[發(fā)明專利]基于感知區(qū)域舒適度的交叉口雙向行人仿真方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110584535.8
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113420415A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昊;李思宇;董長印;陳全;左澤文
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/15;G06Q50/26
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.基于感知區(qū)域舒適度的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，包括：

(1)根據(jù)行人信息數(shù)據(jù)庫，讀取目標(biāo)行人感知區(qū)域內(nèi)的所有行人微觀數(shù)據(jù)；所述微觀數(shù)據(jù)包括行人當(dāng)前時刻的最大步行速度、奔跑速度、當(dāng)前移動速度、位置；

(2)獲取人行橫道尺寸、對應(yīng)綠燈時長以及目標(biāo)行人的感知半徑，所述感知半徑為以目標(biāo)行人為圓心的圓半徑；

(3)柵格化感知區(qū)域，將感知區(qū)域劃分成子區(qū)域，獲取子區(qū)域內(nèi)行人數(shù)目；

(4)根據(jù)各子區(qū)域的空間不舒適系數(shù)，計算各子區(qū)域的舒適度和各移動方向的不舒適度，確定目標(biāo)行人的移動方向；

(5)根據(jù)綠燈剩余通行時間，確定目標(biāo)行人移動速度，更新目標(biāo)行人位置，完成目標(biāo)行人通過人行橫道的模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，步驟1所述感知區(qū)域為以目標(biāo)行人位置為圓心的半圓形，半圓形的對稱軸垂直于道路中心線；所述當(dāng)前移動速度為矢量，注明行人方向和速度大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，步驟3柵格化感知區(qū)域包括：先將目標(biāo)行人的半圓形感知區(qū)域等分成p個子扇形區(qū)域，編號記為i,i＝1,2,...,p，再將半圓形感知區(qū)域分為q個寬度相同的環(huán)形，編號為j,j＝1,2,...,q，編號為i的扇形與編號為j的環(huán)形重疊區(qū)域內(nèi)的行人數(shù)為n_i,j。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，步驟4構(gòu)建感知區(qū)域內(nèi)各子區(qū)域的不舒適度F_i,j模型，表達式為：

F_i,j＝f_i,jn_i,j

f_i,j為編號為i的扇形與編號為j的環(huán)形重疊區(qū)域不舒適系數(shù)；

構(gòu)建目標(biāo)行人在編號為i的扇形不舒適度F_i模型，表達式為：

σ_a,i為目的地吸引力f_a的作用因子，σ_l,i為左邊界不安全系數(shù)f_b,l的作用因子，σ_r,i為右邊界不安全系數(shù)f_b,r的作用因子,R為感知半徑，l_l為目標(biāo)行人與人行橫道左邊界的距離，l_r為目標(biāo)行人與人行橫道右邊界的距離；

選取不舒適度最小對應(yīng)的方向作為目標(biāo)行人的移動方向，目標(biāo)行人所在子扇形移動方向為當(dāng)前子扇形的中心線。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，步驟5包括：

根據(jù)移動方向?qū)?yīng)的不舒適度F_i確定目標(biāo)行人移動速度，構(gòu)建速度計算模型為：

為避免不舒適度F_i為零時上式無意義，令F′＝F_i+1，更新速度模型為：

在綠燈剩余時間內(nèi)，需要加速或者奔跑通過人行橫道，用F_g表示預(yù)計通過的時間和剩余時間的比值，F(xiàn)_g按照如下模型計算獲得：

式中T_g為綠燈總時長，t為綠燈當(dāng)前顯示時間；

當(dāng)F_g1表示目標(biāo)行人按照當(dāng)前速度不能在綠燈結(jié)束前通過，此時目標(biāo)行人的移動速度按照如下公式進行計算：

σ_g為信號燈壓力的作用因子，v_r為行人的奔跑速度；

更新后的位置坐標(biāo)(x′,y′)模型，表達式為：

β為移動方向與道路中心線夾角，(x,y)為目標(biāo)行人當(dāng)前位置坐標(biāo)，x軸與道路中心線平行，y軸與人行橫道中心線平行，Δt為更新步長，更新后返回步驟(1)進行循環(huán)，直到目標(biāo)行人從馬路一側(cè)到達另一側(cè)，結(jié)束循環(huán)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交叉口雙向行人仿真方法，其特征在于，所述步驟1中若感知區(qū)域內(nèi)包括障礙物，根據(jù)障礙物占地面積將障礙物等價換算成行人數(shù)，換算表達式為：

其中，n_dj為等價的行人數(shù)，S_w為障礙物的占地面積，S₀為標(biāo)準(zhǔn)行人的占地面積，等效后的行人當(dāng)前速度為零，位置坐標(biāo)為障礙物的位置坐標(biāo)。