[发明专利]一种基于激光雷达的出入口匝道实时风险预警系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的出入口匝道实时风险预警系统，其特征在于，包括依次连接的数据采集模块(1)、数据分析模块(2)和风险预警模块(3)，所述数据采集模块(1)包括依次连接的激光雷达(101)和轨迹处理单元(102)，所述激光雷达(101)安装于出入口匝道位置，用于检测匝道上车辆与目标车道上车辆的点云数据；

所述轨迹处理单元(102)根据激光雷达(101)检测的点云数据，以分析得到匝道上车辆以及目标车道上车辆的轨迹数据；

所述数据分析模块(2)用于根据历史轨迹数据，构建风险等级分类指标；以及根据实时轨迹数据和风险等级分类指标，分析得到当前风险等级；

所述风险预警模块(3)用于发布当前风险预警信息以及判断是否需进行交通调度。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的出入口匝道实时风险预警系统，其特征在于，所述风险预警模块(3)分别与匝道上车辆的车载移动设备(4)以及后台交通控制中心(5)通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的出入口匝道实时风险预警系统，其特征在于，所述数据分析模块(2)包括用于存储历史轨迹数据的数据池(201)。

4.一种应用权利要求2所述出入口匝道实时风险预警系统的出入口匝道实时风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、数据采集模块采集匝道上车辆与目标车道上车辆之间的历史点云数据，并分析得到匝道上车辆以及目标车道上车辆的历史轨迹数据；

S2、数据采集模块将匝道上车辆以及目标车道上车辆的历史轨迹数据输出给数据分析模块，数据分析模块根据历史轨迹数据，依次分析得到冲突点以及冲突点的TTC值，通过对冲突点的TTC值进行聚类，构建得到风险等级分类指标；

S3、数据采集模块采集当前匝道上车辆与目标车道上车辆的实时点云数据，并分析得到匝道上车辆以及目标车道上车辆的实时轨迹数据；

S4、数据采集模块将匝道上车辆以及目标车道上车辆的实时轨迹数据输出给数据分析模块，数据分析模块根据实时轨迹数据，依次分析得到实时冲突点以及实时冲突点的TTC值，结合风险等级分类指标，确定出实时风险等级，并将实时风险等级信息输出给风险预警模块；

S5、风险预警模块根据实时风险等级信息，发布对应的预警信息给当前交通参与者，并判断当前是否需进行交通调度，若判断为是，则输出调度请求信息给后台交通控制中心，若判断为否，则不输出调度请求信息给后台交通控制中心。

5.根据权利要求4所述的一种出入口匝道实时风险预警方法，其特征在于，所述轨迹数据包括车辆的ID、车辆速度、车辆加速度以及车辆位置坐标。

6.根据权利要求4所述的一种出入口匝道实时风险预警方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

S21、数据采集模块将匝道上车辆以及目标车道上车辆的历史轨迹数据输出给数据分析模块；

S22、数据分析模块根据历史轨迹数据，得到匝道上车辆与目标车道上车辆之间轨迹的不同交点，即得到多个冲突点；

S23、数据分析模块分析得到多个冲突点对应的TTC值，若冲突点的TTC值满足预设的条件，则判定该冲突点将会发生冲突事件，否则判定该冲突点不会发生冲突事件、忽略该冲突点；

S24、统计得到单位时间内的冲突事件密度，采用深度学习算法，对冲突事件密度进行聚类分级，构建得到风险等级分类指标。

7.根据权利要求6所述的一种出入口匝道实时风险预警方法，其特征在于，所述步骤S23中判定是否发生冲突事件的具体过程为：

S231、若在冲突点的预设距离范围以内，TTC值小于或等于时间阈值，则判定该冲突点将会发生冲突事件，否则执行步骤S232；

S232、若TTC值在单位时间内的变化量大于或等于变化阈值，则判定该冲突点将会发生冲突事件，否则判定该冲突点不会发生冲突事件、忽略该冲突点。