[发明专利]一种基于高位视频分析交通冲突的信号控制装置及方法

权利要求书

1.一种基于高位视频分析交通冲突的信号控制装置，用于针对冲突路段上游与之相邻的信号机进行信号控制，其特征在于：包括高位视频采集设备、视频图像分析系统、联网联控装置及信号机信号方案数据库；

所述信号机信号方案数据库用于存储各信号机执行包括应急方案在内的信号控制方案的状态信息，所述高位视频采集设备用于采集路段上的交通流信息并实时传输给视频图像分析系统，所述视频图像分析系统用于处理视频图像、分析数据并识别和统计交通冲突行为，所述联网联控装置用于获取视频图像分析系统所分析到的冲突信息，并结合信号机信号方案数据库，针对冲突路段上游的信号机，调整其信号方案，实现对交通冲突路段的信号控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于高位视频分析交通冲突的信号控制装置，其特征在于：所述高位视频采集设备位于冲突路段上的预设高度处，采集视频图像的视角为垂直于路面的俯瞰视角。

3.一种根据权利要求1所述的基于高位视频分析交通冲突的信号控制装置的方法，其特征在于，根据在预设的一个冲突采集周期内实时采集的目标路段的视频流信息，对发送至冲突路段上游的信号机的信号进行控制，具体包括以下步骤：

步骤A.采集目标路段的交通流视频，然后进入步骤B；

步骤B.对采集到的交通流视频进行图像处理与数据提取，获取目标路段上车辆的行驶状态与轨迹信息，然后进入步骤C；

步骤C.根据采集到的车辆的行驶状态与轨迹信息，针对目标路段上的每一个车辆，根据车辆当前的行为，分别计算各个车辆的交通冲突指标，包括追尾冲突的碰撞时间和变道冲突的后侵入时间，分别比较计算出的各个车辆的交通冲突指标与阈值的大小，判定是否识别为交通冲突，然后进入步骤D；

步骤D.分别针对追尾冲突和变道冲突，计算目标路段上的针对各个交通冲突类型的交通冲突率，然后进入步骤E；

步骤E.根据各个交通冲突率所在的预设的交通冲突率指标区间，选择信号控制方案，并向目标路段的上游信号机发出指令信号，调整信号控制方案。

4.根据权利要求3所述的一种基于高位视频分析交通冲突的信号控制装置的方法，其特征在于，所述步骤B中获取的目标路段上车辆的行驶状态与轨迹信息，包括车辆长度、车辆速度、车辆实时位置、车辆行驶方向、车流量；

分别针对目标路段上的每一个车辆，在车辆保持原车道行驶的行为模式下，碰撞时间TTC通过以下步骤获得：

步骤C1-1.分别针对每一个保持原车道行驶的目标车辆，该车辆的碰撞时间用以下公式随时间连续计算：

其中，t为统计的时刻，L表示同一车道上的前导车辆，F表示该车辆，X是车辆位置参数，V是车辆的速度，D是车辆的长度，TTC_t为目标车辆与前导车辆在时刻t发生碰撞所需要的时间，X_L，t为前导车辆车头所在位置，X_F，t为目标车辆的车头所在位置，D_L为前导车辆的长度，V_F，t为目标车辆的速度，V_L，t为前导车辆的速度；

步骤C1-2.在一个冲突采集周期内，分别计算各个目标车辆i与前导车辆之间的最小碰撞时间作为该目标车辆i在该冲突采集周期内的TTC值，即minTTC_i。