[发明专利]一种城市轨道列车优先路权分配方法以及系统

权利要求书

1.一种城市轨道列车优先路权分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)、利用双目相机获取交叉路口人行道的图像，并利用激光雷达实时获取交叉路口人行道上行人和车辆的位置和速度；

S2)、利用YOLOV3算法对双目相机实时获取的人行道图像进行图像检测，提取图像的深度特征，对道路交叉口的参与者进行识别分类，并利用激光雷达采集的三维点云数据得到交叉路口行人或车辆的位置S1、速度V1，以及行人或车辆通过人行道的最长时间T1；并根据识别结果建立正常轨迹、异常轨迹的模式库，并评估模式的安全风险；

S3)、利用车载GPS实时获取轨道列车位置和速度，并根据轨道列车的位置和速度计算轨道列车距离交叉路口停止线的距离S2，以及到达交叉路口停止线的时间T2；

S4)、若轨道列车行驶方向为绿灯，且相应人行道上无行人或车辆，控制轨道列车鸣笛并通过交叉路口；

若轨道列车行驶方向为红灯，且相应人行道上有行人或者车辆；

若轨道列车到达交叉路口停止线的时间T2大于车辆或行人通过人行道的最长时间T1，即T2T1，则控制轨道列车鸣笛并顺利通过；

若轨道列车到达交叉路口停止线的时间T2小于车辆或行人通过人行道的最长时间T1，即T2T1，则调整轨道列车的速度至到达交叉路口停止线的时间T2大于车辆或行人通过人行道的最长时间T1，即T2T1，且当轨道列车到达交叉路口停止线的时间等于车辆或行人通过人行道的最长时间时，信号控制系统将与轨道列车相垂直的方向调为红灯，并控制列车鸣笛示意。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配方法，其特征在于：步骤S2)中，利用YOLOV3算法对双目相机实时获取的人行道图像进行图像检测，提取图像的深度特征，具体包括以下步骤：

S201)、采集不同交通环境下交叉路口人行道上的车辆和行人的图像作为训练集；

S202)、将训练集图像输入YOLOV3网络的对网络进行多任务训练；并利用训练得到的YOLOv3多种压缩模型之间存在的正交性加速行人检测识别；通过极大值抑制得到置信度最高的人体包围框；

S203)、将人体包围框进行切割提取，输入至HMM网络进行姿态估计建议，利用中心点回归原则进行姿态估计建议回归，得到行人态势分析及安全风险预测；

S204)、并利用激光雷达采集的三维点云数据联合标定，从而判断物体相对于双目相机坐标系的位置，其转化计算式如下：

通过将点云的极坐标的角度和距离信息转化为笛卡尔坐标系下的x,y,z坐标，其转换式如下：

当激光雷达扫描平面墙体时，呈现出双曲线分布轮廓图，这是由于激光雷达在圆形环境中扫描一周的路径为若干个向上或向下的圆锥面，其形成的点云图为圆形，当扫描的环境不为圆形时，其点云图为所有圆锥面与扫描环境的交线，因此，当激光雷达扫描平面墙体时，矩形面与圆锥面的交线为一系列的双曲线，即：

式中，f_u、f_v、u₀、v₀是相机参数，f_u、f_v是相机XY轴方向尺度因子，r为实测距离，ω为激光的垂直角度，α为激光的水平旋转角度，x、y、z分别为极坐标投影到X、Y、Z轴上的坐标。

3.一种用于实现权利要求1-2任一项所述的城市轨道列车优先路权分配方法的系统，其特征在于：包括

检测单元，包括至少一个双目相机和一个激光雷达，所述的双目相机设置在人行道上端，用于采集人行道上的行人和车辆图像；所述的激光雷达设置在十字路口中央，用于实时检测行人、车辆的速度和位置；

处理单元，用于利用YOLOV3算法对双目相机采集的图像进行图像检测，提取图像的深度特征，对道路交叉口的参与者进行识别分类，并利用激光雷达采集的三维点云数据得到交叉路口行人或车辆的位置以及速度；并根据识别结果建立正常轨迹、异常轨迹的模式库，并评估模式的安全风险；

列车检测系统，所述的列车检测系统包括至少1个安装在轨道列车上的车载GPS，用于根据一定时间间隔内高速列车移动的距离，进而检测高速列车的速度和位置；根据列车速度和位置判断列车距离交叉路停止线的距离，以及到达交叉路停止线的时间；

中央控制器，用于根据处理单元和列车检测系统处理的信息控制轨道列车通行；

车载控制器，用于根据中央控制器的指令控制轨道列车通行或调整列车的速度；

所述的中央控制器获取列车检测系统传输的高速列车的速度信息、位置信息、以及距离交叉路口停止线的距离和到达交叉路口停止线的时间；

所述的中央控制器还用于获取处理单元处理的交叉路口行人和车辆的信息速度和位置信息；

若轨道列车行驶方向为绿灯，且相应人行道上无行人和车辆，中央控制器将相应的信息传输给车载控制器，控制轨道列车鸣笛并通过交叉路口；

若轨道列车行驶方向为红灯，且相应人行道上有行人或者车辆时，若轨道列车到达交叉路口停止线的时间大于车辆或行人通过人行道的最长时间，中央控制箱将相应的信息传输给车载控制器，控制轨道列车鸣笛并顺利通过；若轨道列车到达交叉路口停止线的时间小于车辆或行人通过人行道的最长时间，中央控制将信息传输给车载控制器以调整轨道列车的速度，其中，轨道列车调速至到达交叉路口停止线的时间大于车辆或行人通过人行道的最长时间，且当轨道列车到达交叉路口停止线的时间等于车辆或行人通过人行道的最长时间时，信号控制系统将与轨道列车相垂直的方向调为红灯，并控制列车鸣笛示意。