[发明专利]一种四相位信号交叉口的流向冲突判别和配时优化方法

说明书

本发明公开了一种四相位信号交叉口的流向冲突判别和配时优化方法，包括：1、对四相位信号交叉口的航拍视频中每一帧图像上的交叉口区域进行栅格化处理；2、利用yolo算法和deepsort算法对车辆轨迹数据进行提取；3、利用车辆识别框与栅格的关系判断栅格内每辆车的冲突发生情况；4、判断交叉口内各车辆流向的冲突常发性区域；5、对所判定的常发性冲突进行优化。本发明能根据车辆轨迹数据判断出交叉口内各流向的冲突常发性区域，从而能对四相位交叉口的冲突进行针对性地优化，使车辆通行既安全又顺畅、高效。

技术领域

本发明涉及交通安全技术领域，具体是一种四相位信号交叉口的流向冲突判别和配时优化方法。

背景技术

交叉口作为路网中的关键节点，其通行状况往往影响着相接道路乃至周边区域路网的安全状况及服务水平。但随着城市机动车、非机动车保有量不断增加，在诸多城市中心城区高峰时段，交叉口各种流向的交通需求愈加复杂。虽然交叉口通过常规的信号相位划分，解决了机动车主要流向之间的冲突问题，但实际运行中仍然存在一些机动车与机动车、机动车与非机动车之间直接或者间接的流向冲突，严重影响交叉口交通效率与通行安全。而现今车路协同环境下的车流冲突及碰撞研究方法中，多将车辆视为质点或圆模型，均未考虑车辆尺寸大小，进行车辆冲突识别时误差较大，从而增加了车辆碰撞的风险。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种四相位信号交叉口的流向冲突判别和配时优化方法，以期能根据车辆轨迹数据判断出交叉口内各流向的冲突常发性区域，从而能对四相位交叉口的冲突进行针对性地优化，使车辆通行既安全又顺畅、高效。

本发明为达到上述发明目的，采用如下技术方案：

本发明一种四相位信号交叉口的流向冲突判别和配时优化方法的特点在于，是按如下步骤进行：

步骤一：对四相位信号交叉口的航拍视频中每一帧图像上的交叉口区域进行栅格化处理，得到每一帧图像上的若干个边长为w的栅格，其中，所述交叉口区域是指交叉口四条停车线的延长线与交叉口边缘线的相交区域，所述四相位交叉口是指相位1为南北方向直行相位、相位2为南北方向左转相位、相位3为东西方向直行相位、相位4为东西方向左转相位的十字形交叉口；

步骤二：利用Yolo算法与deepsort算法对航拍视频中所有车辆进行识别与轨迹跟踪，得到所有车辆的轨迹数据，所述轨迹数据包括：各个车辆的识别框、由识别框的几何中心连接而成的轨迹长度、车辆流向以及车速；

步骤三：根据各个车辆的识别框，计算第j帧图像上每辆车占据不同栅格的面积，从而得到所有帧上车辆占据各个栅格的面积，将所有帧上任意第n辆车持续多帧占据某个栅格i的面积与w²之比均大于等于比例阈值q的时间记为t_n；

根据车辆流向，将持续多帧占据某个栅格i的第n辆车的行驶方向记为n_x,y，其中，x表示车辆进口道的方向，且x属于{E,W,S,N}，分别表示东、西、南、北，y表示车辆的行驶转向，且y属于{H,L,R}，分别表示直行、左转、右转；

若行驶方向n_x,y为北进口道右转n_N,R、东进口道右转n_E,R、西进口道右转n_W,R、南进口道右转n_S,R，则执行步骤3.1；否则，执行步骤3.2；

步骤3.1：若t_n大于第一冲突阈值则表示第n辆车在栅格i发生冲突，且冲突类型为右转车辆与慢性交通的冲突，否则，表示第n辆车在栅格i不发生冲突，并结束流程；其中，v_b为所设定的右转车辆平均车速；