CN109509369A - 智能车位监测方法及其监测系统、城市综合智能交通系统 - Google Patents
智能车位监测方法及其监测系统、城市综合智能交通系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了智能车位监测方法及其监测系统、城市综合智能交通系统。智能车位监测系统用于配合智能车位监测方法。利用智能车位监测方法分析处理四个车位感知传感器单元获取的四个停车数据,并将获取的四个停车数据与标准数据库里的停车数据范围做对比以获取停车位上是否停有车辆。然后通过车位信息板LED单元进行逻辑判断并显示所述停车位上停有的车辆是否为违章停车以及所述停车位处于何种状态,对城市停车位实现动态车位状态显控。这样一方面有利于减轻交警巡逻排查的负担,实现全天候大区域违停监测且又方便城市交通管理人员管理停车位。另一方面,也有利于停车者能够清楚得知当前停车位是否可以停车,避免出现违章停车。
Description
技术领域
本发明涉及车位监控技术领域,尤其涉及智能车位监测方法及其监测系统、城市综合智能交通系统,所述智能车位监测方法应用于所述监测系统中。
背景技术
为了减少因违规停车造成的交通不便,城市重点区域关键路段都由交警巡逻排查是否有车辆违规停车。这种查违停措施不仅会加大交通管理人员的工作负担,同时很难实现全天候大区域违停监测。另外由于人工对停车时间的主观判断,可能会造成误判误罚。目前,城市道路停车位划定之后,基本固定不变,对一些时间敏感路段,可能出现不合理的规划车位。这些不合理的规划车位,一方面占用了城市空间资源,另一方面造成了短时城市交通拥堵。因此,为了减轻交通管理人员的工作负担,同时增强城市空间资源利用效率,有必要设计一种城市智能停车车位,方便城市交通管理人员对上述问题进行处理。
目前,市场上存在一些协助交警的抓拍违停的监控装置和系统,但是这些装置和系统是固定在特定位置上的。类似于十字路口的红绿灯抓拍系统,并不能够实现区域全路段实时监测。同时,监控装置并不能够准确形象展示违停标志。而目前城市固定泊车位无法实现动态车位状态显控。
发明内容
本发明的目的在于提供智能车位监测方法及其监测系统、城市综合智能交通系统,以避免上述现有技术所存在的不足之处,解决在城市固定泊车位无法实现动态车位状态显控的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:智能车位监测方法,其包括步骤:
S11、采集当前的四个停车数据w10,w20,w30,w40,其中,所述四个停车数据w10,w20,w30,w40分别由四个车位感知传感器单元获取,所述四个车位感知传感器单元分别安装在停车位上,且在车辆停车在所述停车位上且所述车辆的四个车轮分别位于所述四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40;
S12、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否一致,若一致,则执行步骤S13,否则返回步骤S11;
S13、次数Y计数一次,次数Y表征当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40一致的次数;
S14、判断次数Y是否大于等于M,M为正整数,是则执行步骤S15,否则返回步骤S11;
S15、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都大于一个预定阈值一,是则进行步骤S16;
S16、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否在一个标定范围一内,是则进行步骤S17;
S17、根据当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40计算所述车辆的重心坐标(Wx,Wy),并根据投影停车位坐标系确定所述车辆的重心坐标,所述投影停车位坐标系是以所述停车位的矩形中心为坐标原点,所述投影停车位坐标系的x轴与矩形宽方向平行,投影停车位坐标系的y轴与矩形长方向平行;
S18、判断重心坐标(Wx,Wy)是否在一个标定范围二内,是则进行步骤S19;
S19、认定所述停车位上停有车辆。
优选的,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者小于所述预定阈值一时,所述智能车位监测方法还包括:
S110、判断,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都小于一个预定阈值二,是则进行步骤S111;
S111、认定所述停车位上没有停车辆。
优选的,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者大于所述预定阈值二时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
优选的,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者不在所述标定范围一内时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
优选的,当重心坐标(Wx,Wy)不在所述标定范围二内时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
优选的,所述标定范围一的确定方法如下:
先采集多款车辆的四个停车数据w10,w20,w30,w40,然后计算得到各组停车数据的均值和标准差,再确定标定范围一的数据范围。
优选的,所述标定范围二的确定方法如下:
根据公式计算出标定范围二的数据范围。
优选的,所述智能车位监测方法还包括:
S113、当认定所述停车位上停有车辆时,判断所述停车位在当前时间是否允许停车,是则执行步骤S114;
S114、开始停车计时直至接收一个车辆离开信息后输出停车时间;
S115、根据所述停车时间计费,并显示所述停车时间和停车费用;
S116、接收一个支付信息后,启动步骤S11。
本发明还提供智能车位监测系统,其应用于城市综合智能交通系统以解决城市固定泊车位无法实现动态车位状态显控的问题,所述智能车位监测系统包括:
四个车位感知传感器单元,其分别安装在停车位上,且在车辆停车在所述停车位上且所述车辆的四个车轮分别位于所述四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40;
车位信息板,其实时采集所述四个车位感知传感器单元的四个停车数据w10,w20,w30,w40,并对一段预定时间段内采集的多组四个停车数据w10,w20,w30,w40进行数据处理,以检测所述停车位上是否停有车辆;所述车位信息板的数据处理采用上述任意智能车位监测方法。
本发明还另外提供城市综合智能交通系统,其用于智能缓解城市交通的拥堵,所述城市综合智能交通系统包括所述智能车位监测系统,所述城市综合智能交通系统还包括城市红绿灯智能控制系统。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过分析处理四个车位感知传感器单元获取的四个停车数据,并将获取的四个停车数据与标准数据库里的停车数据范围做对比以获取停车位上是否停有车辆。然后通过车位信息板LED单元进行逻辑判断并显示停车位上停有的车辆是否为违章停车以及停车位处于何种状态,对城市停车位实现动态车位状态显控。这样一方面有利于减轻交警巡逻排查的负担,实现全天候大区域违停监测且又方便城市交通管理人员管理停车位。另一方面,也有利于停车者能够清楚得知当前停车位是否可以停车,避免出现违章停车。
附图说明
图1为智能车位监测方法流程图;
图2为智能车位停车数据的定标流程图;
图3为智能车位监测系统结构示意图;
图4为智能车位示意图;
图5为车位停车检测流程图;
图6为车位信息板LED单元显示逻辑流程图;
图7为智能车位可停车状态示意图;
图8为智能车位停有车辆时的停车状态示意图;
图9为智能车位显示付费离开按钮的状态示意图;
图10为智能车位取消状态的示意图;
图11为智能车位停有违章车辆时的状态示意图。
图12为智能车位的车位异常状态示意图;
图13为城市红绿灯智能控制系统框图;
图14为红绿灯显示示意图;
图15为城市红绿灯智能控制方法流程图;
图16为红绿灯相序的排列方式一的组合示例图;
图17为红绿灯相序的排列方式二的组合示例图;
图18为红绿灯相序的排列方式三的组合示例图;
图19为红绿灯相序的排列方式四的组合示例图;
图20为红绿灯相序的排列方式五的组合示例图;
图21为车道结构示意图;
图22为实施例6中车道车流量饱和度的计算方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
现有社会中,城市中的交通一般由交警人工管控。其管控的效率低下。为解决这一的问题,本发明提出城市综合智能交通系统。城市综合智能交通系统包括相互独立的智能车位监测系统和城市红绿灯智能控制系统。在使用时,智能车位监测系统配合一个智能车位监测方法使用,城市红绿灯智能控制系统配合一个城市红绿灯智能控制方法使用。
实施例1
参考图1、图2和图4,智能车位监测方法,其实时采集四个车位感知传感器单元的四个停车数据w10,w20,w30,w40,并对一段预定时间段内采集的多组四个停车数据w10,w20,w30,w40进行数据处理,以检测停车位上是否停有车辆。智能车位监测方法包括如下步骤。
S11、采集当前的四个停车数据w10,w20,w30,w40。其中,四个停车数据w10,w20,w30,w40分别由四个车位感知传感器单元获取。四个车位感知传感器单元分别安装在停车位上。且在车辆停车在停车位上且车辆的四个车轮分别位于四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40。
S12、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否一致,若一致,则执行步骤S13,否则返回步骤S11。
S13、次数Y计数一次,次数Y表征当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40一致的次数。
S14、判断次数Y是否大于等于M,M为正整数,是则执行步骤S15,否则返回步骤S11。在本实施例中,M以5为例进行举例说明。
S15、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都大于一个预定阈值一,是则进行步骤S16。
S16、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否在一个标定范围一内,是则进行步骤S17。
标定范围一的确定方法如下:先采集多款车辆的四个停车数据w10,w20,w30,w40,然后计算得到各组停车数据的均值和标准差,再确定标定范围一的数据范围。
如根据多款车辆的四个停车数据w10,w20,w30,w40,依据方差公式计算得到各组停车数据的均值和标准差,再依据六西格玛原则确定标定范围一的数据范围。
S17、根据当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40计算车辆的重心坐标(Wx,Wy),并根据投影停车位坐标系确定车辆的重心坐标,投影停车位坐标系是以停车位的矩形中心为坐标原点,投影停车位坐标系的x轴与矩形宽方向平行,投影停车位坐标系的y轴与矩形长方向平行(如图4所示)。
S18、判断重心坐标(Wx,Wy)是否在一个标定范围二内,是则进行步骤S19。
标定范围二的确定方法如下:
根据公式计算出标定范围二的数据范围。
S19、认定停车位上停有车辆。
其中,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者小于预定阈值一时,执行步骤S110:判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都小于一个预定阈值二,是则进行步骤S111;当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者大于预定阈值二时,执行步骤S112;当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者不在标定范围一内时,执行步骤S112;当重心坐标(Wx,Wy)不在标定范围二内时,执行步骤S112。
步骤S111:认定停车位上没有停车辆。步骤S112:认定停车位出现车位异常。
在上述监测方法中还可追加以下步骤,可以进一步的判断停车位上停有的车辆是否为违章停车,以达到减轻交警巡查的负担。违章停车认定方法包括如下步骤。
S113、当认定停车位上停有车辆时,判断停车位在当前时间是否允许停车,是则执行步骤S114,否则执行步骤S117。
S114、开始停车计时直至接收一个车辆离开信息后输出停车时间。
S115、根据停车时间计费,并显示停车时间和停车费用。
S116、接收一个支付信息后,启动步骤S11。
S117、显示车辆为违章停车。
利用本实施例的监测方法可以全范围的排查是否有车辆违规停车,大大减轻了交通管理人员的工作负担。同时在利用本实施例的智能车位监测方法时,需要先制定参考标准,即先定标,其具体制定步骤如下(如图2所示):
一、采集多款标准车辆停车时的四个停车数据w10,w20,w30,w40;标准型车辆是指以车型外廓尺寸总长度为5.0m,总宽度为2.0m,总高度为2.2m的小型客车。
二、将多组停车数据w10,w20,w30,w40利用方差公式计算得到各组数据的均值和标准值。然后按照六西格玛原则,确定各组数据范围F1,即标定范围一。
三、再根据公式计算得到小型车辆的重心在停车位上的投影范围F2,即标定范围二。
四、将标定范围一F1和标定范围二F2存储到标准数据库内作为比较分析的基准。
实施例2
参考图3和图4,智能车位监测系统其应用于城市综合智能交通系统以解决城市固定泊车位无法实现动态车位状态显控的问题。具体的,智能车位监测系统用于配合根据实施例1中的一种智能车位监测方法。智能车位监测系统包括四个车位感知传感器单元、车位信息板、车位停车线单元、四个车位感知线框单元和交警管理控制中心单元。车位停车线单元、四个车位感知线框单元以及四个车位感知传感器单元组成车位停车检测系统。结合城市的路段路况,综合划定车位停车线单元的车位停车线大小。车位停车线的长为6米,宽为2.4米。再根据标准车辆的车轮位置及车轮大小,在车位停车线单元内划定4个车位感知线框单元。车位感知线框单元的尺寸为长0.8米,宽0.4米。
其中,四个车位感知传感器单元,其分别安装在停车位上。即四个车位感知传感器单元安装在相应的车位感知线框单元中。且在车辆停车在停车位上且车辆的四个车轮分别位于四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40。
车位信息板,其实时采集四个车位感知传感器单元的四个停车数据w10,w20,w30,w40,并对一段预定时间段内采集的多组四个停车数据w10,w20,w30,w40进行数据处理,以检测停车位上是否停有车辆;车位信息板的数据处理步骤采用实施例1的智能车位监测方法。
交警管理控制中心单元是完成接收车位信息板的报警信息以及发送修正时间功能。
车位信息板还包括车位信息板控制单元、数据存储及处理单元、计时单元、车位信息板LED单元、网络通信单元以及语音单元,其共同组成车位状态监测系统。其中,车位信息板控制单元接收车位感知传感器的数据,通过数据存储与处理单元进行处理;计时单元完成页面时间显示及修正功能;车位信息板LED单元用于显示当前停车位状态以及所停车辆的停车时间以及停车费用;网络通信单元具有完成信息推送以及接收交警管理控制中心单元信息的功能;语音单元具有完成车位状态语音提示的功能。
本实施例中,车位感知传感器单元采用重量传感器并布局在车位感知线框内。车位感知传感器单元用来采集车辆重量信息并通过接口传输给车位信息板控制单元。车位信息板控制单元接收车位感知传感器的数据,通过数据存储及处理单元进行处理,判断当前停车位是否有车辆停车。其具体的软件判断流程如下(如图5所示):
1、先进行初始化设置,并设置一致标记Y=0,停车标记P=0;
2、采集停车位上的车辆的四个停车数据,w10,w20,w30,w40;
3、然后判断所采集的四个停车数据与上一次采集的四个停车数据是否一致:
3.1、若一致,则记录一致标记Y为Y+1;
3.2、若不一致,则保存所采集的四个停车数据并设定一致标记Y=0。然后重新采集停车数据。
4、判断记录的一致标记Y是否大于等于5。若不是,则重新采集停车位上车辆的停车数据。若是,则判断所采集的四个数据w10,w20,w30,w40是否都大于其中一个阈值:
4.1、若四个数据w10,w20,w30,w40都大于其中一个阈值,则再判断所采集的四个数据w10,w20,w30,w40是否都属于F1范围:
4.1.1、若四个数据w10,w20,w30,w40都在F1范围内,则通过实施例1中的公式,计算得出所停车辆的重心坐标(Wx,Wy)值。然后判断(Wx,Wy)是否属于F2范围:
a1、若是,则判定停车位上有车辆停车并设置停车标记P=1;
a2、若不是,则判定停车位异常并设置停车标记P=2。
4.1.2、若四个数据w10,w20,w30,w40存在一个数据不在F1范围内,则判定停车位异常并设置停车标记P=2。
4.2、若四个数据w10,w20,w30,w40存在一个数据小于其中一个阈值,则再判断所采集的四个数据w10,w20,w30,w40是否都小于另一个阈值:
b1、若四个数据w10,w20,w30,w40都小于另一个阈值,则判定停车位上没有停有车辆并设置停车标记P=0;
b2、若四个数据w10,w20,w30,w40存在一个数据大于另一个阈值,则判定停车位异常并设置停车标记P=2。
实施例3
利用实施例2的智能车位监测系统检测停车位的状态以及停车位上所停的车辆是否为违章停车并利用车位信息板LED单元进行显示,以便告知停车者。其中,车位信息板LED单元具体的显示逻辑流程如下(如图6所示):
1)、对系统进行初始化设置;
2)、获取停车位上停有车辆的停车标记P;
3)、判断停车标记P是否为0:
3-1)、若P为0,则判断当前时间停车位是否可以停车:
A1、若停车位可以停车,则车位信息板LED单元显示车位可以停车;
A2、若停车位不可以停车,则车位信息板LED单元显示车位不可以停车;
3-2)、若P不为0,则再判断停车标记P是否为1:
B1、若P不为1,则判定停车位为停车位异常。车位信息板LED单元显示停车位异常,语音单元提示停车位异常。与此同时,并将停车位异常信息推送给交警管理控制中心单元;
B2、若P为1,则接着判断当前时间停车位是否可以停车。若不可以停车,则判定车辆为违章停车。车位信息板LED单元显示违章停车,语音单元提示车辆违章停车。与此同时,并将违章信息推送给交警管理控制中心单元;
4)、当当前时间停车位可以停车时,则判断停车位上一次的停车标记P是否等于1:
4-1)若上一次的停车标记P等于1,则判断计费金额是否大于0;
4-2)若上一次的停车标记P不等于1,则先开始停车计时,然后语音单元语音提示开始记停。再判断计费金额是否大于0;
5)、若计费金额大于0,车位信息板LED单元显示支付离开按钮。按下支付离开按钮时,则车位信息板LED单元显示付费,且语音单元进行语音提示。不按支付离开按钮时,则车位信息板LED单元显示停车位当前停有车辆;
6)、若计费金额不大于0,则车位信息板LED单元显示停车位当前停有车辆。
通过上述软件检测流程检测到的停车位的状态,具体描述如下:
(1)可停车状态(如图7所示),即当前停车位上没有检测到车辆,且当前时间可以停车。车位信息板LED单元显示停车位的编号、当前时间、可停车标志(圆圈)、计费标准、付费方式以及不可停车时间;
(2)停车状态(如图8所示),即当前停车位上检测到车辆。车位信息板LED单元显示停车位编号、当前时间、停车标志(圆圈内打勾)、开始计停时间、已计停时间、当前停车计费以及不可停车时间。如果当前停车计费大于零(如图9所示),则显示付费离开按钮。如果选择付费离开按钮,则进入付费页面,同时语音单元语音提示三分钟内付费;
(3)取消状态,即当前停车位不可停车。车位信息板LED单元显示车位编号、当前时间以及车位取消标志(圆圈内打叉)(如图10所示)。如果在停车位取消的状态下,车位检测系统检测停车位上有车辆停车,则车位信息板LED单元显示违章停车并同时利用语音单元进行语音提示(如图11所示),再通过网络通信单元推送信息(如:车位编号、违章时间)给交警管理控制中心单元,提示交警进行处理。
(4)异常状态,即当前停车位监测出现异常。车位信息板LED单元显示车位编号、当前时间以及车位异常标志(圆圈内打叹号),并同时利用语音单元进行语音提示(如图12所示),再通过网络通信单元推送信息(如:车位编号、异常时间)给交警管理控制中心单元,提示交警进行处理。
实施例4
参考图13,一种城市红绿灯智能控制系统,包括车道通行优先级接口模块、车道通行优先级综合模块、红绿灯显示模块以及红绿灯控制模块。车道通行优先级接口模块和车道通行优先级综合模块构成车道通行优先级综合系统;红绿灯显示模块和红绿灯控制模块构成红绿灯相序时控系统。
其中,车道通行优先级接口模块用于获取当前十字路口各个车道的通行优先级。车道通行优先级综合模块用于对获取的各个车道的通行优先级进行预处理及逻辑综合,得到可用于计算车道在各向红绿灯时间的通行优先级。红绿灯控制模块是本实施例中系统构成的核心部分,红绿灯控制模块用于根据车道通行优先级综合结果设定红绿灯相序以及红绿灯时间。红绿灯显示模块包括红绿灯通行标志显示单元和红绿灯时间显示单元。红绿灯显示模块主要用于显示用于红绿灯的相序和时间(如图14所示)。
实施例5
实施例4中,红绿灯控制模块采用一种城市红绿灯智能控制方法设定设定红绿灯相序以及红绿灯时间。应用于城市十字路口车道的红绿灯智能控制方法。十字路口的方位为上北下南,左西右东。车道在各个方向上的通行次序不同,并定义不同的通行次序为不同的通行优先级。本发明中规定,十字路口的车道在各个方向上的右转灯一直保持绿灯。本实施例中,规定优先级用R表示。直行优先级RF,左转优先级RL,直行左转优先级RFL,右转优先级RR。具体包含:南向北直行优先级RSNF,北向南直行优先级RNSF,南向北左转优先级RSNL,北向南左转优先级RNSL,南向北右转优先级RSNR,北向南右转优先级RNSR;东向西直行优先级REWF,西向东直行优先级RWEF,东向西左转优先级REWL,西向东左转优先级RWEL,西向东右转优先级RWER,东向西右转优先级REWR。
参考图15,智能改变城市红绿灯相序方法包括以下步骤:
S10、获取车道在各个方向上的通行优先级;即获取南向北直行优先级RSNF,北向南直行优先级RNSF,南向北左转优先级RSNL,北向南左转优先级RNSL,南向北右转优先级RSNR,北向南右转优先级RNSR;东向西直行优先级REWF,西向东直行优先级RWEF,东向西左转优先级REWL,西向东左转优先级RWEL,西向东右转优先级RWER,东向西右转优先级REWR。
S20、逐次判断通行优先级是否大于设定阈值r,是,则进行步骤S3;当通行优先级小于设定阈值时,则进行步骤S16;
S30、保留当前获取的通行优先级;
S40、根据当前获取的通行优先级,计算出车道的南北向直行优先级、南北向左转优先级、南向北直行左转优先级、北向南直行左转优先级、东西向直行优先级、东西向左转优先级、西向东直行左转优先级以及东向西直行左转优先级。具体的计算方法如下:
南北向直行优先级RSNSF=RSNF+RNSF
南北向左转优先级RSNSL=RSNL+RNSL
南向北直行左转优先级RSNFL=RSNF+RSNL
北向南直行左转优先级RNSFL=RNSF+RNSL
东西向直行优先级REWEF=REWF+RWEF
东西向左转优先级REWEL=REWL+RWEL
东向西直行左转优先级REWFL=REWF+REWL
西向东直行左转优先级RWEFL=RWEF+RWEL
S50、判断南北向直行优先级RSNSF与南北向左转优先级RSNSL差值的绝对值一是否大于南向北直行左转优先级RSNFL与北向南直行左转优先级RNSFL差值的绝对值二,是,则进行步骤S60;当绝对值一小于绝对值二时,则进行步骤S110;
S60、判断东西向直行优先级REWEF与东西向左转优先级REWEL差值的绝对值三是否大于西向东直行左转优先级RWEFL与东向西直行左转优先级REWFL差值的绝对值四,是,则进行步骤S70;当绝对值三小于绝对值四时,则进行步骤S90;
S70、判定车道在南北向和东西向的通行模式均为双向通行模式,然后计算出南北向直行通行时间、南北向左转通行时间、东西向直行通行时间以及东西向左转通行时间;本实施例中,将南北向直行通行时间标记为CTSNF,南北向左转通行时间标记为CTSNL,东西向直行通行时间标记为CTEWF,东西向左转通行时间标记为CTEWL;本实施中,以南北向项为例,具体举例说明南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNL的计算方法。东西向直行通行时间CTEWF、东西向左转通行时间CTEWL的计算方法可按照南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNL的计算方法进行类推。南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNL的计算方法如下:
步骤一、计算出车道在南北向上的通行时间一CTSN;
步骤二、计算出比值一n1,再将通行时间一与比值一进行乘积运算得到结果一P1。结果一P1为正整数;其中,比值一为南北向直行优先级RSNSF与南北向左转优先级RSNSL两者之间的累加和一与南北向直行优先级RSNSF之间的比值。南北向直行优先级RSNSF为比值一的分子,累加和一为比值一的分母,即n1=RSNSF/(RSNSF+RSNSL),P1=CTSN*n1。
步骤三、判断南北向直行通行时间CTSNF否大于等于南北向左转通行时间CTSNL,是,则南北向直行通行时间CTSNF等于结果一加上M,M为正整数,本实施例中M取值为1;否,则南北向直行通行时间为结果一;
步骤四、南北向左转通行时间CTSNL为通行时间一CTSN与南北向直行通行时间CTSNF的差值。即CTSNL=CTSN-CTSNF。
其中,通行时间一CTSN的计算方法为:
按照步骤S40中的计算方法,计算出南北向右转优先级RSNSR=RNSR+RSNR,东西向右转优先级REWER=REWR+RWER,南北向优先级RSN=RSNSF+RSNSL;东西向优先级REW=REWEF+REWEL;
设定十字路口的红绿灯周期为CT0。计算出CT0*L并对其结果取整记为P2,当RSN≥REW时,则南北向通行时间CTSN=P2+1,则东西向通行时间CTEW=CT0-CTSN;RSN<REW时,则南北向通行时间CTSN=P2。其中,L=RSN/(RSN+REW)。东西向通行时间CTEW=CT0-CTSN。
S80、将南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNL、东西向直行通行时间CTEWF以及东西向左转通行时间CTEWL按着时间大小顺序进行排列,即可得出红绿灯相序的排列方式一;假设南北向直行通行时间CTSNF<南北向左转通行时间CTSNL<东西向直行通行时间CTEWF<东西向左转通行时间CTEWL,则红绿灯的相序排列方式一为:东西向左转->东西向直行->南北向左转->南北向直行(如图16所示)。
S90、判定车道在南北向的通行模式为双向通行模式,车道在东西向的通行模式为单向通行模式,然后计算出南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNF、东向西直行左转通行时间CTEWFL以及西向东直行左转通行时间CTWEFL;
S100、将南北向直行通行时间CTSNF、南北向左转通行时间CTSNL、东向西直行左转通行时间CTEWFL以及西向东直行左转通行时间CTWEFL按着时间大小顺序进行排列,即可得出红绿灯相序的排列方式二;假设南北向直行通行时间CTSNF<南北向左转通行时间CTSNL<东向西直行左转通行时间CTEWFL<西向东直行左转通行时间CTWEFL,则红绿灯的相序排列方式二为:西向东直行左转->东向西直行左转->南北向左转->南北向直行(如图17所示)。
S101、判断东西向直行优先级与东西向左转优先级差值的绝对值五是否大于西向东直行左转优先级与东向西直行左转优先级差值的绝对值六,是,则进行步骤S102;当绝对值五小于绝对值六时,则进行步骤S104;步骤S101与步骤S60描述的是同一内容,即都是判定东西向直行优先级与东西向左转优先级差值的绝对值与西向东直行左转优先级与东向西直行左转优先级差值的绝对值的大小。
S102、判定车道在南北向的通行模式为单向通行模式,车道在东西向的通行模式为双向通行模式,然后计算出南向北直行左转通行时间CTSNFL、北向南直行左转通行时间CTNSFL、东西向直行通行时间CTEWF以及东西向左转通行时间CTEWL。其中南向北直行左转通行时间CTSNFL和北向南直行左转通行时间CTNSFL的计算方法如下:
步骤1、计算出比值二n2,再将通行时间一CTSN与比值二n2进行乘积运算得到结果二P3,结果二P3为正整数;其中,比值二n2为南向北直行左转优先级RSNFL和北向南直行左转优先级RNSFL两者之间的累加和二与南向北直行左转优先级RSNFL之间的比值。南向北直行左转优先级RSNFL之为比值二n2的分子,累加和二为与比值二n2的分母。即比值二n2=RSNFL/(RSNFL+RNSFL),P3=CTSN*n2;
步骤2、判断南向北直行左转通行时间CTSNFL是否大于等于北向南直行左转通行时间CTNSFL,是,则南向北直行左转通行时间CTSNFL为结果二P3加上N,N为正整数,本实施例中N的取值为1。即CTSNFL=P3+N;否,则南向北直行左转通行时间为结果二,即CTSNFL=P3;
步骤3、北向南直行左转通行时间CTNSFL为通行时间一CTSN与南向北直行左转通行时间的差值CTSNFL。即CTNSFL=CTSN-CTSNFL。
S103、将南向北直行左转通行时间CTSNFL、北向南直行左转通行时间CTNSFL、东西向直行通行时间CTEWF以及东西向左转通行时间CTEW按着时间大小顺序进行排列,即可得出红绿灯相序的排列方式三;本实施例中可假定南向北直行左转时间CTSNFL<东西向直行通行时间CTEWF<东西向左转通行时间CTEWL<北向南直行左转通行时间CTNSFL,则红绿灯的相序排列方式三为:北向南直行左转->东西向左转->东西向直行->南向北直行左转(如图18所示)。
S104、判定车道在南北向和东西向的通行模式均为单向通行模式,然后计算出南向北直行左转通行时间CTSNFL、北向南直行左转通行时间CTNSFL、东向西直行左转通行时间CTEWFL以及西向东直行左转通行时间CTWEFL;
S105、将南向北直行左转通行时间CTSNFL、北向南直行左转通行时间CTNSFL、东向西直行左转通行时间CTEWFL以及西向东直行左转通行时间CTWEFL按着时间大小顺序进行排列,即可得出红绿灯相序的排列方式四;假设南向北直行左转通行时间CTSNFL<北向南直行左转通行时间CTNSFL<东向西直行左转通行时间CTEWFL<西向东直行左转通行时间CTWEFL,则红绿灯的相序排列方式四为:西向东直行左转->东向西直行左转->北向南直行左转->南向北直行左转(如图19所示)。
S106、设定当前车道在相应方向上的通行优先级为N,N为整数,本实施例中设定N=0。且红绿灯相序在相应方向上为禁止通行。本实施例中,以车道在东向西方向直行相序禁止进行说明。车道在其他方向的通行时间按照步骤S10至S105进行计算。本实施例中,假定计算得到车道在其他方向上的时间顺序如下:南向北直行左转时间CTSNFL<东西向左转通行时间CTEWL<东西向直行通行时间CTEWF<北向南直行左转通行时间CTNSFL,则红绿灯的相序的排列方式五为:北向南直行左转->西向东直行->东西向左转->南向北直行左转(如图20所示)。
本实施例中,首先通过计算得到车道在各个方向上的通行时间。然后对通行时间按照时间大小进行排列得出红绿灯在相应方向上的相序。本发明通过一种城市红绿灯智能控制方法,弥补了现有技术中不能实现红绿灯相序可调的空白。同时,也避免交警现场进行人工指挥,并人为调节路口红绿灯时间。利用本发明涉及的城市红绿灯智能控制方法可以提高交警的工作效率,也能提高城市交通管理的智能化水平。
实施例6
实施例5中,车道在各个方向上的通行优先级计算方法如下。
一、划分车道区域并做相关标记。
参考图21,智能车道被分为车道禁变区、车道禁停区、车道近域区、车道远域区、车道出口区、车道进口区。车道禁变区用于提示车道当前区域禁止变换车道(红绿灯路口处禁止压过实线);车道近域区用于监测车道当前排队车辆数量;车道远域区用于监测车道当前拥堵情况;车道出口区用于监测车道当前导向路段是否拥堵。在本实施例中,车流量用Q表示,车道进口用I表示,车道出口用O表示,直行用F表示,左转用L表示,右转用R表示。假定LOSN1表示南向北禁止变换车道长度,LOSN2表示南向北车道近域区长度,LOSN3表示南向北车道近域区距远域区长度,LOSN4表示南向北车道远域区长度。
二、参考图22,计算车道的车流量饱和度。
1-1)首先根据车道各区域长度LOSNi和标准小型车占道距离L,计算各区域饱和车流量QOSNi0=LOSNi/L,其中i=1,2,4。1表示车道禁变区,2表示车道近域区,4表示车道远域区。
1-2)然后根据车流量传感器实时获得南向北车道各区域车流量QOSN1,QOSN2,QOSN4。可计算得到南向北车道各区域车流量饱和度QBOSNi=QOSNi/QOSNi0,i=1,2,4。从而得到南向北车道车流量饱和度QBOSN=QBOSN1+QBOSN2+QBOSN4。同理,可计算得到其余方向车道车流量饱和度QBONS,QBOWE,QBOEW。其中,QBONS表示北向南车道车流量饱和度,QBOWE表示西向东车道车流量饱和度,QBOEW表示东向西车道车流量饱和度。
1-3)再假定LISN表示南向北进口区长度。根据LISN和L,计算南向北车道进口区域饱和车流量QISN0=LISN/L。然后根据车流量传感器实时获得南向北进口车道缓和区域车流量QISN,可计算得到南向北车道进口车流量饱和度QBISN=QISN/QISN0。同理,可计算得到其余方向车道进口车流量饱和度QBINS,QBIWE,QBIEW。其中,QBINS表示北向南车道进口车流量饱和度,QBIWE表示西向东车道进口车流量饱和度,QBIEW表示东向西车道进口车流量饱和度。
三、计算车道在各个方向上的通行优先级。
南北向优先级RSN=(南向北出口直行饱和度QBOSNF+北向南出口直行饱和度QBONSF)-(南向北进口饱和度QBISN+北向南进口饱和度QBINS)+(南向北出口左转饱和度QBOSNL+北向南出口左转饱和度QBONSL)-(西向东进口饱和度QBIWE+东向西进口饱和度QBIEW);
南北向直行优先级RSNF=(南向北出口直行饱和度QBOSNF+北向南出口直行饱和度QBONSF)-(南向北进口饱和度QBISN+北向南进口饱和度QBINS);
南北向左转优先级RSNL=(南向北出口左转饱和度QBOSNL+北向南出口左转饱和度QBONSL)-(西向东进口饱和度QBIWE+东向西进口饱和度QBIEW);
北向南直行左转优先级RNSFL=(北向南出口直行饱和度QBONSF+北向南出口左转饱和度QBONSL)-(北向南进口饱和度QBINS+西向东进口饱和度QBIWE);
南向北直行左转优先级RSNFL=(南向北出口直行饱和度QBOSNF+南向北出口左转饱和度QBOSNL)-(南向北进口饱和度QBISN+东向西进口饱和度QBIEW);
东西向优先级REW=(东向西出口直行饱和度QBOEWF+东向西出口左转饱和度QBOEWL)+(西向东出口直行饱和度QBOWEF+西向东出口左转饱和度QBOWEL)-(西向东进口饱和度QBIWE+东向西进口饱和度QBIEW)-(南向北进口饱和度QBISN+北向南进口饱和度QBINS);
东西向直行优先级REWF=(东向西出口直行饱和度QBOEWF+西向东出口直行饱和度QBOWEF)-(西向东进口饱和度QBIWE+东向西进口饱和度QBIEW);
东西向左转优先级REWL=(东向西出口左转饱和度QBOEWL+西向东出口左转饱和度QBOWEL)-(南向北进口饱和度QBISN+北向南进口饱和度QBINS);
东向西直行左转优先级REWFL=(东向西出口直行饱和度QBOEWF+东向西出口左转饱和度QBOEWL)-(东向西进口饱和度QBIEW+北向南进口饱和度QBINS);
西向东直行左转优先级RWEFL=(西向东出口直行饱和度QBOWEF+西向东出口左转饱和度QBOWEL)-(西向东进口饱和度QBIWE+南向北进口饱和度QBISN)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.智能车位监测方法,其特征在于,其包括步骤:
S11、采集当前的四个停车数据w10,w20,w30,w40,其中,所述四个停车数据w10,w20,w30,w40分别由四个车位感知传感器单元获取,所述四个车位感知传感器单元分别安装在停车位上,且在车辆停车在所述停车位上且所述车辆的四个车轮分别位于所述四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40;
S12、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否一致,若一致,则执行步骤S13,否则返回步骤S11;
S13、次数Y计数一次,次数Y表征当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40和上一次采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40一致的次数;
S14、判断次数Y是否大于等于M,M为正整数,是则执行步骤S15,否则返回步骤S11;
S15、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都大于一个预定阈值一,是则进行步骤S16;
S16、判断当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否在一个标定范围一内,是则进行步骤S17;
S17、根据当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40计算所述车辆的重心坐标(Wx,Wy),并根据投影停车位坐标系确定所述车辆的重心坐标,所述投影停车位坐标系是以所述停车位的矩形中心为坐标原点,所述投影停车位坐标系的x轴与矩形宽方向平行,投影停车位坐标系的y轴与矩形长方向平行;
S18、判断重心坐标(Wx,Wy)是否在一个标定范围二内,是则进行步骤S19;
S19、认定所述停车位上停有车辆。
2.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者小于所述预定阈值一时,所述智能车位监测方法还包括:
S110、判断,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40是否都小于一个预定阈值二,是则进行步骤S111;
S111、认定所述停车位上没有停车辆。
3.根据权利要求2所述的智能车位监测方法,其特征在于,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者大于所述预定阈值二时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
4.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,当前采集的四个停车数据w10,w20,w30,w40中至少一者不在所述标定范围一内时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
5.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,当重心坐标(Wx,Wy)不在所述标定范围二内时,所述智能车位监测方法还包括:
S112、认定所述停车位出现车位异常。
6.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,所述标定范围一的确定方法如下:
先采集多款车辆的四个停车数据w10,w20,w30,w40,然后计算得到各组停车数据的均值和标准差,再确定标定范围一的数据范围。
7.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,所述标定范围二的确定方法如下:
根据公式计算出标定范围二的数据范围。
8.根据权利要求1所述的智能车位监测方法,其特征在于,所述智能车位监测方法还包括:
S113、当认定所述停车位上停有车辆时,判断所述停车位在当前时间是否允许停车,是则执行步骤S114;
S114、开始停车计时直至接收一个车辆离开信息后输出停车时间;
S115、根据所述停车时间计费,并显示所述停车时间和停车费用;
S116、接收一个支付信息后,启动步骤S11。
9.智能车位监测系统,其应用于城市综合智能交通系统以解决城市固定泊车位无法实现动态车位状态显控的问题,其特征在于,所述智能车位监测系统包括:
四个车位感知传感器单元,其分别安装在停车位上,且在车辆停车在所述停车位上且所述车辆的四个车轮分别位于所述四个车位感知传感器单元上时,输出对应的四个停车数据w10,w20,w30,w40;
车位信息板,其实时采集所述四个车位感知传感器单元的四个停车数据w10,w20,w30,w40,并对一段预定时间段内采集的多组四个停车数据w10,w20,w30,w40进行数据处理,以检测所述停车位上是否停有车辆;所述车位信息板的数据处理采用权利要求1至9任意一项所述的智能车位监测方法。
10.城市综合智能交通系统,其用于智能缓解城市交通的拥堵,其特征在于,所述城市综合智能交通系统包括所述智能车位监测系统,所述城市综合智能交通系统还包括城市红绿灯智能控制系统。
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