[發(fā)明專利]一種信號交叉口飽和流率的實(shí)時計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811532816.3
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109389826B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐良杰;曹輝;郝艷萍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/042;G08G1/015;G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T7/194;G06T7/246;G06T7/277
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種信號交叉口飽和流率的實(shí)時計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：記錄周期內(nèi)進(jìn)口道第一輛車輛的綠燈開啟時間，通過感應(yīng)線圈檢測器測量高峰期周期內(nèi)進(jìn)口道車輛離開線圈的時間，計(jì)算周期內(nèi)進(jìn)口道車輛的車頭時距；

步驟2：若周期內(nèi)進(jìn)口道車輛的數(shù)量小于車輛閾值，采用經(jīng)驗(yàn)飽和車頭時距計(jì)算周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率；

步驟3：若周期內(nèi)進(jìn)口道車輛的數(shù)量大于等于車輛閾值，根據(jù)監(jiān)控視頻圖像技術(shù)將車輛分為大型車和小型車兩種類別，根據(jù)車型設(shè)定飽和車頭時距閾值區(qū)間，根據(jù)飽和車頭時距閾值剔除非飽和狀態(tài)的車頭時距，得到飽和狀態(tài)的車頭時距；

步驟3中所述周期內(nèi)進(jìn)口道車輛的數(shù)量為第i個周期第j個進(jìn)口道車輛的數(shù)量D_i，j，步驟3中所述車輛閾值為α，i∈[1，M]，j∈[1，N]，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量；

若D_i，j≥α，則步驟3中所述監(jiān)控視頻圖像技術(shù)為：

在視頻圖像中設(shè)置虛擬線圈作為相應(yīng)機(jī)動車道的檢測區(qū)域，運(yùn)用背景差分提取前景目標(biāo)，并采用基于顏色和紋理的陰影檢測方法去除所檢測目標(biāo)中的陰影部分，然后采用兩步法進(jìn)行車型識別，即先通過提取目標(biāo)車輛輪廓的外接最小矩形框面積初步識別車型，然后引入擴(kuò)展Kalman濾波的跟蹤模型統(tǒng)計(jì)車輛輪廓目標(biāo)經(jīng)過檢測區(qū)域的幀數(shù)，進(jìn)一步判斷所屬車型為大型車或小型車；

步驟3中所述設(shè)定飽和車頭時距閾值區(qū)間的方法為：

車頭時距總體近似服從正態(tài)分布(u，σ²)，選取區(qū)間[u-σ，u+σ]為小型車的飽和車頭時距閾值區(qū)間、[u-σ+3，u+σ+3]為大型車的飽和車頭時距閾值區(qū)間；

將步驟1中所述第i個周期第j個進(jìn)口道第k輛車輛的車頭時距h_i，j，k；

i∈[1，M]，j∈[1，N]，k∈[1，D_i，j]，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量，D_i，j為第i個周期第j個進(jìn)口道車輛的數(shù)量；

步驟3中所述根據(jù)飽和車頭時距閾值剔除非飽和狀態(tài)的車頭時距：

若第k輛車輛為小型車，當(dāng)h_i，j，k屬于[u-σ，u+σ]則h_i，j，k為飽和狀態(tài)下的車頭時距，否則為非飽和狀態(tài)的車頭時距并予以刪除；

若第k輛車輛為大型車，當(dāng)h_i，j，k屬于[u-σ+3，u+σ+3]則h_i，j，k為飽和狀態(tài)下的車頭時距，否則為非飽和狀態(tài)的車頭時距并予以刪除；

步驟3中所述飽和狀態(tài)的車頭時距為：

通過小型車的飽和車頭時距閾值區(qū)間以及大型車的飽和車頭時距閾值區(qū)間判斷，得到飽和狀態(tài)下的第i個周期第j個車道第l輛車輛的飽和車頭時距

i∈[1，M]，j∈[1，N]，l∈[1，P_i，j]，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量，P_i，j為第i個周期第j個進(jìn)口道飽和狀體下的車輛的數(shù)量；

步驟4：若周期內(nèi)進(jìn)口道飽和狀態(tài)下的車輛的數(shù)量小于飽和狀態(tài)車輛閾值，通過經(jīng)驗(yàn)飽和車頭時距計(jì)算周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率；

步驟5：若周期內(nèi)進(jìn)口道飽和狀態(tài)下的車輛的數(shù)量大于等于飽和狀態(tài)車輛閾值，計(jì)算周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和車頭時距，將周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率通過平均值修正法得到修正后周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率；

步驟5中所述周期內(nèi)進(jìn)口道飽和狀態(tài)下的車輛的數(shù)量為第i個周期第j個進(jìn)口道飽和狀體下的車輛的數(shù)量P_i，j，步驟5中所述飽和狀態(tài)車輛閾值為β，i∈[1，M]，j∈[1，N]，l∈[1，P_i，j]，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量；

若P_i，j≥β，則步驟5中所述計(jì)算周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和車頭時距為：

以飽和狀態(tài)下第β輛車的車頭時距至飽和狀態(tài)下最后一輛車輛的車頭時距的平均值為第i個周期第j個進(jìn)口道的飽和車頭時距；

計(jì)算第i個周期第j個車道的飽和車頭時距h_i，j為：

其中，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量，P_i，j為第i個周期第j個進(jìn)口道飽和狀體下的車輛的數(shù)量；

步驟5中所述周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率為第i個周期第j個車道的飽和流率S_i，j為：

步驟5中所述平均值修正法為取前W個周期的飽和流率的平均值修正第i 個周期第j個車道的飽和流率；

步驟5中所述修正后周期內(nèi)進(jìn)口道的飽和流率為修正后第i個周期第j個車道的飽和流率

其中，M為周期的數(shù)量，N為進(jìn)口道的數(shù)量。