[發明專利]基于車輛軌跡的信號控制交叉口駕駛決策事件識別方法

在審

• 申請號: 201910264443.4
• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109859478A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 唐克雙;韋燕寧;孫劍
• 申請（專利權）人: 蘇州易通交通科技有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

本發明屬于智能交通與交通安全領域，具體涉及一種基于車輛軌跡的信號控制交叉口駕駛決策事件識別方法，包括以下步驟：S1、提出三維時空格搜索算法，即建立由時間軸和空間平面構成的三維立體空間，根據運動體軌跡在三維立體空間中的鄰近程度，識別交通交互事件；S2、提取包含交互事件的軌跡數據子序列，建立不同速度組下運動性能指標的分布，再進一步識別極端駕駛行為；S3、應用熵理論對駕駛波動性進行量化分析，最后識別關鍵決策事件。本發明與傳統交通安全分析方法相比，是從三維時空角度進行分析，同時考慮了駕駛行為和軌跡鄰近性，更加適應于混合交通流條件，具有計算簡便、識別效果好等優點。

技術領域

本發明屬于智能交通與交通安全領域，尤其是涉及一種基于車輛軌跡的信號控制交叉口駕駛決策事件識別方法。

背景技術

在以混合交通流為特點的城市交叉口內部，機動車、非機動車以及行人沒有明顯的車道劃分規則，導致頻繁地發生交通交互行為，并且其運動軌跡表現出不規則性和隨機性。運動體在交互過程中實施危險的駕駛決策是導致交通事故發生的重要因素。因此，準確識別關鍵的駕駛決策事件是減少交通事故、保障道路安全的有效途徑。常見的關鍵決策行為包括急加速、急減速、急轉彎、在加速過程中突然減速等。

傳統的道路交通安全分析方法采用交通事故的歷史數據作為輸入，但是交通事故數據具有難以獲取、信息缺乏、觀測周期長等不足之處。因此，目前大多數的研究是基于交通沖突事件來展開的。識別交通沖突事件的安全替代指標主要包括空間鄰近性指標和時間鄰近性指標，如圖1(b)，例如沖突時間(Time To Collision,TTC)和后侵入時間(Post-Encroachment Time,PET)。然而，鄰近性指標檢測交通沖突及其嚴重性的假定在不同的駕駛環境中并不總是成立。在混合交通流條件下，運動體之間經常保持較近的距離并且頻繁發生交通交互行為。在交互過程中，車輛和行人不是直接采取停止或轉向等避險措施，而是通過觀察其他車輛來動態地改變駕駛策略和避險行為。因此，僅僅利用鄰近性指標難以準確識別關鍵決策事件。此外，在計算交通安全替代指標時，通常是在二維平面上將車輛的縱向和橫向位移合成之后確定車輛的下一時刻位置，如圖1(a)，但是在混合交通流條件下車輛軌跡的隨機性較大，可能造成車輛位置預測不準確、交通事件檢測不全面。綜上，提出適用于混合交通流信控交叉口的關鍵駕駛決策事件識別方法對于補充現有交通安全研究具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于面向城市信號控制交叉口，尤其是混合交通流條件下運動體交互頻繁的情況，通過分析機動車、非機動車和行人的軌跡鄰近性，再結合對駕駛行為的量化分析，識別關鍵的駕駛決策事件，以便客觀地評價交叉口安全、為駕駛員提供預警信息。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于車輛軌跡的信號控制交叉口駕駛決策事件識別方法，包括以下步驟：

S1、應用三維時空格搜索算法，即建立由時間軸和空間平面構成的三維立體空間，根據運動體軌跡在三維立體空間中的鄰近程度，識別交通交互事件；

S2、提取包含交互事件的軌跡數據子序列，建立不同速度組下運動性能指標的分布，再進一步識別極端駕駛行為；

S3、應用熵理論對駕駛波動性進行量化分析，最后識別關鍵決策事件。

進一步地，步驟S1包括：

建立由時間軸和空間平面構成的三維立體空間，在t_n時刻第n個運動體的軌跡坐標為(x_n，y_n)，圍繞該軌跡坐標構建三維時空格；

依次選擇一個運動體的一個軌跡點構造三維時空格，遍歷其他運動體的軌跡點，檢查所述三維時空格內部是否存在其他運動體的軌跡點，若存在，則記作一起交通交互事件，并記錄后侵入時間；否則繼續檢查下一運動體軌跡點的三維時空格。

進一步地，步驟S2包括：