[發明專利]基于車輛視頻識別的混合式主線收費站交通沖突評價方法

有效

• 申請號: 201710573312.5
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107248290B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 何杰;吳冠鶴;劉子洋;邢璐;杭文;周博見
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08G1/017
• 分類號: G08G1/017;G06K9/00;G06Q50/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常虹

本發明公開了一種基于車輛視頻識別的混合式主線收費站交通沖突評價方法，包括如下步驟：1、在收費站的收費廣場布置攝像頭，采集車輛在收費廣場的行駛視頻；2、對采集到的車輛行駛視頻進行車輛識別和跟蹤，獲取每一幀圖像中車輛的位置坐標；3、利用車輛的M幀圖像數據，計算車輛在每一幀圖像中的速度和減速度指標如果發生跟馳沖突，計算車輛跟馳模型的時間指標TTC_k；如果發生變道沖突，計算車輛轉向模型時間指標T_pet；5、將TTC_k和T_pet進行同級化處理，統一為交通沖突評價指標STC，根據STC的值判斷交通沖突的嚴重程度。該方法可以對收費站交通沖突的嚴重程度進行量化，對收費站道路安全性評價、管理運營、道路引流措施等決策有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于高速公路管理技術領域，具體涉及一種收費站交通沖突評價方法。

背景技術

隨著近年來中國經濟的飛速發展，高速公路的里程也在不斷增長。而收費站作為高速公路的“咽喉”地帶，它決定著收費站附近路段甚至整個路段的通行能力及服務水平。隨著車流量的逐年增加，主線收費站承擔的交通負荷也越來越大。我國收費站大多采用不停車自動收費與停車半自動收費結合的方式。雖然在一定程度上緩解了收費站的擁堵問題，但這也可能造成事故隱患。

隨著交通分析技術的發展，現階段的交通沖突技術理論主要應用于城市道路以及交叉口，對收費站交通沖突的分析較少，而利用視頻處理與分析技術分析收費站交通沖突問題的研究更是一片空白。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種基于車輛視頻識別的混合式主線收費站交通沖突評價方法，該方法可以對收費站交通沖突的嚴重程度進行量化，對收費站道路安全性評價、管理運營、道路引流措施等決策有重要的應用價值。

技術方案：本發明采用如下技術方案：基于車輛視頻識別的混合式主線收費站交通沖突評價方法，包括如下步驟：

(1)在收費站的收費廣場布置攝像頭，利用攝像頭采集車輛在收費廣場的行駛視頻；

(2)對采集到的車輛行駛視頻進行車輛識別和跟蹤，獲取每一幀圖像中車輛的位置坐標；

(3)利用車輛的M幀圖像數據，計算車輛p在第i幀的速度

其中為車輛p在第i幀的位置坐標，為車輛p在第i-M幀的位置坐標，△t為M幀圖像的采集時間間隔，i>M；

計算車輛p在第i幀到i-M幀的減速度指標

(4)如果車輛p和車輛q在第k幀發生沖突，計算在第k幀的車輛跟馳模型的時間指標TTC_k：

其中為車輛q在第k幀的位置坐標，車輛q是第k幀圖像中車輛p的跟馳車輛；

計算在第k幀的車輛轉向模型時間指標T_pet：

T_pet＝F_pe-F_dr

其中F_dr為后方車輛開始減速時的圖像幀序號；F_pe是車輛發生沖突的圖像幀序號；

(5)將TTC_k和T_pet進行同級化處理，統一為交通沖突評價指標STC，根據STC的值判斷交通沖突的嚴重程度。

步驟(1)中在收費廣場布置的攝像頭數量N為：

其中m為收費通道個數，I為攝像頭可以拍攝到的收費通道個數；為向上取整運算。