）}；取线段 (pm1，pm2) 的中点组成集合f；使用三次多项式将集合f中的像素点与第一条左转进口道外侧起点sp、第一条左转出口道外侧终点tp进行拟合求最优解即可。
3.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：李敏，席建锋，李铸鹏，冯婷，袁蕾，张克鑫，丁同强，郑黎黎，龙思与，靳秉毅，张华山，张建玉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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