[发明专利]基于激光雷达和轨迹预测的信控交叉口清空方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于激光雷达和轨迹预测的信控交叉口清空方法和系统，属于智能交通感知领域，通过3D激光雷达检测获取交叉口进口道处的车辆轨迹数据，预测信号灯控制交叉口在信号灯相位变换期间机动车是否闯入，利用在城市交叉口进口道处安装的3D激光雷达，采集车辆的轨迹数据，判断车辆是否在黄灯结束红灯亮起后闯入交叉口；并预测闯入车辆在交叉口内的行驶时间，以此为基础调整交叉口全红时间，达到及时清空交叉口范围内车辆，减少交通冲突的目的。本发明能够为主动识别防控城市道路交叉口信号灯相变期间机动车闯入行为提供一套完成的解决方案，且具有不依赖移动目标特征信息、检测准确稳定高效、成本低、适配性好等优点。

技术领域

本发明属于智能交通感知领域，具体涉及一种基于激光雷达和轨迹预测的信控交叉口清空方法和系统。

背景技术

城市道路平面交叉口是城市道路网络通行能力的“咽喉”，更是城市交通事故的多发地带。据交警部门的统计资料，在城市道路上发生的交通事故有60％以上处于平面交叉口范围内，其中大部分的事故是发生在绿灯间隔期间，即上一相位交通信号灯绿灯结束至下一相位绿灯开始的这段时间内。因为在绿色阶段结束时，长时间的相变时间导致异质决策。因此，在这些交叉路口更有可能发生危险的驾驶行为，例如红灯行驶，突然停车，激进通行以及前车和后车的决策不一致，从而可能导致直角和追尾交通事故。

对于目前交叉口相位变换期间存在的危险驾驶行为，现有的解决方法多以预防危险行为的发生为主。例如通过增加黄灯时长、设置信号灯倒计时等简单调整信号配时的方法降低驾驶人的闯红灯概率；通过颁布法律法规，安装闯红灯抓拍系统，加大惩戒力度以降低闯红灯行为的发生；而最新已有一些学者提出以车路协同的方式，通过智能设备设施和设备与车辆之间的通信，实现对车辆车端的预警。但是现有的这些方式，一是只是做到预防危险行为的发生，二是需要足够路侧和车端的智能设备的支撑，都不具有足够的适配性和安全防控效率。

因此，本发明提出了一种基于激光雷达和轨迹预测的信控交叉口清空方法和系统。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于3d激光雷达检测和车辆轨迹预测的基于激光雷达和轨迹预测的信控交叉口清空方法和系统。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

步骤1、利用在城市交叉口进口道处安装的3D激光雷达，感知即将进入交叉口的车辆，通过所述3D激光雷达检测获取车辆轨迹数据；

步骤2、将所述3D激光雷达检测获得的车辆轨迹数据映射进入进口道范围内的三维坐标系中，按车辆所在车道对车辆进行分类；

步骤3、在收到黄灯启动信号后，将黄灯时间的前1.5s内获取的车辆轨迹数据输入轨迹预测模型，通过所述轨迹预测模型对黄灯时间的前1.5s内车辆轨迹数据进行判断，根据判断结果预测黄灯时间后1.5s的车辆轨迹数据；

步骤4、根据黄灯时间后1.5s的车辆轨迹数据判断车辆是否在黄灯结束红灯亮起后闯入交叉口；若是，则继续对所有预测结果为闯入交叉口的车辆在交叉口内的行驶时间进行预测，进一步筛选获得闯入车辆驶离交叉口的最大时间；若否，返回步骤1继续检测；

其中，所述车辆在交叉口内的行驶时间指车辆在黄灯结束时刻闯入交叉口起，至其驶离交叉口为止的时间；

步骤5、根据获得的闯入车辆驶离交叉口的最大时间，调整交叉口全红时间。

优选地，所述三维坐标系在获取所述车辆轨迹数据之前建立，在所述三维坐标系中输入交叉口的停止线坐标、车道的坐标和范围、车道的信息。

优选地，所述车辆轨迹数据包括：车辆的ID、车辆的速度、车辆的加速度、车辆距离停止线的距离；所述黄灯启动信号具体包括交叉口实时的相位信息，即当前的相位和当前相位持续的时间。