城市道路交叉路口平均延误获取方法技术

城市路段交叉路口平均延误获取方法，包括：（１）选取双截面：首先将若干个摄像头分别安装在交叉路口的进口道和出口道处，然后，绘制用于车辆检测的虚拟检测框；（２）车辆检测和车流量的统计：利用虚拟检测框进行信息采集，在所获取视频的每一帧中进行车辆的检测；（３）推算排队长度：采用虚拟检测框检测车头时距的变化来分辨排队车辆与非排队车辆；（４）根据“一一对应”原则推算每辆车的延误值：根据进口道检测器记录列表中的最后一个数据推算，采取推算策略，消去累积误差，使误差控制在本周期范围而不影响其他周期。本发明专利技术具有计算简便，运算速度快，稳定性好，可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通运输领域，涉及道路交叉路口延误获取方法。种智能交通
的方法，尤其是一种城市
技术介绍
随着社会经济的快速发展， 一方面交通需求大大增加，而道路的增长却逐步趋于 极限，使得交通需求与供给的矛盾进一步激化；另一方面信息技术的飞速进步为综合解决 交通问题带来了机遇。就是在这种背景下，先进的交通信息管理系统(ATIMS)先于智能交 通系统(ITS)的其他系统受到了广泛的关注，在世界各国都得到了快速的发展，被应用于 动态路径规划、动态导航、路网调协交通信号系统、动态交通调度等各个方面。其中，对城市 道路交叉路口延误获取是ATIMS中的关键组成部分。 交叉口是城市道路交通的咽喉。长期以来，国内外学者都对交叉口的信号控制进 行了不懈的研究，其主要目标在于优化信号控制策略，实现以平均车辆延误、停车和排队最 小为目标的最优化控制。但是，直到现在，由于交通检测技术的局限，在国际上尚未能够直 接检测车辆延误、停车和排队指标，而只能检测车流量、占有率或速度，以模型计算间接获 得车辆延误、停车和排队指标参数。其准确性和可靠性一直是一个未能解决的问题。因此， 基于此目标参数的控制效果也极不稳定，甚至是无法把握的。 经对现有技术的文献检索发现，Jianyang Zheng在第88届交通研究年会2009年 (1-18)上发表的文章"Measuring Signalized Intersection Performances in Real-Time withTraffic Sensors (用交通传感器实时测量信号控制交叉口状态)"中提出基于单摄像 头对道路交叉路口红绿灯控制延误获取的研究，他们通过路口摄像头采集的车辆流量和速 度信息通过一定的推导算法来获取交叉路口延误。但就像他在文章中叙述的那样，该种方 法严重依赖路口单个摄像头对路口车流流量和速度的计算精度，在路口交通流特性不太明 显特别像我国由于人车混合而影响了交通流在路口呈现典型停止波-启动波特型，从而很 难通过该文提出的方法来准确推导出速度从而获取精确的交叉路口平均延误，这是制约这 种方法在特别复杂交通流特性的交叉路口进行推广的重要原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述不足及实际需要，提出一种新的城市路段交叉路口平 均延误获取方法，克服了传统的利用单个摄像头对路口车流流量和速度、排队长度的计算 精度的严重依赖，在路口交通流特性不太明显特别像我国由于人车混合而影响了交通流在 路口呈现典型停止波-启动波特型，很难通过传统的方法来准确推导出排队长度从而获取 精确的交叉路口平均延误等问题，具有计算简便、实时性好，对城市基础设施条件依赖性低 等特点。 为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案一种城市路段交叉路口平均延误 获取方法，包括3 选取双截面首先将若干个摄像头分别安装在交叉路口的进口道和出口道处，然 后，绘制用于车辆检测的虚拟检测框； 车辆检测和车流量的统计利用虚拟检测框进行信息采集，在所获取视频的每一 帧中进行车辆的检测，当虚线检测框内车辆占有率到达一定阈值时，认为有车进入检测框， 则被占用线框的流量记录增加l，通过此方法可以精确测出流量，同时可以记录下每辆车经 过检测区域的时刻； 推算排队长度通过采用虚拟检测框检测车头时距的变化来分辨排队车辆与非排队车辆，当车头时距大于一定阈值时，便判定之后的车辆都没有参与过排队； 根据"一一对应"原则推算每辆车的延误值根据进口道检测器记录列表中的最后一个数据推算，采取推算策略，消去累积误差，使误差控制在本周期范围而不影响其他周 期。 所述推算策略为 第i辆车的行程时间=出口道表格中的第i个数据_进口道数据表中的第 (end_n_m_k+i)个数据 其中end为进口道数据表中的最后一个数据，n为本周期从绿灯到红灯期间进入 进口道检测区11的车辆，m为本周期参与排队的车辆数，k为红灯期间进入进口道检测区 ll而未参与排队的车辆数目。 所述虚拟检测框绘制在所检测的车道内，分为进口道虚拟检测框和出口道虚拟检 测框。 所述进口道虚拟检测框绘制在该车道的最大排队长度之后，所述出口道虚拟检测 框绘制在停车线处。 所述出口道虚拟检测框设置在左转待转区前端。 所述摄像头个数为2个。 所述摄像头安装高度为10米。 所述虚线检测框内车辆占有率所参考的阈值范围为20% _50%。 所述车头时距所参考的阈值范围为2秒-5秒。 本专利技术利用视频信息中提取的每辆车进入和离开交叉口路段的时间，根据现有的 交通配时管理系统产生的配时数据，以每个红绿灯周期为单位，准确地获取交叉路口每个 周期内的所有通行车辆的平均延误值。 本专利技术利用虚拟线圈的方法在视频中对车辆进行实时的检测，即在视频中的两个 截面内分别在每个车道上用虚拟框设定车辆检测区域。由于交叉路口车流量比较大，需要 实时地对车辆进行检测，便对检测算法的时耗提出了较高的要求，背景差法被公认为静态 背景下目标检测的最有效和实时性最好的方法。首先，在没有车辆的场景下选取好背景，然 后便可以用背景差法检测车辆，同时，一个有效的背景更新机制被引入，即，当虚拟检测框 内没有车辆通过时便进行背景更新，这样可以保证当光线等发生变化时背景能够及时地得以更新。 与现有技术相比，本专利技术有效地克服了传统交叉路口平均延误获取方法中对交通 流数量、车辆速度等参数的严重依赖，避开了一般城市交通探测手段不够完善，可靠性低的 问题，具有计算简便，运算速度快，可靠性高等优点，为整个城市交通的控制提供信息资料。附图说明 图1为本专利技术提出的城市路段交叉路口平均延误获取方法的流程框图。 图2为道路交叉路口检测器分布示意图。 图3为存在累积误差示意图。 图4为消除累积误差示意图。 图5为某路段2小时路口平均延误的变化情况示意图。 具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。 本专利技术仅需借助两个截面的虚拟检测器而不需要依赖其他参数，采用"一一对应" 原则，将出口道检测区检测到的车辆与进口道检测区的检测结果进行匹配，推算出每辆车 从进口道检测区到达出口道检测区域的通行时间，从而便可推算出每辆车的延误值，并且 采用的推算方法可以有效地消除周期之间的累积误差。本实施例所要求的输入数据是由安 装在10米左右高度的低空摄像头采集的视频、红绿灯时长数据和用户设置的虚拟检测框。 图1所示，本实施例城市路段交叉路口平均延误获取方案，具体实施步骤如下 ( — )测量过程 1、双截面的合理选取 首先将2个摄像头分别安装在交叉路口的进口道和出口道处，两个摄像头监控的 范围如图2所示，分别包括进口道检测区11和出口道检测区21 (停车线处)，摄像头的安装高度在io米左右。 然后，同时读取两路摄像头视频到PC机，在PC端绘制用于车辆检测的虚拟检测 框，其作用是分别对进入路段和离开路段的车辆进行监控，同时统计两个检测框的车流量， 并实时地记录每辆车经过所设定虚拟检测框处的时刻。虚拟检测框必须绘制在所检测的车 道内，而且进口道虚拟检测框12必须绘制在该车道的最大排队长度之后，这样可以使所获 取的延误值包含每辆车经过该交叉路口时由于信号控制灯带来的停车延误；出口道虚拟检 测框22必须绘制在停车线处，若存在左转待转区，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市路段交叉路口平均延误获取方法，其特征在于：包括：选取双截面：首先将若干个摄像头分别安装在交叉路口的进口道和出口道处，然后，绘制用于车辆检测的虚拟检测框；车辆检测和车流量的统计：利用虚拟检测框进行信息采集，在所获取视频的每一帧中进行车辆的检测，当虚线检测框内车辆占有率到达一定阈值时，认为有车进入检测框，则被占用线框的流量记录增加１，通过此方法可以精确测出流量，同时可以记录下每辆车经过检测区域的时刻；推算排队长度：通过采用虚拟检测框检测车头时距的变化来分辨排队车辆与非排队车辆，当车头时距大于一定阈值时，便判定之后的车辆都没有参与过排队；根据“一一对应”原则推算每辆车的延误值：根据进口道检测器记录列表中的最后一个数据推算，采取推算策略，消去累积误差，使误差控制在本周期范围而不影响其他周期。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李克平，刘富强，孙剑，李志鹏，张姗姗，张惠玲，苏贵民，王沣，徐超，潘斌，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]