[發明專利]一種城市全向交叉口的車輛軌跡實時提取方法和系統

在審

• 申請號: 202210859797.5
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115188195A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 傅挺;王俊驊;黎成民
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G08G1/04
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 韓曉娟

本發明公開了一種基于多三維激光雷達的城市全向交叉口的車輛軌跡實時提取方法，其包括：獲取多個數據采集單元感知區域內的車輛軌跡數據；其中，多個數據采集單元感知區域覆蓋城市全向交叉口區域；將各感知區域內車輛軌跡數據中的車輛位置信息轉換到同一坐標系中、并判斷重疊區域；將重疊區域的車輛軌跡數據劃分為完備雷達軌跡數據和不完備雷達軌跡數據：并根據各車輛軌跡數據的軌跡特征，對不完備雷達軌跡數據進行融合；根據重疊區域內完整雷達軌跡數據和除重疊區外的車輛軌跡數據、或重疊區域內融合后的車輛軌跡數據和除重疊區外的車輛軌跡數據，實時確定城市全向交叉口完整的車輛軌跡數據。本發明能夠對復雜大型交叉口全向車輛軌跡提供穩定，可靠的解決方案。

技術領域

本發明涉及智能交通感知技術領域，特別涉及一種基于多三維激光雷達的城市全向交叉口的車輛軌跡實時提取方法和系統。

背景技術

城市交叉口是城市路網中的關鍵節點，交叉口通常連接三條以上的城市道路，承擔著車輛通行及轉向的任務。由于交叉口交通參與量眾多，不同進口道往往存在左轉，直行，右轉等需求，且由于車輛之間的行為的變異性較大等因素，交叉口事故時有發生，難以被有效的根治。針對交叉口的運行風險問題，聚焦了大量的研究，而交叉口車輛采集的工作則是必要的基礎。

現有的研究對交叉口的數據獲取往往通過交通攝像頭，這種方法往往只能獲取二維信息，以及受光照，能見度影響比較大；同時相機鏡頭存在畸變等情況，獲取的數據不僅需要經過大量的處理，并且還存在一些難以修正的數據質量問題；另外，交通攝像頭無法對城市道路交叉口各個方向進行同步的交通數據提取。

為了完整的獲取交叉口的全向的數據，一些相對可靠的方法也被提取，如使用無人機技術進行俯拍，借助人工智能技術提取交叉口的車輛軌跡數據的使用越來越廣泛。但無人機往往存在拍攝過程容易轉動，抖動等問題，給后期的交叉口數據提取帶來大量噪聲，同時也存在續航不足等問題。雖然在高處架設攝像頭可以解決這些干擾的問題，但依然難以避免相機本身帶來的前述問題。

近年來，激光雷達等設備車輛運動感知的技術逐漸成熟，在一些城市交叉口的研究中已經有一定的應用。現在已經有較多的單雷達對雷達本身的探測區域內的車輛感知的專利和研究等成果，受限于感知范圍，城市道路交叉口難以使用單個激光雷達進行覆蓋。而目前也有一些通過多雷達聯合進行工作的先例，但并沒有實現真正的將探測區域進行融合形成對交叉口的全區域覆蓋，無法解決現在研究對于高質量、大范圍交叉口的軌跡數據的需求。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種基于多三維激光雷達的城市全向交叉口的車輛軌跡實時提取方法和系統。

本發明實施例提供一種基于多三維激光雷達的城市全向交叉口的車輛軌跡實時提取方法，包括：

獲取多個數據采集單元感知區域內的車輛軌跡數據；其中，多個數據采集單元感知區域覆蓋城市全向交叉口區域；

將各感知區域內車輛軌跡數據中的車輛位置信息轉換到同一坐標系中；并根據同一坐標系下的車輛軌跡數據，判斷重疊區域；

依據車輛軌跡數據是否能由單個數據采集單元中的激光雷達完整感知，將重疊區域的車輛軌跡數據劃分為完備雷達軌跡數據和不完備雷達軌跡數據：并根據各車輛軌跡數據的軌跡特征，對不完備雷達軌跡數據進行融合；

根據重疊區域內完整雷達軌跡數據和除重疊區外的車輛軌跡數據、或重疊區域內融合后的車輛軌跡數據和除重疊區外的車輛軌跡數據，實時確定城市全向交叉口完整的車輛軌跡數據。

進一步地，所述獲取多個數據采集單元感知區域內的車輛軌跡數據，包括：

通過每個數據采集單元中的激光雷達，獲取對應感知區域內的點云數據；

通過每個數據采集單元中的邊緣計算單元，從對應感知區域內的點云數據中提取各個時刻的車輛位置數據。