[发明专利]监控场景下基于车辆轨迹重构的交叉口延误计算方法

说明书

本发明涉及一种监控场景下基于车辆轨迹重构的交叉口延误计算方法，属于交通信号控制。该方法包括：S1：选取视频检测断面：获取前k辆车辆到达交叉口进口道的时间和车辆类型，并观测车辆尾部离开停车线的时刻；S2：重构车辆到达轨迹；S3：重构车辆离开轨迹；S4：获取延误参数：根据每辆车到达‑离开的时间，确定每辆经历延误的车辆所产生的延误值，将其累加，得到交叉口该进口道的总延误值，结合观测的本周期流量，得到车均延误值。本发明方可以直接利用目前的交叉口监控摄像设备，不需要额外增加检测设备，计算信号控制交叉口进口道延误，计算简便，可持续性强。

技术领域

本发明属于交通信号控制领域，涉及一种城市信号交叉口车辆延误的获取方法。

背景技术

交叉口作为各个流向的车流和人流汇集-分流的地点，是城市道路交通网络中的关键结点，交叉口交通运行状况的好坏直接影响着交通网络的服务质量。而延误参数是评价信号控制交叉口服务水平和优化信号配时方案的重要参数，因此延误无论对于交通设计还是信号设计方案评价都至关重要。

信号交叉口的延误，是指车辆在信号控制交叉口由于受到信号灯的影响而额外损失的时间。因此，该参数可以反映交叉口的控制方案设计合理性，也可以体现驾驶员的时间损失情况。目前对于延误参数的获取可以分为三种方式：模型推算、现场观测和仿真法。模型推算法作为较早被推演出来的方法，该方法可以借助其它可直接持续获取的流量、配时方案等参数间接推算延误值，该方法具有可持续、观测性强等特点，目前使用的范围较为广泛，但由于模型推演中使用了一些设定条件，对于实际随机的交通状况考虑不足，所以模型得到的参数精度不高；现场观测法可以通过人工或者半自动等方式进行现场或通过借助现场视频直接使用人工的方式提取延误参数，该方法可以考虑现场随机发生的状况，但人工现场观测或者通过视频观测获取延误的方法可持续性不高；仿真法是随着微观仿真软件的逐步推广而产生的一种方法，该方法中模型标定的精度对于延误参数的精度影响较大。近些年，我国交叉口，尤其是信号交叉口卡口摄像头的广泛设置和视频图像处理技术的发展为信号交叉口前几辆车的实时信息提取提供了现实背景和技术背景，也为信号交叉口延误参数的获取提供了一种新的方式。唐克双等人在2016年第44卷第10期《同济大学学报》(自然科学版)发表“基于定点检测数据的城市干道车辆轨迹重构”的文章，针对干线道路上交叉口配备视频检测器，路段上装有定点检测器的情况，通过建立基础矩阵，考虑车辆在矩阵的时空占用情况，利用数学方法和交通流相关理论及模型，推演并重构了车辆在干线的运行轨迹，并通过对比人工提取的25组车辆在干线的行程时间与重构后的车辆运行行程时间，对重构的精度进行了分析。文中并未对交叉口的延误进行提取和分析。提出了一种停车延误的检测方法，该方法利用间断航空影法的原理，通过自动识别视频录像每一帧中交叉口前停止的车辆数，计算每一帧交叉口前停驶车辆的瞬时停车延误，然后累计所有帧的瞬时停车延误即得到观测时段车辆瞬时停车延误的总量，但该方法获得的是交叉口车辆的停车延误，不包括车辆减速停车造成的减速延误及由静止状态加速到正常行驶速度所造成的加速延误。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于针对目前信号交叉口广泛设置摄像头的场景，提供一种基于借助概率推演车辆轨迹的进口道延误获取方法，该方法灵活借助了现场可观测的信息和模型推算中的特点，获取了一种信号交叉口延误提取的新方法，能够用于信号控制交叉口进口道延误的计算。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

监控场景下基于车辆轨迹重构的交叉口延误计算方法，具体包括以下步骤：

S1：选取视频检测断面：根据交叉口摄像头设置目的，结合图像处理技术，确定在该目的下获取的前k辆车辆的到达信息，即前k辆车辆到达交叉口进口道的时间和车辆类型等信息，并观测车辆尾部离开停车线的时刻；

S2：重构车辆到达轨迹：结合交叉口的配时，从红灯刚启亮开始，根据现场视频检测到的前k(k＝2，3或4)辆将要经历排队的车辆到达时间，结合模型推算设定的车辆到达方式，推演第k+1辆车、第k+2辆车，以及最后一辆排队车辆的到达时间，结合车辆动力学的原理，进而重构车辆的到达轨迹曲线；