CN106327886B - 减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，能够获取第一方向和第二方向机动车遇红灯停车次数，根据两个方向上的遇红灯等待次数来调整信号灯的控制方案。在第一方向和第二方向遇红灯停车等待最高次数为零时，可以认为机动车数量较少，机动车无需等待红灯即可通过路口，此时，当第一方向上的信号灯为绿灯信号时，可能有机动车通过路口也可能没有机动车通过路口，这时信号灯控制的重点可以调整为以非机动车安全通过路口为基本条件，即控制第一方向信号灯的绿灯时间，保证排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线；且延长路口信号灯的全红时间至所述最后一辆非机动车驶离该路口。

Description

减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，具体是一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统。

背景技术

提高路口信号控制系统效率，减少绿灯损失时间，降低机动车停车次数、缩短停车时间，同时又能确保非机动车安全通过路口已成为人们关注的课题，引起国内外的专家、学者投入大量精力进行研究，由于目前受到机动车和非机动车的检测器技术水平限制，使减少非机动车通行对平面感知信号控制效率影响遇到了瓶颈。

减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的系统关键问题之一是：如何在低峰、平峰、高峰控制模式状态下，当检测到有非机动车越过停止线时，能延长路口全红时间，当检测到非机动车安全驶离路口后，再开启另一方向绿灯，确保非机动车安全。当检测到无非机动车越过停止线时，能将路口腾空的全红时间缩短到最小，以减少对信号控制效率的影响

减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的系统关键之二是：如何在低峰控制模式状态下，当检测到非机动车排队长度大于设定阈值时，延长信号灯绿灯时间，减少非机动车停车等待时间。

减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的系统关键之三是：精准确定当前交通状态是属于低峰、平峰、还是高峰，国内外目前普遍采用固定时间段来确定当前是采用低峰、平峰、或高峰控制策略，这种方式存在的最大问题是，确定的控制策略与实际交通状况有差异，从而导致信号灯控制效果差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，不仅能根据当前机动车通过路口遇红灯的次数来确定当前路口是否处于高峰、平峰、低峰状态，还能根据不同路况状态，调用相应的控制策略，根据不同的控制策略，不断调整具体控制参数，通过对非机动车实时检测，减少非机动车对平面感知信号控制效率影响，使机动车的绿灯损失时间、遇红灯停车次数最小化，机动车通行效率最大化。

本发明提供的技术方案如下：

一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，包括如下步骤：

S1：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

S2：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S3：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S4，否则进入步骤S7；

S4：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则进入步骤S5；若否，则将信号周期延长后返回S1；

S5：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯之后进入步骤S7；

S6：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

S7：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；若是则进入步骤S8，否则返回步骤S1；

S8：若在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，有非机动车越过停止线，则延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

在步骤S2中具体包括：

S21：建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S22：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S23，否则进入步骤S24；

S23：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

S24：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

所述步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

S11：在路口不同方向上设置若干平面检测器，所述平面检测器用于对机动车进行连续跟踪；将所述平面检测器的检测范围、平面检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)标注到带有经纬度的电子地图上；

S12：获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S13，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

S13：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

S14：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

所述平面检测器采用检测雷达，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；

SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

所述平面检测器采用视频跟踪单元，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上；

SB2：以每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)作为校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)；

SB3：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该校正标志位对应的检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)；

所述步骤S13和所述步骤S14之间还包括如下步骤：

根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(X_c,Y_c)。

所述平面检测器为视频跟踪单元，步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

SC1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离L_fi；

SC2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点F_i，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数H_h或像素列数H_l，得到：

每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离L_fi/H_h；

或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离L_fi/H_l；

SC3：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

SC4：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；

SC5：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(X_dj,Y_dj)。

本发明还提供一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，包括：

跟踪单元：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

停车次数获取单元：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第一判断单元：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第二判断单元：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若否，则将信号周期延长；

第三判断单元：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯；

第四判断单元：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

第五判断单元：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；

信号灯控制单元，若在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，有非机动车越过停止线，则延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

停车次数获取单元包括：

行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，在第一方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

在第二方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

跟踪单元包括：

平面检测器，设置于在路口不同方向上，用于对机动车进行连续跟踪；将所述平面检测器的检测范围、平面检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)标注到带有经纬度的电子地图上；

第一处理单元，获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

误差获取单元，根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

所述平面检测器采用检测雷达，误差获取单元包括：

标志位选定子单元，选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；

第一处理子单元，判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

本发明的上述技术方案与现有技术相比，至少具有如下技术效果：

(1)本发明所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，能够获取第一方向和第二方向机动车遇红灯停车次数，根据两个方向上的遇红灯等待次数来调整信号灯的控制方案。当第一方向和第二方向遇红灯停车次数不为零时，可以认为机动车数量比较多，在当前路口都需要等待红灯才能通过，因此当绿灯亮时，一定有机动车需要通过路口，此时，非机动车可以随着机动车一起越过停止线，在这种情况下，用于腾空路口的全红时间可以根据非机动车是否全部驶离路口进行调整。而在第一方向和第二方向遇红灯停车等待最高次数为零时，可以认为机动车数量较少，因为机动车无需等待红灯即可通过路口，此时，当第一方向上的信号灯为绿灯信号时，可能有机动车通过路口也可能没有机动车通过路口，当没有机动车通过路口且检测到有非机动车准备进入路口时，系统能自动延长绿灯时间至最后一辆非机动车越过停止线，即当红灯信号亮起前，有非机动车已越过了停止线时，那么系统能自动调整全红时间长度，以保证进入路口的非机动车全部安全驶离路口。

(2)本发明所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，当采用雷达检测器时，在路面选定校正标志位，在电子地图上标注校正标志位的实际位置坐标，当对车辆位置进行检测时，实时获得校正标志位的坐标数据与实际坐标数据进行比较，当二者之间的偏差超过一定阈值时，发出故障报警信息：一是提醒工作人员及时维修；二是将系统降级为传统控制模式。当二者之间的偏差在阈值范围内时，根据偏差值对采集到的车辆位置坐标进行校正，因此，即便是检测器发生了抖动，也能保证最终获得的车辆位置坐标数据和车速是准确的。

(3)本发明所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，，当采用视频检测器时，由于视频检测器在检测不同距离的场景时，同样相邻的两行像素或者两列像素之间代表的距离不相同。因为，在视频画面中，近距离的视频图像比例与远距离的视频图像比例不同，因此，在本申请中，根据在路面上的分道线的实际长度尺寸，通过人工在视频画面上设置的分界点作为校正标志位，无论当分界点在远距离的位置和在近距离的位置时，每个分界点到停止线的距离是已知的，而且是非常准确的，只是不同距离的场景相邻分界点之间的像素行数和列数不同，代表的距离不同而已，通过这种方法，可以大幅度提高其检测位置的精度，得到准确的机动车当前准确瞬时速度。

(4)本发明所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法及系统，，当检测器采用视频检测器时，如果视频检测器发生了抖动导致视频检测器检测到的位置信息发生了偏移，由于每一个分界点都是校正标志位，因此无论机动车处于哪两个分界点之间，都能够根据距离机动车最近的分界点得到校正标志位的校正误差。本方案中，将整个视频画面的监控距离以分界点分成了若干段，每段的距离都比较短，因此采用两个分界点之间的距离偏差对机动车的位置进行校正，可以得到更为准确的速度数据。

附图说明

图1为本发明一个实施例所述一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的系统流程图；

图2为本发明一个实施例所述信号灯控制的路口的示意图；

图3为本发明一个实施例所述减少机动车遇红灯次数的控制方案的流程图；

图4为本发明一个实施例所述道路上施划的分道线的端点作为分界点的示意图；

图5为本发明一个实施例所述视频检测画面中的检测结果示意图；

图6为本发明一个实施例所述减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的系统的原理框图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

S2：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S3：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S4，否则进入步骤S7；

S4：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则进入步骤S5；若否，则将信号周期延长后返回S1；所述延长信号周期，是指将第一方向和第二方向的信号灯周期全部延长，例如原来情况下，第一方向信号灯红黄绿整个周期为二十秒，第二放行信号灯红黄绿整个周期为二十秒，那么本步骤可以将两个方向信号灯周期都延长至30秒，当然在延长时，是有一个限值的，不能无限延长，最长的情况单个方向信号灯周期不超过120秒。

S5：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯之后进入步骤S7；

S6：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

S7：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；若是则进入步骤S8，否则返回步骤S1；

S8：若在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，有非机动车越过停止线，则延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

上述方案，能够获取第一方向和第二方向机动车遇红灯停车次数，根据两个方向上的遇红灯等待次数来调整信号灯的控制方案。当第一方向和第二方向遇红灯停车次数不为零时，可以认为机动车数量比较多，在当前路口都需要等待红灯才能通过，因此当绿灯亮时，一定有机动车需要通过路口，此时，非机动车可以随着机动车一起越过停止线，在这种情况下，用于腾空路口的全红时间可以根据非机动车是否全部驶离路口进行调整。而在第一方向和第二方向遇红灯停车等待最高次数为零时，可以认为机动车数量较少，因为机动车无需等待红灯即可通过路口，此时，当第一方向上的信号灯为绿灯信号时，可能有机动车通过路口也可能没有机动车通过路口，当没有机动车通过路口且检测到有非机动车准备进入路口时，系统能自动延长绿灯时间至最后一辆非机动车越过停止线，即当红灯信号亮起前，有非机动车已越过了停止线时，那么系统能自动调整全红时间长度，以

进一步地，如图3所示，在步骤S2中具体包括：

S21：建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S22：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S23，否则进入步骤S24；

S23：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

S24：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

本实施例中，所述行驶状态表可以入表1所示：

表1-行驶状态表

其中两个方向上的机动车可以写入同一个表格中，采用1-n的形式来表示第一方向上的第n辆机动车；采用2-m的形式来表示第二方向第m辆机动车。也可以设置两个表格分别记录两个方向上的机动车。而机动车的编号可以根据实际情况自行拟定，目的是将机动车车辆进行区分。并且，显然对于等待红灯次数最多的机动车一定是最先能够通过路口的机动车，因此等待次数并不会无限制的递增下去，某一辆机动车在绿灯状态下通过路口后便可以从上述表格中清除，而清除的同时，该机动车对应的编号也释放出来可以供新进入表格中的机动车使用。由于本实施例中，能够采用平面连续跟踪每一台机动车，因此能够准确获得每一台机动车的行驶状态，而信号灯是否为红灯可以直接通过交通信号控制器获得，因此可以直接得到在机动车是否因为在等待红灯而停车，由于精准获得了机动车的位置，能够得到机动车是否在停止线后遇红灯停车等待，因此本实施例的上述方案能够准确得到每一台机动车在停止线后因为遇红灯而停车的次数。

而根据机动车遇红灯停车次数对信号灯的周期及绿信比进行调整是现有技术中已有的方案，在本实施例中不再详细描述。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，进行如下改进，步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

S11：在路口上设置若干平面检测器，所述平面检测器用于对机动车进行连续跟踪；将所述检测器的检测范围、信号灯的上游路段、信号灯的下游路段标注到带有经纬度的电子地图上，并且将检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)、信号灯的位置坐标数据(X_x,Y_x)标注到电子地图上；

S12：获取检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S13，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据，之后将信号灯设置为绿灯后返回步骤S1；

S13：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

S14：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

具体包括以下情况：

所述检测器采用检测雷达的情况下，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；校正标志位可以为路面上设置的固定标志物所在的位置，例如显示牌、天桥桥梁、电线杆等，这些物体不会轻易发生位移。

SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

在电子地图上标注校正标志位的实际位置坐标，在对车辆位置进行检测时，实时获得校正标志位的坐标数据与实际坐标数据进行比较，当二者之间的偏差超过一定阈值时，发出故障报警信息提醒工作人员。当二者之间的偏差在阈值范围内时，根据偏差值对采集到的车辆位置坐标进行校正，因此，即便是检测器发生了抖动，也能保证最终获得的车辆位置坐标数据是准确的。

所述检测器采用视频跟踪单元的情况时，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上；如图3所示为一种方案，以道路上施划的分道线的端点作为分界点。因为分道线是虚线形式，对于其中的实线长度和空白距离都是有规定的，一般情况下实线长度为2米，空白距离为4米，因此如果直接以实线的两个端点作为分界点，则很容易得到每一个分界点的坐标值，如图中所示F1和F2之间的距离为2米，F2和F3之间的距离为4米，F3和F4之间的距离为两米。

SB2：以每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)作为校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)。

SB3：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该校正标志位对应的检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)；

所述步骤S13和所述步骤S14之间还包括如下步骤：

根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(X_c,Y_c)。

在本实施例中，将每一个分界点都作为校正标志位，无论机动车当前位置在哪，都能够立即确定与机动车距离最近的校正标志位，利用该校正标志位的检测误差对机动车的位置进行校正，使得到的机动车的实际位置坐标更准确，从而准确得到的机动车当前的瞬时速度。

所述检测器为视频跟踪单元的情况还包括，步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

SC1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离L_fi；

SC2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点F_i，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数H_h或像素列数H_l，得到：

每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离L_fi/H_h；

或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离L_fi/H_l；

图4给出了在视频检测画面中的检测结果示意图；图中所示即为一条车道的检测结果示意图。从图中可以看出，当视频检测单元在检测不同距离的目标时，同一行像素以及同一列像素所表示的距离完全不同。道路的宽度是固定的，但是在画面下方道路宽度占用了43列像素，在画面上方只占用了28列像素，假设其宽度为3米，那么对于画面下方每一列像素表示的距离为3/430.07米，道路上方每一列像素表示的距离为3/280.1米。同样的道理，在路面上施划的分道线，实线长度为两米，在画面下方15行像素表示F1和F2之间的距离，在画面上方7行像素即可表示F5和F6之间的距离，则在F1和F2之间，每行像素代表的距离为2/150.133米，在F5和F6之间，每行像素代表的距离为2/70.286米。

SC3：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

SC4：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；

SC5：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(X_dj,Y_dj)。

假设当前时刻，机动车位于F5和F6之间，而F5和F6两个分界点的实际坐标可以测量得到，是非常准确的位置坐标，那么我们只要得到机动车与F5或者F6之间的距离就可以得到机动车当前实际的位置坐标。因为，我们已经获得，F5和F6之间共有7行像素，每一行像素所表示的距离为0.286米，此时如果机动车与F5之间距离为4行像素，与F6之间的距离为3行像素，那么可以得到机动车与F6之间的距离为0.2863＝0.858米，则机动车实际的位置坐标与F6之间的距离为0.858米，通过计算即可得到机动车的实际位置坐标。

实施例3

如图6所示，本实施例提供一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，包括：

跟踪单元1：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

停车次数获取单元2：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第一判断单元3：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第二判断单元4：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若否，则将信号周期延长；

第三判断单元5：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯；

第四判断单元7：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

第五判断单元6：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；

信号灯控制单元8，若在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，有非机动车越过停止线，则延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

上述方案中，能够获取第一方向和第二方向机动车遇红灯停车次数，根据两个方向上的遇红灯等待次数来调整信号灯的控制方案。当第一方向和第二方向遇红灯停车次数不为零时，可以认为机动车数量比较多，在当前路口都需要等待红灯才能通过，因此当绿灯亮时，一定有机动车需要通过路口，此时，非机动车可以随着机动车一起越过停止线，在这种情况下，用于腾空路口的全红时间可以根据非机动车是否全部驶离路口进行调整。而在第一方向和第二方向遇红灯停车等待最高次数为零时，可以认为机动车数量较少，因为机动车无需等待红灯即可通过路口，此时，当第一方向上的信号灯为绿灯信号时，可能有机动车通过路口也可能没有机动车通过路口，当没有机动车通过路口且检测到有非机动车准备进入路口时，系统能自动延长绿灯时间至最后一辆非机动车越过停止线，即当红灯信号亮起前，有非机动车已越过了停止线时，那么系统能自动调整全红时间长度，以保证进入路口的非机动车全部安全驶离路口。

优选地，行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，在第一方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

在第二方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

进一步优选地，第一处理单元，获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

误差获取单元，根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

作为一种可实现的方式，所述平面检测器采用检测雷达，误差获取单元包括：

标志位选定子单元，选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；

第一处理子单元，判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

作为另一种可实现的方式，所述平面检测器采用视频跟踪单元，误差获取单元包括：

分道线获取子单元，在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上；

第二处理子单元，以每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)作为校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)；判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该校正标志位对应的检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)；根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(X_c,Y_c)。

当所述平面检测器为视频跟踪单元的另一种实现方式，所述检测模块包括：

分界点获取子单元，在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离L_fi；

像素间距子单元，在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点F_i，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数H_h或像素列数H_l，得到：

每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离L_fi/H_h；

或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离L_fi/H_l；

第三处理子单元，获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(X_dj,Y_dj)。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

S2：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S3：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S4，否则进入步骤S6；

S4：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则进入步骤S5；若否，则将信号周期延长后返回S1；

S5：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯之后进入步骤S7；

S6：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

S7：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；若是则进入步骤S8，否则返回步骤S1；

S8：若在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，有非机动车越过停止线，则延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

2.根据权利要求1所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，在步骤S2中具体包括：

S21：建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S22：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S23，否则进入步骤S24；

S23：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

S24：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

3.根据权利要求1或2所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，

所述步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

S11：在路口不同方向上设置若干平面检测器，所述平面检测器用于对机动车进行连续跟踪；将所述平面检测器的检测范围、平面检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)标注到带有经纬度的电子地图上；

S12：获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S13，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

S13：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

S14：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

4.根据权利要求3所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，所述平面检测器采用检测雷达，所述步骤S12中获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；

SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

5.根据权利要求3所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，所述平面检测器采用视频跟踪单元，所述步骤S12中获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上；

SB2：以每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)作为校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)；

SB3：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该校正标志位对应的检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)；

所述步骤S13和所述步骤S14之间还包括如下步骤：

根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(X_c,Y_c)。

6.根据权利要求3所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的方法，其特征在于，所述平面检测器为视频跟踪单元，步骤S1中所述的平面精准连续跟踪包括如下步骤：

SC1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离L_fi；

SC2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点F_i，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数H_h或像素列数H_l，得到：

每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离L_fi/H_h；

或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离L_fi/H_l；

SC3：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

SC4：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；

SC5：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(X_dj,Y_dj)。

7.一种减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，其特征在于，包括：

跟踪单元：对于路口每个方向上的机动车及非机动车进行平面精准连续跟踪，实时获取每个方向的机动车的数量、精准位置；

停车次数获取单元：获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1和第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第一判断单元：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第二判断单元：在第一判断单元的判断结果为是时，判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若否，则将信号周期延长；

第三判断单元：在第二判断单元的判断结果为是时判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯前，是否有非机动车排队等待通过路口，若有则延长第一方向信号灯的绿灯时间，直到排队等待通过路口的最后一辆非机动车越过停止线再将其转换为红灯，之后转入第五判断单元；若无则第一方向信号灯由绿灯转换为红灯；

第四判断单元：在第一判断单元的判断结果为否时，判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比；

第五判断单元：判断在第一方向信号灯由绿灯转换为红灯时，是否有非机动车越过停止线；

信号灯控制单元，在第五判断单元的判断结果为是时，延长路口信号灯的全红时间至越过停止线的所有非机动车均驶离该路口。

8.根据权利要求7所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，其特征在于，停车次数获取单元包括：

行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，在第一方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

在第二方向为红灯时修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2。

9.根据权利要求7或8所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，其特征在于，跟踪单元包括：

平面检测器，设置于路口不同方向上，用于对机动车进行连续跟踪；将所述平面检测器的检测范围、平面检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)标注到带有经纬度的电子地图上；

第一处理单元，获取平面检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

误差获取单元，根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

10.根据权利要求9所述的减少非机动车对平面感知信号控制效率影响的装置，其特征在于：

所述平面检测器采用检测雷达，误差获取单元包括：

标志位选定子单元，选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志位的距离L_lb和校正标志位到信号灯所在位置的距离L_jt；

第一处理子单元，判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。