CN105070051B - 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法 - Google Patents

基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105070051B
CN105070051B CN201510420211.5A CN201510420211A CN105070051B CN 105070051 B CN105070051 B CN 105070051B CN 201510420211 A CN201510420211 A CN 201510420211A CN 105070051 B CN105070051 B CN 105070051B
Authority
CN
China
Prior art keywords
msub
traffic
targets
mrow
moving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510420211.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105070051A (zh
Inventor
丁镇
邹娇
董婉丽
孙晓静
岳方方
豆雪晴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Original Assignee
Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Sun Create Electronic Co Ltd filed Critical Anhui Sun Create Electronic Co Ltd
Priority to CN201510420211.5A priority Critical patent/CN105070051B/zh
Publication of CN105070051A publication Critical patent/CN105070051A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105070051B publication Critical patent/CN105070051B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明属于城市快速路交通管理技术领域,具体涉及一种基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法。本发明包括以下步骤:在快速路交织区布设交通场面雷达,并设置好设备安装的高度和角度,并校准;获取交通场面雷达的实时数据;计算检测区域内运动目标两两之间的坐标系相对距离;判别运动目标存在潜在冲突。本发明利用交通场面雷达响应时间快、检测运动目标精度高、能够准确多目标跟踪的特点,通过对两个运动目标的位置以及行驶轨迹来判别潜在冲突,提前预警,采取主动避让措施,避免交通事故的发生,以为快速路交通安全管理提供支撑。

Description

基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法
技术领域
本发明属于城市快速路交通管理技术领域,具体涉及一种基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法。
背景技术
潜在交通冲突是在可观测条件下,两个或两个以上交通元素运动轨迹在同一时间、空间上相互接近或者交叉,如果至少其中一方采取避让措施,如转换方向、突然停车等,则危险解除;否则的话,就会发生碰撞,从而引发交通事故。在现实的交通环境中,潜在交通冲突的研究是道路交通安全管理的重要环节。如果能够通过检测设备实时获取潜在交通冲突的预言信息,则可以进行提前预警和采取主动避让措施等人为操作,从而提升快速路的交通安全性,并避免交通惨剧的发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效快捷的基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,其能够实现交织区道路交通安全管理和事故预防功能,对避免交通事故的发生和为提升快速路交通安全管理性均可起到有利影响。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,其特征在于包括以下步骤:
1)、在快速路交织区布设交通场面雷达,设置好设备安装的高度、角度并校准;
2)、获取交通场面雷达的实时数据;实时数据包括时间戳参数以及运动目标数据信息参数;于路面所处平面处建立坐标系,设立坐标原点,以平行车道方向为X轴,以垂直车道方向为Y轴,该运动目标数据信息参数至少包括:目标ID、目标与X轴间距y、目标与Y轴间距x;
3)、计算检测区域内不同目标ID的两两运动目标之间x轴的坐标相对差Sx和y轴的坐标相对差Sy;设定两运动目标之间的危险距离阈值Sxmin和Symin,判断Sx和Sy任一个低于上述最低距离阈值,则进入步骤4);如无,则继续该步骤;
4)、根据该两运动目标间在当前时间戳所处坐标位置和下一时间戳所处坐标位置,通过正切函数计算获得该两运动目标运动轨迹的方向角θ1和θ2,判断其方向角是否相等,如相等,返回步骤3);如不相等,进入步骤5);
5)、判定该两运动目标间存在潜在交通冲突;
所述步骤3)中,Sx和Sy的计算步骤如下:
令两个运动目标的坐标分别为:A(x1,y1),B(x2,y2),则A和B两个点的坐标系相对距离为:
Sx=|x1-x2|,Sy=|y1-y2|;
所述步骤4)中,两运动目标运动轨迹的方向角θ1和θ2计算步骤如下:
a)、计算A目标和B目标的运动轨迹的斜率k1,k2
A’(x’1,y’1),B’(x’2,y’2)是A目标和B目标于相对当前时间戳的下一个时间戳的位置坐标,则:
b)、计算A目标和B目标的运动轨迹的方向角θ1、θ2
θ1=arctank1
θ2=arctank2
c)、判断两个运动目标是否存在潜在交通冲突:
若θ1≠θ2,即存在潜在交通冲突。
2、根据权利要求1所述的基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,其特征在于:所述步骤3)中,两运动目标之间的危险距离阈值Sxmin和Symin计算公式为:
Sxmin=Symin=vtmin=11m/s*2.5s=27.5m
其中:
v为车辆在快速路交织区的正常行驶速度;
tmin为成年驾驶人的正常最小反应时间。
本发明的主要优点在于:本发明利用交通场面雷达响应时间快、检测运动目标精度高、能够准确多目标跟踪的特点,依靠运算规则,通过对两个运动目标的位置以及行驶轨迹来快速判别潜在交通冲突,从而起到提前预警和视情况采取主动避让措施的功能,最终避免交通事故的发生,并为快速路交通安全管理提供支撑。本发明能够实现交织区道路交通安全管理和事故预防功能,对避免交通事故的发生和为提升快速路交通安全管理性均可起到有利影响。
附图说明
图1为本发明的方法流程简图。
具体实施方式
为便于理解,此处结合图1对本发明的具体实施过程作以下进一步描述:
基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,该方法大体包括下列步骤:
1)、在快速路交织区布设交通场面雷达,并设置好设备安装的高度和角度,并校准;
2)、获取交通场面雷达的实时数据;
3)、计算检测区域内运动目标两两之间的坐标系相对距离以及运动轨迹的方向角;
4)、依据上述参数,判别运动目标是否存在潜在交通冲突。
在上述中,在快速路交织区布设交通场面雷达,需要设置好设备安装的高度和角度,并校准,以保证交通场面雷达检测的精度。
在获取交通场面雷达的实时数据时,数据采集数量级是毫秒级。实时数据包括时间戳参数和运动目标数据信息参数,其中,运动目标数据信息参数至少应当包括:目标ID、X方向上的距离、Y方向上的距离。
计算检测区域内运动目标两两之间的坐标系相对距离是指两个运动目标的x方向的坐标相对差和y方向的坐标相对差,分别记作Sx和Sy,其包括以下步骤:
令两个运动目标的坐标分别为:A(x1,y1),B(x2,y2),则A和B两个点的坐标系相对距离为:Sx=|x1-x2|,Sy=|y1-y2|。
此外的,还需要计算出车辆的危险间距阈值,也即一个潜在交通冲突的在空间上的规则,也就是给Sx和Sy设定一个最低阈值,从而方便通过阈值法进行现场甄别。由于是快速路交织区,在此仅考虑车车冲突。根据车辆在快速路交织区的正常行驶速度、通常成年驾驶人的反应时间,在此设定其阈值计算公式为:
Sxmin=Symin=vtmin=11m/s*2.5s=27.5m
其中:
v为车辆在快速路交织区的正常行驶速度;
tmin为成年驾驶人的正常最小反应时间。
当默认其最低阈值为27.5m时,当Sx<27.5m或Sy<27.5m,则进一步计算这两个运动目标的轨迹函数并计算轨迹是否相交,判别其两个运动目标是否存在潜在交通冲突。
判别运动目标存在潜在交通冲突是指通过两个运动目标的轨迹函数并计算轨迹是否相交。按照数学平行线的原理,两条直线不相交就是平行,故若两个运动目标的方向角不相等,即θi≠θj,也就是两个运动目标轨迹相交,即存在潜在交通冲突。
两个运动目标的方向角的具体计算步骤如下:
a)、计算A目标和B目标的运动轨迹的斜率k1,k2
A’(x’1,y’1),B’(x’2,y’2)是A目标和B目标于相对当前时间戳的下一个时间戳的位置坐标,则:
b)、计算A目标和B目标的运动轨迹的方向角θ1、θ2
θ1=arctank1
θ2=arctank2
c)、判断两个运动目标是否冲突:
若θ1≠θ2,即存在潜在交通冲突。
实施例:
已知获取的目标车辆A的坐标(2.44,1.19);目标车辆B的坐标(2.40,1.11);
则建立坐标系图,计算获得A和B两个点的坐标系相对距离为:
Sx=|2.44-2.40|=0.04,Sy=|1.19-1.11|=0.08。
通过预算的阈值计算公式为:
Sxmin=Symin=vtmin=11m/s*2.5s=27.5m
对比获得Sx<27.5m且Sy<27.5m,则进入下一步骤:计算这两个运动目标的轨迹函数并判断轨迹是否相交。
由于A目标和B目标于相对当前时间戳的下一个时间戳的位置坐标是(2.41,1.19)、(2.36,1.11),则
A目标和B目标的运动轨迹的方向角θ1、θ2分别是0度和0度,则两个轨迹平行,不存在相交,即不存在冲突。
同理,若中控中心计算上述数据得出θ1≠θ2,存在潜在交通冲突,即可进行相应预警操作。

Claims (2)

1.一种基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,其特征在于包括以下步骤:
1)、在快速路交织区布设交通场面雷达,设置好设备安装的高度、角度并校准;
2)、获取交通场面雷达的实时数据;实时数据包括时间戳参数以及运动目标数据信息参数;于路面所处平面处建立坐标系,设立坐标原点,以平行车道方向为X轴,以垂直车道方向为Y轴,该运动目标数据信息参数至少包括:目标ID、目标与X轴间距y、目标与Y轴间距x;
3)、计算检测区域内不同目标ID的两两运动目标之间x轴的坐标相对差Sx和y轴的坐标相对差Sy;设定两运动目标之间的危险距离阈值Sxmin和Symin,判断Sx和Sy任一个低于上述最低距离阈值,则进入步骤4);如无,则继续该步骤;
4)、根据该两运动目标间在当前时间戳所处坐标位置和下一时间戳所处坐标位置,通过正切函数计算获得该两运动目标运动轨迹的方向角θ1和θ2,判断其方向角是否相等,如相等,返回步骤3);如不相等,进入步骤5);
5)、判定该两运动目标间存在潜在交通冲突;
所述步骤3)中,Sx和Sy的计算步骤如下:
令两个运动目标的坐标分别为:A(x1,y1),B(x2,y2),则A和B两个点的坐标系相对距离为:
Sx=|x1-x2|,Sy=|y1-y2|;
所述步骤4)中,两运动目标运动轨迹的方向角θ1和θ2计算步骤如下:
a)、计算A目标和B目标的运动轨迹的斜率k1,k2
A’(x’1,y1’),B’(x’2,y’2)是A目标和B目标于相对当前时间戳的下一个时间戳的位置坐标,则:
<mrow> <msub> <mi>k</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>,</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msup> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>,</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>,</mo> <msub> <mi>k</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>,</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>y</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <mrow> <msup> <msub> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>,</mo> </msup> <mo>-</mo> <msub> <mi>x</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> </mfrac> </mrow>
b)、计算A目标和B目标的运动轨迹的方向角θ1、θ2
θ1=arctank1
θ2=arctank2
c)、判断两个运动目标是否存在潜在交通冲突:
若θ1≠θ2,即存在潜在交通冲突。
2.根据权利要求1所述的基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法,其特征在于:所述步骤3)中,两运动目标之间的危险距离阈值Sxmin和Symin计算公式为:
Sxmin=Symin=vtmin=11m/s*2.5s=27.5m
其中:
v为车辆在快速路交织区的正常行驶速度;
tmin为成年驾驶人的正常最小反应时间。
CN201510420211.5A 2015-07-14 2015-07-14 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法 Active CN105070051B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510420211.5A CN105070051B (zh) 2015-07-14 2015-07-14 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510420211.5A CN105070051B (zh) 2015-07-14 2015-07-14 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105070051A CN105070051A (zh) 2015-11-18
CN105070051B true CN105070051B (zh) 2017-10-27

Family

ID=54499405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510420211.5A Active CN105070051B (zh) 2015-07-14 2015-07-14 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105070051B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108922176B (zh) * 2018-06-27 2021-05-14 华南理工大学 一种混合交通冲突态势的快速判断方法
CN113306574B (zh) * 2021-06-29 2022-11-08 中国科学院自动化研究所 一种自动驾驶路权归属决策方法、系统及设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754099A (en) * 1994-03-25 1998-05-19 Nippondenso Co., Ltd. Obstacle warning system for a vehicle
CN103144633A (zh) * 2012-12-27 2013-06-12 中国科学技术大学苏州研究院 基于车联网技术的追尾碰撞预警方法
CN103903479A (zh) * 2014-04-23 2014-07-02 奇瑞汽车股份有限公司 车辆安全行驶预警方法、系统及车辆终端设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754099A (en) * 1994-03-25 1998-05-19 Nippondenso Co., Ltd. Obstacle warning system for a vehicle
CN103144633A (zh) * 2012-12-27 2013-06-12 中国科学技术大学苏州研究院 基于车联网技术的追尾碰撞预警方法
CN103903479A (zh) * 2014-04-23 2014-07-02 奇瑞汽车股份有限公司 车辆安全行驶预警方法、系统及车辆终端设备

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于视频的交通冲突自动判别技术研究;赵欢;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》;20140915;第50页倒数第3段-52页第2段 *
空中交通防撞算法的研究;刘维维;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20091130;第7页第1段-第11页第5段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105070051A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101894271B (zh) 汽车偏离车道线角度和距离的视觉计算及预警方法
CN110208842A (zh) 一种车联网环境下车辆高精度定位方法
US10650253B2 (en) Method for estimating traffic lanes
CN110264783A (zh) 基于车路协同的车辆防碰撞预警系统及方法
CN102723001B (zh) 弯道转向车速安全状态预警的速度反馈标志系统的实现方法
CN105206108B (zh) 一种基于电子地图的车辆碰撞预警方法
CN104044594B (zh) 一种面向横向距离预警的运算装置
WO2018076855A1 (zh) 车辆行驶窄道辅助系统
WO2018181974A1 (ja) 判定装置、判定方法、及び、プログラム
CN105702093B (zh) 一种基于经纬度采集点的车道判定方法及定位装置
CN107672589A (zh) 一种基于雷达探测数据的车辆轨迹实时预测方法和装置
CN105792135B (zh) 一种定位车辆所在车道的方法及装置
CN107543726B (zh) 一种无人车驾驶控制系统操控精度的测试方法及装置
CN104021541A (zh) 车至车距离计算装置和方法
CN107650906B (zh) 智能泊车系统及其控制方法
EP2819901A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der geschwindigkeit und/oder position eines fahrzeuges
CN104648403A (zh) 用于探测窄路的方法、装置和系统
CN108189754B (zh) 一种多点式主动探测的汽车防撞方法
CN109409311A (zh) 一种基于双目立体视觉的限高预警方法
CN109477728A (zh) 用于确定车辆相对于路面的车道的横向位置的方法、装置和带有指令的计算机可读存储介质
WO2022134510A1 (zh) 一种车载bsd毫米波雷达低速下障碍物识别方法
CN105070051B (zh) 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突分析方法
CN105070096B (zh) 基于交通场面雷达的快速路交织区潜在交通冲突类型判析方法
CN106323285A (zh) 用于求取道路区段的有效宽度的方法
KR101490905B1 (ko) 차량의 자율 주행 시스템 및 그 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ding Zhen

Inventor after: Zou Jiao

Inventor after: Dong Wanli

Inventor after: Sun Xiaojing

Inventor after: Yue Fangfang

Inventor after: Dou Xueqing

Inventor before: Dong Wanli

Inventor before: Ji Xiaobo

Inventor before: Zou Jiao

Inventor before: Sun Xiaojing

Inventor before: Wang Shaowu

Inventor before: Qiang Wen

Inventor before: Yue Fangfang

Inventor before: Wang Yuanxun

Inventor before: Dou Xueqing

Inventor before: Li Dong

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant