CN111564046A - 基于视频检测的自适应借道左转系统及方法 - Google Patents

基于视频检测的自适应借道左转系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开的一种基于视频检测的自适应借道左转系统及方法,借道左转开口设置在出口道和进口道左转车道之间的分界线处,相邻借道左转开口的出口道为借道左转车道,借道左转开口用于车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道;视频车辆检测器检测左转车道检测区内排队车辆数,借道左转交通信号控制机根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯状态控制信号;借道左转信号灯根据借道左转信号灯状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示借道左转开口的通行状态。本发明借用出口道空间设置左转车道,并合理设置信号控制方式,巧妙利用交叉口的时间、空间关系,提高左转车辆的通行能力,保障路口通行效率。

Description

基于视频检测的自适应借道左转系统及方法
技术领域
本发明属于智能交通技术领域,涉及一种基于视频检测的自适应借道左转系统及方法。
背景技术
路口单方向车道车流量大一直是交通控制与管理的难题,在交通拥堵日渐常态化的形势面前,交通管理部门在日常工作中,为了尽量保障主干道畅通,左转相位的绿信比会比较小,左转排队等红灯的时间会比较长。解决单方向左转车流量较大一般有两种途径:一种是通过增加车道数缓解路口左转车道拥堵状况;另一种是依靠增加左转放行时间满足左转需求。
目前信号控制主要通过增设左转相位及增加左转相位时间,过多的增加左转相位会导致空放现象或周期过长现象,造成其他相位红灯等待时间过长,引发违法违章事件发生,进而导致交通事故频发。
因此,提供在不影响现有路口交通的基础上,提升左转车辆放行效率,进而提升整个路口的放行效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了实现上述的发明目的,本发明提供一种基于视频检测的自适应借道左转系统及方法,利用检测区左转车辆排队数据实现动态信号控制,不断优化系统周期和绿信比,以提升左转车辆放行效率。为实现上述目的其具体方案如下:
一种基于视频检测的自适应借道左转系统,包括借道左转开口、视频车辆检测器、借道左转信号灯和借道左转交通信号控制机;
所述借道左转开口设置在出口道和进口道左转车道之间的分界线处,且所述借道左转开口前端距路口停止线固定距离,相邻借道左转开口的出口道为借道左转车道,借道左转开口用于车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道;
所述视频车辆检测器用于检测左转车道检测区内排队车辆数,并发送至所述借道左转交通信号控制机,所述借道左转交通信号控制机用于根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至所述借道左转信号灯;
所述借道左转信号灯设置在所述借道左转开口处,并连接所述借道左转交通信号控制机,根据借道左转信号灯状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示所述借道左转开口的通行状态。
优选的,所述借道左转信号灯包括提示箭头灯和信息显示屏,所述提示箭头灯的颜色变换与信息显示屏显示的信息对应,分别指示两种所述通行状态,包括:允许车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道和禁止车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道。
优选的,所述借道左转交通信号控制机通过GPS校时实现与上下游交叉口交通信号控制机的时钟同步,获取上下游交叉口交通信号控制机的左转信号灯配时信息,协调控制借道左转信号灯配时时长。
优选的,所述借道左转交通信号控制机利用网络接口接收所述视频车辆检测器每隔给定时间间隔发送的检测信息,包括设备ID、左转排队车辆数、排队次数。
优选的,还包括后端管理子系统,通过传输网络与所述借道左转交通信号控制机链接,用于配置左转相位信号控制相关参数并下发至交通信号控制机,包括相位方案、绿信比、视频车辆检测器参数,实时获取路口运行状态,并显示路口相位执行状态。
优选的,还包括交通信号控制机配置客户端,用于配置所述左转相位信号控制相关参数,下发至所述借道左转交通信号控制机和/或上载至所述后端管理子系统。
本发明还提供了一种基于视频检测的自适应借道左转控制方法,包括如下步骤:
S1、检测左转车道检测区的排队车辆数;
S2、根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至借道左转信号灯;
S3、借道左转信号灯根据借道左转信号灯状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示所述借道左转开口的通行状态,进入S4或S5;
S4、借道左转信号灯显示允许通过状态指示,即借道左转开口通行权限开启;
S5、借道左转信号灯显示禁止通过状态指示,即借道左转开口通行权限关闭。
优选的,所述S2还包括,通过GPS校时实现与上下游交叉口交通信号控制机的时钟同步,获取上下游交叉口交通信号控制机的左转信号灯配时信息,协调控制借道左转信号灯配时时长。
优选的,所述S2中,根据排队车辆数进行逻辑判断的步骤包括:判断给定周期内检测左转车道检测区的排队车辆数是否超限,若是继续执行S2;若否,退出执行步骤,采用上下游交叉口交通信号控制机的固定配时控制方式,借道左转开口功能关闭。
优选的,所述S2还包括,根据借道左转定周期控制方式生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至借道左转信号灯。
本发明相较现有技术具有以下有益效果:
本发明借道左转借用出口道空间设置左转车道,并合理设置信号控制方式,巧妙利用交叉口的时间、空间关系,提高左转车辆的通行能力,保障路口通行效率。本发明更好的根据实时变化的车流量实现感应控制,在检测到左转排队超限时,在下一周期自动启动借道左转系统,根据视频车辆检测器获取的检测区左转排队车辆数数据,以及上下游交叉口交通信号控制机的左转信号灯配时信息灵活给予借道左转组织方式的放行时间,实现动态信号控制,不断优化系统周期和绿信比,使得路口的通行效率最大化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明基于视频检测的自适应借道左转系统的布设图;
图2为本发明基于视频检测的自适应借道左转系统的整体架构图;
图3为本发明基于视频检测的自适应借道左转系统的网络传输拓扑图;
图4为本发明基于视频检测的自适应借道左转控制方法的流程图;
图5为本发明借道左转感应控制执行逻辑图。
图中:
1为借道左转开口;2为出口道;3为进口道左转车道;4为借道左转信号灯。
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。
本实施例公开了一种基于视频检测的自适应借道左转系统,核心部件为借道左转开口1、视频车辆检测器、借道左转信号灯4和借道左转交通信号控制机。利用视频车辆检测器的视频识别技术检测左转车道的排队车辆数,并实时传输数据到借道左转交通信号控制机,借道左转交通信号控制机内置算法考虑左转车辆排队超限时,自动启动路口自适应借道左转系统,形成一套适用于解决路口左转车流量较大的自适应借道左转感应控制系统。
参见附图1,借道左转开口1设置在出口道2和进口道左转车道3之间的分界线处,且借道左转开口1前端距路口停止线固定距离,相邻借道左转开口1的出口道2为借道左转车道,借道左转开口1用于车辆由进口道左转车道3顺向驶入借道左转车道。
出口道2和进口道左转车道3之间的分界线处常常设有护栏,借道左转开口1可以为护栏的一段截断开口,借道左转开口1距离路口停止线50米处开始,距离路口停止线65米处结束。
自适应借道左转控制系统由前端子系统、网络传输子系统以及后端管理子系统三部分组成。根据借道左转控制方式,确定前端子系统的设备类型、数量及布设方式与点位。通过前端子系统、网络传输子系统及后端管理子系统的配合,实现对路口左转车辆的信号控制与运行状态监测,在保证路口左转车辆通行安全的前提下,尽可能提升路口的通行效率。
参见附图2-3,前端子系统包括借道左转交通信号控制机、借道左转信号灯4、左转车道视频车辆检测器。视频车辆检测器负责采集车辆的左转需求,视频车辆检测器每隔一定时间间隔通过网络将数据传输到借道左转交通信号控制机,交通信号控制机根据车辆排队数量进行逻辑判断,决定是否改变当前信号灯状态。还包括交通信号控制机配置客户端,用于配置左转相位信号控制相关参数,下发至借道左转交通信号控制机和/或上载至后端管理子系统。
视频车辆检测器采用高清摄像机,能够提供1路高清视频流,在不影响识别的前提下,对道路通行状况进行实时视频监测和录像。700万像素高清摄像机帧率可达到25帧/秒。
参见附图2-3,网络传输子系统负责数据的传输与交换。交通信号控制机利用网络接口接收前端视频车辆检测器每隔一定时间间隔发送的“设备ID、左转排队数量、排队次数”等数据。后端管理子系统的信号控制联网平台或配置工具需要配置信号控制参数、实时获取交通信号控制机方案参数以便管控路口状态,相关数据通过光纤传输。
后端管理子系统由计算机和信号控制联网平台组成。信号控制联网平台主要承担三个功能:一是配置路口左转相位信号控制相关参数下发至交通信号控制机,包括相位方案、绿信比、检测器参数等,该参数也可由借道左转交通信号控制机配置客户端完成并上载。二是实时监控路口运行状态,实时显示路口相位执行状态。三是数据统计分析,平台可以对该路口左转请求响应次数等数据进行统计,为其他相关研究提供数据支持。
本实施例还提供了基于视频检测的自适应借道左转控制方法,参见附图4,包括如下步骤:
S1、检测左转车道检测区的排队车辆数;
S2、根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯4状态控制信号并发送至借道左转信号灯4;或者根据借道左转定周期控制方式生成借道左转信号灯4状态控制信号并发送至借道左转信号灯4。
判断给定周期内检测左转车道检测区的排队车辆数是否超限,若是继续执行S2;若否,退出执行步骤,采用上下游交叉口交通信号控制机的固定配时控制方式,借道左转开口1功能关闭。
S3、借道左转信号灯4根据借道左转信号灯4状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示借道左转开口1的通行状态,进入S4或S5;
S4、借道左转信号灯4显示允许通过状态指示,即借道左转开口1通行权限开启;
S5、借道左转信号灯4显示禁止通过状态指示,即借道左转开口1通行权限关闭。
借道左转控制方式可以选择定时控制与自适应感应控制两种,分别适用于不同的场景和用户需求。
在平峰期,如普通日白天非上下班高峰期或夜晚,左转车辆通行需求一般较小或波动较大,为了避免出现固定周期中绿灯空放的现象,采用借道左转自适应感应控制方案,即当视频车辆检测器检测到左转车辆排队超限时,根据实时车辆左转需求启动借道左转系统方案。
在高峰期,整个路口车流量都较大且稳定,借道左转信号控制需要考虑与上下游交叉口信号控制进行协调,此时的主要问题在于避免路口车辆排队溢出,应采用定周期协调控制方案。根据前期调研确定左转车辆放行和清空时长,同时根据上下游交叉口信号配时方案得到路段信号控制周期及机动车绿灯时长,尽可能在保证路口不拥堵的基础上,保证左转车辆的通行。
借道左转自适应感应控制方案如下:
等待左转车辆主动检测:
在视频车辆检测器中配置好左转车道检测区域(进口道左转车道的停止线前方90米以外)。视频车辆检测器用于检测左转车道检测区内排队车辆数,并发送至借道左转交通信号控制机,每隔一定时间间隔(可设置)通过网络将“设备ID,排队车辆数”等交通数据传输到交通信号控制机,实现对路口左转车辆的主动、精准检测,为智能化信号配时提供数据基础。
借道左转感应自适应控制:
在路口车道左转需求较大或波动较大的时段或场景下,为了避免出现连续排队的现象,可以采用借道左转感应控制功能,感应控制逻辑如图5。
未检测到连续两个周期左转车辆排队超限时,采用固定配时控制方式;
当检测到连续两个周期左转车辆排队超限时,系统自动采用提前配置好的借道左转配时方案,启用借道左转控制方式,借道左转交通信号控制机用于根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯4状态控制信号并发送至借道左转信号灯4;借道左转信号灯4设置在借道左转开口1处,并连接借道左转交通信号控制机,根据借道左转信号灯4状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示借道左转开口1的通行状态。
当借道左转信号灯提示“允许借道”时,借道左转开口通行权限开启,车辆可由借道左转开口1驶入出口道2,即借道左转车道,实现借道行驶;当借道左转信号灯提示“禁止借道”时,借道左转开口通行权限关闭,车辆根据上下游交叉口交通信号灯行驶。
当相机检测到连续两个周期无左转车辆排队超限时,系统自动采用原始固定配时方案。
借道左转信号灯4包括提示箭头灯和信息显示屏,提示箭头灯的颜色变换与信息显示屏显示的信息对应,显示内容为“允许借道”和“禁止借道”,分别指示两种通行状态,包括:允许车辆由进口道左转车道3顺向驶入借道左转车道和禁止车辆由进口道左转车道3顺向驶入借道左转车道。当信号灯显示绿色的“允许借道”时,此时绿色箭头灯亮起,车辆可通过借道左转开口1借用出口道进行左转,并由出口道左转驶出;当信号灯显示红色的“禁止借道”时,此时红色箭头灯亮起,车辆禁止驶入借道左转开口1处进行左转,借道左转开口1左转车道施划黄色禁停网格线。
借道左转协调信号控制:
在路口车道左转需求较大或波动较大的时段或场景下,借道左转信号控制需要考虑开口处借道左转信号灯配时与上下游交叉口信号灯配时进行协调控制:借道左转交通信号控制机通过GPS校时实现与上下游交叉口交通信号控制机的时钟同步,并根据前期调研确定左转相位时长和清空时长,同时根据上下游交叉口信号配时方案得到路段信号控制周期及机动车绿灯时长,结合该路段的行驶车速计算相位差,实现路段借道左转信号灯与上下游交叉口的干线绿波、干线红波等协调控制,在优先保证交通不拥堵的前提下保证车辆左转需求。
远程配置及维护:
首先,系统支持在前端通过人机交互界面进行现场配置和在中心进行远程配置,能够配置左转借道左转信号控制相关参数,包括相位方案、绿信比、检测器参数等。然后,系统支持远程监控路段运行状态和数据统计分析,实时显示路口机动车相位执行状态。最后,系统可实现远程重启、复位、升级等远程维护操作。系统易用性和可维护性均较高。
以上对本发明所提供的一种基于视频检测的自适应借道左转系统及方法进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,包括借道左转开口、视频车辆检测器、借道左转信号灯和借道左转交通信号控制机;
所述借道左转开口设置在出口道和进口道左转车道之间的分界线处,且所述借道左转开口前端距路口停止线固定距离,相邻借道左转开口的出口道为借道左转车道,借道左转开口用于车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道;
所述视频车辆检测器用于检测左转车道检测区内排队车辆数,并发送至所述借道左转交通信号控制机,所述借道左转交通信号控制机用于根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至所述借道左转信号灯;
所述借道左转信号灯设置在所述借道左转开口处,并连接所述借道左转交通信号控制机,根据借道左转信号灯状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示所述借道左转开口的通行状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,所述借道左转信号灯包括提示箭头灯和信息显示屏,所述提示箭头灯的颜色变换与信息显示屏显示的信息对应,分别指示两种所述通行状态,包括:允许车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道和禁止车辆由进口道左转车道顺向驶入借道左转车道。
3.根据权利要求1所述的一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,所述借道左转交通信号控制机通过GPS校时实现与上下游交叉口交通信号控制机的时钟同步,获取上下游交叉口交通信号控制机的左转信号灯配时信息,协调控制借道左转信号灯配时时长。
4.根据权利要求1所述的一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,所述借道左转交通信号控制机利用网络接口接收所述视频车辆检测器每隔给定时间间隔发送的检测信息,包括设备ID、左转排队车辆数、排队次数。
5.根据权利要求1所述的一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,所述基于视频检测的自适应借道左转系统还包括后端管理子系统,通过传输网络与所述借道左转交通信号控制机链接,用于配置左转相位信号控制相关参数并下发至交通信号控制机,包括相位方案、绿信比、视频车辆检测器参数,实时获取路口运行状态,并显示路口相位执行状态。
6.根据权利要求5所述的一种基于视频检测的自适应借道左转系统,其特征在于,所述基于视频检测的自适应借道左转系统还包括交通信号控制机配置客户端,用于配置所述左转相位信号控制相关参数,下发至所述借道左转交通信号控制机和/或上载至所述后端管理子系统。
7.一种根据权利要求1所述的基于视频检测的自适应借道左转系统的自适应借道左转控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、检测左转车道检测区的排队车辆数;
S2、根据排队车辆数进行逻辑判断,生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至借道左转信号灯;
S3、借道左转信号灯根据借道左转信号灯状态控制信号显示不同的信号灯状态,指示所述借道左转开口的通行状态,进入S4或S5;
S4、借道左转信号灯显示允许通过状态指示,即借道左转开口通行权限开启;
S5、借道左转信号灯显示禁止通过状态指示,即借道左转开口通行权限关闭。
8.根据权利要求7所述的一种自适应借道左转控制方法,其特征在于,所述S2还包括,通过GPS校时实现与上下游交叉口交通信号控制机的时钟同步,获取上下游交叉口交通信号控制机的左转信号灯配时信息,协调控制借道左转信号灯配时时长。
9.根据权利要求7所述的一种自适应借道左转控制方法,其特征在于,所述S2中,根据排队车辆数进行逻辑判断的步骤包括:判断给定周期内检测左转车道检测区的排队车辆数是否超限,若是继续执行S2;若否,退出执行步骤,采用上下游交叉口交通信号控制机的固定配时控制方式,借道左转开口功能关闭。
10.根据权利要求7所述的一种自适应借道左转控制方法,其特征在于,所述S2还包括,根据借道左转定周期控制方式生成借道左转信号灯状态控制信号并发送至借道左转信号灯。
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