一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的系统及方法与流程

1.本发明属于智能交通技术领域，更具体涉及一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的系统及方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的逐渐提高，城市车辆剧增，交通堵塞严重影响了人们的日常生活，甚至导致各类交通事故。越是人口聚集的地区或城市，现象越是明显，而城市各个路口则是交通堵塞的重灾区，解决路口的交通秩序问题成为一个重大课题。目前随着v2x等新概念的提出，也出现一些交通信号灯实时调度的方法，如我国专利cn201620624073.2公开了一种带红绿灯控制器且具有疏堵功能的红绿灯，包括人行横道，所述人行横道安装在四岔口的四周，且人行横道的两侧均设有信号灯，且信号灯的一侧均设有车辆感应系统，所述四岔口的四周均安装有红绿灯，且红绿灯安装在红绿灯控制器上，所述红绿灯控制器安装在支撑座上，且支撑座上设有影像控制器和信息汇总分类处理器，且影像控制器上设有监控摄像机。本实用新型通过车辆感应系统可准确感应四个方向的车流量，并将信息反馈到红绿灯控制器进行分析，以便于及时调整红绿灯的颜色变化，具有疏堵的功能，节约人们时间和降低环境污染的功能，方便了人们的出行，缓解了交通部门压力；又如我国专利cn201711018649.6公开了一种交通信号灯控制系统及基于该系统的交通信号灯自动控制方法，解决了现有固定工作模式的交通信号灯不利于提高城市道路的通行效率的问题。本发明根据第一双向车道组方向上的等待行人数量和等待车辆数量以及第二双向车道组方向上的等待行人数量和等待车辆数量，切换被控交通信号灯的工作信号灯，并控制工作信号灯的持续时间，使等待行人数量多或等待车辆数量多的双向车道组方向通行。本发明还根据城市交通监控中心发来的高优先级控制指令，优先对所述交通信号灯进行控制。本发明适用于对交通信号灯进行自动控制。该发明是在路端设置摄像头、激光传感器等设备，感知路口各个车道的信息，然后根据算法单元计算出红绿灯策略，以达到分配车流量，解决交通拥堵问题。
3.但是现实中的路口情况往往比较复杂，路端的摄像头、传感器等设备因恶劣天气，大型卡车的遮挡，路边设施的遮挡等复杂因素影响容易产生误判甚至失效。加上所有路口都安装设备是需要极大成本的，使得该类方法的适用场景比较窄，性价比不高。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的系统及方法，利用汽车上的设备替代路侧设备，这样路侧就只用安装计算单元和rsu单元，极大节约了成本，而且依靠多个车辆采集的数据进行汇总计算，准确度更高，系统失效率更小。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的系统，包括，车载设备，用于采集车辆的周边信息，并对该周边信息进行整合处理，形成周边场
景信息；红绿灯模块，与车载设备进行通信，用于接收所述场景信息，并对其进行分析处理；高精地图，与红绿灯模块进行通信，用于提供路口的车道信息。
6.作为优化，所述车载设备包括，车载摄像头、激光雷达、车载传感器中的一种或多种，用于采集车辆的周边信息；车载处理器，对采集的周边信息进行整合，形成周边场景信息；车载单元obu，用于与红绿灯模块进行通信，向其发送所述场景信息。
7.作为优化，所述红绿灯模块包括，路侧单元rsu，用于与多个不同车辆的车载设备进行通信，接收所述场景信息；信息微处理单元，用于结合高精地图提供的车道信息，对所述场景信息进行处理，形成路口四个方向的车道级地图信息；分析处理计算单元，用于对所述车道级地图信息进行分析，获取各车道的机动车通行需求、非机动车通行需求以及行人通行需求，并通过计算得到红绿灯策略，通过控制器进行红绿灯的时间调节。
8.作为优化，所述周边信息包括车辆周边的行人、机动车、非机动车和/或周边特征识别物的信息及其运动信息。
9.作为优化，在所述路口的人行道对应的路侧设有待行区，并同步到高精地图中，用于车载设备采集进入该待行区中的行人信息。
10.基于上述系统，本发明还提供了一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的方法，包括以下步骤，s1、车辆通过车载设备采集周边信息，对周边信息进行整合处理，形成场景信息，并将该场景信息发送至红绿灯模块；s2、高精地图采集路口的车道信息，并将该信息发送至红绿灯模块；s3、红绿灯模块接收路口预设范围内的各车辆的场景信息，通过信息微处理单元结合高精地图发送的车道信息和行人信息对场景信息进行处理，形成路口四个方向的车道级地图信息；s4、红绿灯模块中的分析处理计算单元对所述车道级地图信息进行分析，获取各车道的机动车通行需求、非机动车通行需求以及路口行人通行需求；s5、根据通行需求获取红绿灯策略，并通过控制器对红绿灯进行时间调节；s6、按照预设的时间间隔周期性的重复步骤s1-步骤s5。
11.作为优化，s3中的预设范围为车道停止线前200米范围内。
12.作为优化，所述车道级地图信息包括对路口的车道方向、每个方向的车道数量、待行区进行标记所获的的标记信息。
13.作为优化，所述通行需求通过分析所述标记信息中的车辆和/或行人信息获取。
14.与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明在v2x、高精地图技术等技术发展迅速的前提下，未来的大部分汽车上均会安装激光雷达、传感器、摄像头等设备，通过利用汽车上的设备替代路侧设备，这样路侧就只用安装计算单元和rsu单元，极大节约了成本，而且依靠多个车辆采集的数据进行汇总计
算，准确度更高，系统失效率更小。
附图说明
15.图1为本发明的流程图图2为本发明中某一方向路口示意图图3为本发明的十字路口示意图。
具体实施方式
16.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
17.实施例：参见图1-图3，一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的系统，包括，车载设备，用于采集车辆的周边信息，并对该周边信息进行整合处理，形成周边场景信息。所述车载设备包括，车载摄像头、激光雷达、车载传感器中的一种或多种，用于采集车辆的周边信息。所述周边信息包括车辆周边的行人、机动车、非机动车和/或周边特征识别物的信息及其运动信息。车载处理器，对采集的周边信息进行整合，形成周边场景信息；车载单元obu，用于与红绿灯模块进行通信，向其发送所述场景信息。其中信息整合是指：单个车辆将自身所得信息整理成为交通场景。
18.红绿灯模块，与车载设备进行通信，用于接收所述场景信息，并对其进行分析处理；所述红绿灯模块包括，路侧单元rsu，用于与多个不同车辆的车载设备进行通信，接收所述场景信息；信息微处理单元，用于结合高精地图提供的车道信息，对所述场景信息进行处理，形成路口四个方向的车道级地图信息；分析处理计算单元，用于对所述车道级地图信息进行分析，获取各车道的机动车通行需求、非机动车通行需求以及行人通行需求，并通过计算得到红绿灯策略，通过控制器进行红绿灯的时间调节。
19.高精地图，与红绿灯模块进行通信，用于提供路口的车道信息。在所述路口的人行道对应的路侧设有待行区（1.5m*2m），并同步到高精地图中，用于车载设备采集进入该待行区中的行人信息，进入此区域的行人即视为将要过马路的行人，具体进入待行区的人数可根据车载设备采集的场景进行识别和统计。
20.基于上述系统，本发明还提供了一种获取路口信息实现红绿灯实时调度的方法，包括以下步骤，s1、车辆通过车载设备采集周边信息，对周边信息进行整合处理，形成场景信息，并将该场景信息发送至红绿灯模块；s2、高精地图采集路口的车道信息，并将该信息发送至红绿灯模块；s3、红绿灯模块接收路口预设范围内的各车辆的场景信息，通过信息微处理单元结合高精地图发送的车道信息和行人信息对场景信息进行处理，形成路口四个方向的车道级地图信息；预设范围为车道停止线前200米范围内。所述车道级地图信息包括对路口的车道方向、每个方向的车道数量、待行区进行标记所获的的标记信息。
21.s4、红绿灯模块中的分析处理计算单元对所述车道级地图信息进行分析，获取各
车道的机动车通行需求、非机动车通行需求以及路口行人通行需求。所述通行需求通过分析所述标记信息中的车辆和/或行人信息获取。
22.s5、根据通行需求获取红绿灯策略，并通过控制器对红绿灯进行时间调节；s6、按照预设的时间间隔周期性的重复步骤s1-步骤s5。
23.具体的，采用车载的摄像头、激光雷达、传感器探测周边信息，将得到信息进行初步整合，形成一个大致的交通场景，之后将信息通过obu、rsu设备传送到路侧红绿灯模块。
24.需要探测的场景信息有：行人、机动车、非机动车、周边特征识别物、以及各物体运动信息；信息整合是指：单个车辆将自身所得信息整理成为交通场景。
25.红绿灯模块中，信息接受单元（路侧单元rsu）接收来自周围停止线前200m内不同车辆传递的信息，并传输到信息微处理单元。如果红绿灯接收不到车端信号，有以下可能：
①
道路本身就无车辆通过；
②
道路有车辆通过，但是车辆无相应v2x设备；
③
路侧设备损坏。排除设备损坏，另外两种可能均可认为通过车辆比较少，可以减少车辆通行绿灯时长。如果没有接收到信息，也可以按照固定的红绿灯时长显示，比如红灯24s、黄灯4s、绿灯24s循环。
26.信息微处理单元接收不同车辆采集的信息，结合高精地图，形成4个方向的车道级地图信息，如图2和图3所示，将分别标记为w、n、s、e，每个方向分为三个车道l、s、r，另外还有8个行人待行区wp1、wp2、np1、np2、sp1、sp2、ep1、ep2，随后传入分析处理计算单元。
27.分析处理计算单元将信息进行整合，分析出各车道的机动车通行需求、非机动车通行需求以及路口行人通行需求，机动车的通行需求通过标记为“方向 车道”的组合如wl、ws、wr下的机动车数量和行驶速度等信息，非机动车道的通行需求统一计入wr，行人需求分别统计8个待行区内人数，标记为待行区标号，如wp1内人数记为wp1。根据通行需求得到红绿灯策略，通过控制器进行红绿灯时间调节。
28.完成第一周期红绿灯调度，继续下一周期，路测接收车端传来的信息，调整下一周期的红绿灯策略，建议每一周期时长不超过2min。
29.本发明在v2x、高精地图技术等技术发展迅速的前提下，未来的大部分汽车上均会安装激光雷达、传感器、摄像头等设备，通过利用汽车上的设备替代路侧设备，这样路侧就只用安装计算单元和rsu单元，极大节约了成本，而且依靠多个车辆采集的数据进行汇总计算，准确度更高，系统失效率更小。
30.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。