[发明专利]一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法

权利要求书

1.一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1，采集实景建模区域的基础地形数据及纹理信息，搭建城市三维仿真场景；

S2，根据不同车道数路口的相位，编写相位控制脚本，用于控制红绿灯固定配时的相位变化；并且编写车辆运动控制脚本，用于模拟在高峰时段和非高峰时段的车流；

S3，基于目标跟踪算法进行车流量的统计：在检测区域中对运动的车辆目标进行检测、匹配和跟踪，确定车辆的运动轨迹，根据其运动轨迹的持续性完成车辆目标的计数；

S4，根据步骤S3获得的车流量，计算不同车道数路口的相位配时时长，得出最佳信号灯配时方案；根据各路口不同相位的实时配时结果，结合步骤S2的相位控制脚本进行实时相位调控，并利用步骤S2的车辆运动控制脚本进行车辆控制；

S5，将步骤S4的配时方案反馈到三维仿真场景中，利用步骤S3的方法统计优化配时后的车流量，再次计算不同车道数路口的相位配时时长，对信号灯配时方案进一步优化，并进行相位调控及车辆运动的控制。

2.根据权利要求1所述的一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤S1中，城市三维仿真场景包括由双向四车道、双向六车道、双向八车道及道路交叉口形成的城市道路仿真交通网，在仿真交通网的各个路口设有摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中，在每个车道添加路标点，给车辆模型加触发器，并在车辆前面添加引导球，当车辆运动碰到路标点时引导球引导车辆驶向下一个路标点；所述车辆自动控制模块控制车辆自动根据路口信号灯相位执行启停动作及自动碰撞避免。

4.根据权利要求1所述的一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤：

(1)对场景实时采集视频，利用基于Canny算子的边缘检测法来提取车辆的轮廓信息，根据车辆的有效特征结合特征匹配算法，在序列图像上找出与汽车模型最相似的位置，对连通区域进行标记，画出连通区域的最小外接矩形，从而实现对视频中运动车辆的提取和定位；

(2)利用找到的车辆轮廓矩形边界，得到包围汽车矩形边界的质心，判断同一个车辆目标在检测区中的运动情况，当车辆质心越过仿真场景中的检测线，开始统计车流量。

5.根据权利要求1所述的一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤S4中，根据统计的车流量利用自适应配时算法得出信号灯最佳配时优化方案，并实时控制相位变化和车辆运动，统计当前配时方案的平均车速、通车流量及车辆总等待时间的总时间。

6.根据权利要求1所述的一种红绿灯配时优化与仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤S5中，配时后反馈到三维场景中，重复步骤S3，计算配时后各路口的车流量，对配时方案做进一步优化；根据优化后的配时方案的各相位配时信息，统计早晚高峰时段的平均车流量和通车流量，同时统计出优化后的配时方案相对于优化前的配时方案车辆等待减少的总时间。