[发明专利]基于二维激光扫描仪的路口交通冲突检测及安全评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种路口交通冲突检测和安全评价的方法。利用多台二维激光扫描仪进行路口运动物体运动参数的采集与融合，通过各个运动参数计算交通参与单元之间的交通冲突参数及冲突严重程度，在对交叉路口严重冲突统计和交通量统计的基础上，构建基于交通冲突的交叉口安全状态评价方法，实现对交叉口安全状态的评价与监控。本发明具有成本低，准确，快速的特点，为进行路口交通冲突的研究带来了便捷，有利于对路口交通管制实施有效改进，确保交通安全。

背景技术

我国交通冲突技术及安全评价的相关研究：

我国于1987年才引入交通冲突技术，经过20年的研究取得了一些研究成果：1994年，张苏将瑞典海顿(C.Hyden)博士的专著《交通冲突技术》翻译成中文，国内第一次比较全面系统地接触到了交通冲突技术；1997年，刘小明、段海林等结合我国平面交叉口混合交通特性，对基于交通冲突技术的安全评价方法的标准化程序进行了研究，并建立了以交通冲突为基础的交叉口交通冲突概率分布模型；1998年，张苏在其博士论文的基础上发表了《中国交通冲突技术》一书，为建立符合我国交通特性的交通冲突技术做了进一步的探讨；2000年，周伟、罗石贵等应用交通冲突技术对路段交通事故多发点的鉴别进行了探讨，并采用郑州黄河公路大桥的冲突观测数据验证了方法的有效性，丰富了现有的交通冲突技术理论；2005年，王学明、聂磊等应用TCT(交通冲突技术)对自行车交通安全状况进行了分析和安全评价；成卫对城市道路交通事故与交通冲突的理论关系模型展开了详细的研究，并结合聚类分析等数学方法对实际交叉口的安全状况进行了评价，为平交口安全评价提供了一种新的研究途径。

总体来说，我国对交通冲突技术的研究与应用仍处于起步阶段。社会对整个道路安全近年才重视起来，对TCT更是缺少研究的环境和平台，研究成果也仅停留在理论上，实际应用较少，研究模式也基本参照发达国家的经验，与我国实际交通特点结合得不够，可操作性不强。因此有必要研究开发适合中国交通特性的混合交通条件下的可操作性强的交通冲突检测技术。

国内外交通冲突检测技术的现状：

交通冲突自动检测方面，1977年，英国道路交通研究所开始研究交通冲突自动记录系统，但由于系统过于复杂而失败；1984年，在瑞典的马尔默市进行了TCT的国际型校正工作中，荷兰理工学院首次运用了自动记录系统测评交通冲突；1987年，瑞典与荷兰进行了利用冲突成像技术研究记录冲突的形成过程。

近几年，加拿大不列颠哥伦比亚大学Tarek Sayed和Nialas Saunier等一直致力于交通冲突的自动检测系统研究，尝试开发了一种基于视频的交叉口交通安全自动分析系统，不过尚处于试验阶段，离实际应用还有一段距离。该系统首先采用基于特征的车辆跟踪算法实现对交叉口范围内的车辆跟踪，然后以采集到的车辆运动轨迹数据为基础，结合隐马尔可夫模型(HMM)实现对相关行车轨迹的自动搜索，识别出发生冲突的轨迹簇，以达到交通冲突自动检测的目的。

交通冲突检测在国内研究相对较少。谭铁牛等提出了一种基于三维模型车辆跟踪的交通事故概率预测方法，该方法首先采用基于三维模型的车辆跟踪获得车辆运动轨迹样本数据，然后采用模糊自组织神经网络算法，以样本数据为训练对象，学习车辆运动模式和规律。经过训练后的系统对现有车辆的运动轨迹加以匹配和预测，并计算出交通事故发生的概率。但国内尚未见到基于激光扫描仪的交通冲突检测相关研究。

检索现有技术，已有一些专利申请提供了一些解决方法。如专利申请号：200810171317.6，专利名称《基于多激光扫描仪的数据融合方法及系统》；专利申请号：200810170194.4，专利名称《基于多激光扫描仪的移动目标跟踪方法及系统》，专利申请号：200910091650.0，专利名称《一种采用激光扫描的行人前进方向判断方法》。这些技术只是进行了数据的融合、移动目标的跟踪和方向判别，未涉及到交通冲突的自动检测和安全评价，技术的实用性有欠缺。因此研究一种高效的、实用性和准确性强的交通冲突检测和安全评价方法具有重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足和缺陷，提出一种基于二维激光扫描仪的路口交通冲突检测和安全评价的方法。

本发明通过下述技术实现：

1.利用二维激光数据的融合方法，确定路口运动物体的运动参数；通过等间隔时刻运动物体的坐标和灰色预测模型对物体的运动轨迹进行预测，从而确定冲突点和冲突距离；在对交叉路口冲突统计和交通量统计的基础上，利用灰色聚类分析对交叉口的安全状态做出评价。