[發(fā)明專利]無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測與沖突識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910551330.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN110363983B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹倩霞;顧楊松;胡秋潤;章康愷;于鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/16
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

本發(fā)明公開了一種無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測與沖突識(shí)別方法，包括：利用建立的歷史軌跡數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練ARMA模型和極限學(xué)習(xí)預(yù)測機(jī)；利用ARMA模型預(yù)測進(jìn)口道機(jī)非人軌跡；根據(jù)進(jìn)口道機(jī)非人預(yù)測軌跡進(jìn)行進(jìn)口道沖突預(yù)警；利用極限學(xué)習(xí)預(yù)測機(jī)預(yù)測交叉口機(jī)非人軌跡；根據(jù)交叉口機(jī)非人預(yù)測軌跡進(jìn)行交叉口沖突預(yù)警。本發(fā)明分為進(jìn)口道內(nèi)機(jī)非人軌跡預(yù)測和沖突識(shí)別，以及交叉口內(nèi)機(jī)非人軌跡預(yù)測和沖突識(shí)別兩部分，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)交叉口的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)軌跡預(yù)測和沖突識(shí)別，具有較好的魯棒性，實(shí)時(shí)性非常高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測與沖突識(shí)別方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有交通沖突識(shí)別研究多基于歷史軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)車車沖突的檢測和判別，且多針對(duì)車車沖突較嚴(yán)重的個(gè)別行車方向，很少涉及到行人與非機(jī)動(dòng)車的安全控制技術(shù)，也很少從整個(gè)實(shí)際交通場景角度考慮機(jī)非人混合沖突識(shí)別和預(yù)警總體方案。實(shí)時(shí)沖突識(shí)別及預(yù)警研究目前主要集中在車車、車路協(xié)同框架下的車車沖突預(yù)警，由于受到車載檢測器檢測盲區(qū)、檢測視野范圍、檢測技術(shù)等影響，其中行人和非機(jī)動(dòng)車的檢測與識(shí)別還是一個(gè)研究難點(diǎn)。

其中，無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測和沖突識(shí)別面臨一些困難和挑戰(zhàn)，根據(jù)提取的交叉口歷史軌跡特點(diǎn)，在建立軌跡預(yù)測模型時(shí)主要有以下兩個(gè)問題：(1)同時(shí)空下交叉口內(nèi)的機(jī)非人軌跡較多，且具有方向不確定性特征，尤其是轉(zhuǎn)彎車輛難以建模；(2)車輛進(jìn)入進(jìn)口道還未轉(zhuǎn)向前，需與過街行人和非機(jī)動(dòng)車進(jìn)行沖突預(yù)警，而過街行人軌跡樣本較少，因而不能與交叉口內(nèi)軌跡預(yù)測統(tǒng)一建模。分析同時(shí)空下整個(gè)交叉口預(yù)測的軌跡特征，發(fā)現(xiàn)在沖突判別時(shí)存在以下問題：(1)同時(shí)刻存在多股交互沖突軌跡，在判別的先后順序上較為棘手；(2)根據(jù)以往的沖突判別方式，往往會(huì)陷于兩兩沖突的思維局限性中。

因此，如何提供一種合理有效的無信號(hào)交叉口機(jī)非人軌跡預(yù)測模型及沖突識(shí)別方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測與沖突識(shí)別方法，該算法基于交叉口視頻圖像實(shí)時(shí)軌跡提取，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)交叉口的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)軌跡預(yù)測和沖突識(shí)別，具有較好的魯棒性，實(shí)時(shí)性非常高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

無信號(hào)交叉口機(jī)非人實(shí)時(shí)軌跡預(yù)測與沖突識(shí)別方法，包括以下步驟：

S1進(jìn)口道機(jī)非人軌跡預(yù)測：將視頻提取的實(shí)時(shí)進(jìn)口道機(jī)非人軌跡輸入至預(yù)先訓(xùn)練好的ARMA模型中，得到進(jìn)口道機(jī)非人預(yù)測軌跡；

S2進(jìn)口道沖突預(yù)警：根據(jù)所述進(jìn)口道機(jī)非人預(yù)測軌跡判斷進(jìn)口道內(nèi)機(jī)非人是否存在沖突，如存在，發(fā)布進(jìn)口道沖突預(yù)警信息；

S3交叉口機(jī)非人軌跡預(yù)測：將視頻提取的實(shí)時(shí)交叉口內(nèi)機(jī)非人軌跡輸入至預(yù)先訓(xùn)練好的極限學(xué)習(xí)機(jī)中，得到交叉口機(jī)非人預(yù)測軌跡；

S4交叉口沖突預(yù)警：根據(jù)所述交叉口機(jī)非人預(yù)測軌跡判斷交叉口內(nèi)機(jī)非人是否存在沖突，如存在，發(fā)布交叉口沖突預(yù)警信息。

進(jìn)一步，在S1之前還包括以下步驟：

歷史軌跡數(shù)據(jù)庫的建立：提取歷史交通視頻圖像的機(jī)非人軌跡數(shù)據(jù)，建立歷史軌跡數(shù)據(jù)庫，所述歷史軌跡數(shù)據(jù)庫包括進(jìn)口道機(jī)非人歷史軌跡和交叉口內(nèi)機(jī)非人歷史軌跡；

軌跡訓(xùn)練：利用所述進(jìn)口道機(jī)非人歷史軌跡訓(xùn)練ARMA模型，利用所述交叉口內(nèi)機(jī)非人歷史軌跡訓(xùn)練極限學(xué)習(xí)機(jī)。

進(jìn)一步，所述進(jìn)口道機(jī)非人歷史軌跡包括進(jìn)口道機(jī)動(dòng)車歷史軌跡、進(jìn)口道過街行人歷史軌跡與進(jìn)口道過街非機(jī)動(dòng)車歷史軌跡；

所述交叉口內(nèi)機(jī)非人歷史軌跡包括交叉口機(jī)動(dòng)車歷史軌跡和交叉口非機(jī)動(dòng)車歷史軌跡。

進(jìn)一步，利用所述進(jìn)口道機(jī)非人歷史軌跡訓(xùn)練ARMA模型的具體步驟為：