[发明专利]一种基于无人机航拍视频的交叉口信号配时方法

说明书

本专利公开了一种基于无人机航拍视频的交叉口信号配时方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤一：基于地表标记物辅助，确定交叉路口的进口道和车流方向；步骤二：基于虚拟线圈检测法提取路段上的车流交通参数；步骤三：基于虚拟线圈检测法提取交叉口处的车流交通参数；步骤四：基于分位数法剔除噪声数据；步骤五：基于视频处理与信号配时综合平台完成交叉口处信号灯的信号配时。利用无人机进行车流量小的城市道路及交叉口的交通参数提取，相比于传统的人工法，具有更高的经济性、灵活性、准确性和适用性。

技术领域

本发明涉及无人机技术和交通领域的信息提取的方法，具体涉及一种基于无人机航拍视频的单点交叉口信号配时方法。

背景技术

在城市路网中，道路的通行能力和使用效率与交通信号控制系统关系密切，在交通信号控制系统中交叉口信号配时是研究的重点。合理的交叉口信号配时，可在很大程度上提高已有道路的通行能力；反之，会降低道路通行能力，造成交通资源的浪费、导致交叉口排队时间过长与绿灯期车流少的现象交替频发，严重时，引发交通事故。因而如何为城市交叉口及其周围的路段布设检测器进行交通参数检测，并依据所收集的参数为交叉口进行科学的信号配时，成为交通领域的一个重要研究方向。

交通参数检测技术经过近40年的研究，国内外专家学者提出了多种交通参数提取方法，主要以测速雷达、环形检测线圈、超声波检测器、交通微波探测等设备获取交通参数。近年来兴起的视频检测技术，因其所独有的检测数据直观、数据量全面的特点，越来越受到业界的青睐。但这项技术所需摄像头数目较多，相应的配套设施费用昂贵；受交通投资额的限制，布设有摄像头的道路数量有限。摄像头的全路网覆盖显然不太现实，同时摄像头的全路网覆盖也是对资源的一种浪费。

上面提到的几种交通参数检测方法，在国内外城市的主要路段上已得到广泛的应用，并可较好地完成区域路网的交通参数检测及相应的交叉口信号配时。但对于车流量小的非重要城市道路，这几种检测方法因其造价昂贵并没有被交通部门所采用。车流量小的非重要城市路段的交叉口信号配时，往往只需采取信号定时控制方式；因而在实际操作中，只需对得到的交通参数进行样本分析，无需得到实时的交通参数来对信号灯的信号进行动态调整。车流量小的城市路段的参数采集具有“一次性”特点。

针对车流量小城市路段的“一次性”交通信号采集特点，业界现有做法是人工检测。相对于使用检测器进行参数检测而言，人工检测法，灵活性高、成本低，但周期长、人力消耗大；尤其是正确率方面，人工检测法所收集的交通参数质量良莠不齐，正确率无法保证。显然，人工检测法与智能交通的发展趋势不符，新的科学检测方法需要被发展，以提高交叉口信号配时的高效性和准确性。

近年来，无人机因其灵活机动、调度区域广、检测精度高等众多优点正逐步被广泛应用。考虑到无人机的众多优点，本文提出一种基于无人机航拍视频的交叉口信号配时方法，以满足车流量小的非重要城市道路交叉口的配时需求。

发明内容

本发明的目的在于克服目前车流量小的非重要城市道路的交通参数检测中存在的人员依赖严重、检测周期长、精确度低的问题，充分发挥无人机灵活机动、调度区域广、检测精度高、使用成本小的优势，提出一种基于无人机航拍视频的单点交叉口信号配时方法。该方法首先确定无人机系统的组成及无人机的视频拍摄机制，并提出利用地表标记车辆来辅助确定无人机航拍视频中车辆的行驶方向；其次，提出用虚拟检测器法对无人机的航拍视频进行分析，提取出转向比等交通参数；最后，提出利用视频处理与信号配时综合平台，完成视频图像的处理和交通参数提取，并进行信号控制机的参数配置；最终实现车流量小的城市道路交叉口精准的信号配时。

为实现上述发明目的，本发明的具体技术方案如下：

步骤一：确定无人机系统的组成、无人机的视频拍摄机制及视频处理与信号配时综合平台的组成。