[發明專利]一種高速公路小客車運行速度預測方法

有效

• 申請號: 201510726882.4
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105405127B
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 張馳;高天智;魏瑞;張敏;楊坤;閆曉敏;齊晨;王世偉;熊麗
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發明公開了一種高速公路小客車運行速度預測方法，從駕駛人視覺的角度出發，采用駕駛人可視路表面積為小客車運行速度預測方法的研究指標，通過采集駕駛人可視路表面積及其對應的小客車行駛速度，建立數學預測模型，最終得到小客車運行速度預測方程，本方法能夠有效的保證道路在線形上、駕駛人在視覺上和車輛在行駛速度上的連續性，通過本方法可以準確、高效的檢驗出初定道路的平、縱、橫指標及其組合的不合理性。

【技術領域】

本發明屬于汽車速度預測領域，具體涉及一種高速公路小客車運行速度預測方法。

【背景技術】

由于高速公路設計速度線形設計法的諸多缺陷，利用運行速度指導和檢查公路線形設計的一致性和連續性，是近年來國內外通用的方法。運行速度作為道路安全研究中最重要的概念之一，是駕駛人對多種道路因素作用下的綜合反應，然而如何準確合理的確定運行速度卻一直是個難題，以往將獨立的三維道路割裂成平、縱、橫指標，或將道路平、縱、橫指標進行硬性組合并不能充分反應道路對駕駛人控速行為的影響，由此建立運行速度預測模型的實用性也受到廣泛的質疑。

【發明內容】

本發明的目的在于上述不足，提供一種高速公路小客車運行速度預測方法，更接近于駕駛人實際行駛速度的預測模型。

為了達到上述目的，本發明包括以下步驟：

步驟一，將駕駛人可視路表面積定義為同向可視的行車道、路緣帶與路肩區域的面積之和，通過圖像處理，計算路表面積；

步驟二，以相鄰斷面可視路表面積變化值ΔS為自變量，相鄰斷面運行速度變化值ΔV為因變量，建立二者之間的數學關系，具體數學預測模型如下：

ΔV＝f(ΔS)

V＝V0+ΔV＝V0+f(ΔS)

其中，ΔV——相鄰斷面運行速度變化值(m/s)；ΔS——相鄰斷面可視路表面積變化值(×103px)；V0為初始速度(m/s)；

步驟三，由于在實際的公路行駛中，車輛的行駛速度具有最高值與最低值，將最高/最低速度(Vmax/Vmin)界限作為約束條件；

因此，小客車運行速度預測模型的最終形式為：

所述步驟一中，計算路表面積的過程為，首先，采用線形變換法對彩色圖像進行灰度化處理，其次，基于像素灰度值的不連續性和相似性采用閾值分割法，通過Otsu算法將可視路表面積與背景進行分割，最后，基于行掃描算法從下往上逐行掃描圖像，根據圖像的灰度值來判斷路表；當掃描到整行為山脈植被灰度值時，停止掃描，統計目標灰度值像素點的個數，計算路表面積。

所述采用線形變換法對彩色圖像進行灰度化處理，公式為：

g＝WRR+WGG+WBB