CN109308801A - 一种城市轨道列车优先路权分配*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市轨道列车优先路权分配***，包括设置在人行道上端的行人检测单元；用于处理行人检测单元采集的图像的处理单元；设置在安全区域L上方的有轨电车检测单元；以及用于控制交叉路口红绿灯的时间和用于与有轨电车通讯的中央控制器；本发明主要利用机器视觉技术在交叉路口人行道上对行人进行检测，通过检测有轨电车到达安全区域L时，人行道上是否有行人，进一步提高了检测数据的准确性，若有行人，保证有轨电车有足够的制动距离，从而降低交通事故的发生概率，另外实时检测有轨电车的位置和速度，从而准确控制红绿灯的时间，避免行人和其他车辆长时间等待，进一步保证了交通的顺畅性，减少交通出现拥堵现象。

Description

一种城市轨道列车优先路权分配***

技术领域

本发明涉及一种轨道交通技术领域，尤其是一种城市轨道列车优先路权分配***。

背景技术

随着城市轨道交通方式的不断涌现，城市轨道列出如智轨列车出现在人们的生活中，在减轻人们出行交通的同时，也给道路交通带来了一定的难题，城市轨道列出行至交叉路口时，需停车等待其他的机动车、行人通过后方可通过，

目前比较常见的处理方式主要是采用绝对优先路权、主动优先路权、以及条件优先路权，绝对优先路权能够保证有轨电车到了交叉路口基本上都能保证不停车通过交叉口，由司机来控制区间车速和停站时间，掌握准点，而主动优先路权是指轨电车到了交叉口提前一段距离多次发出请求信息，来逐步处理，上述两种方式比较适合交通量比较小的郊县类的区段，对于交通拥堵路段不适用，条件优先路权是指不仅需要考虑有轨电车的请求，还要综合考虑背景交通的状态，以及轨道信号的运行情况，然后通过一定的条件来给予有轨电车的信号优先，这种交通方式比较适合国内交通，但是很难保证有轨电车到达路口前保证路口内车辆已清空，使其他方向的信号灯变成红灯，有轨电车也不会马上就冲到路口，而会留下足够的安全等待时间。

有轨电车常见敷设型式为路段中专用路权，但是到了交叉口，受道路交通信号的控制，与其他交通参与者会产生直接的平面冲突，数据显示，有轨电车的安全事故80％以上都是发生在交叉口附近的区域，另外，由于有轨电车的定位为中运量公交，需要得到一定的信号优先来保证运行速度和服务水平，如果没有有效的协同控制，有轨电车的运行效率往往会受交叉口的制约，数据表明，有轨电车在没有协同或者信号优先的背景下延误率非常高。

有轨电车虽然有优先通行权，但这只是相对优先。在有轨电车轨道各路口都有一个T型灯。这个灯是有轨电车的专用信号灯，该灯变成红色时，电车依旧要停车等待。这种灯主要用于晚高峰期时，如其他方向车流出现拥堵时，有轨电车也要停车等待。出现大型活动或者突发事件引起的交通管制时，该灯也会启用。但路口均采用有轨电车轨道与机动车道混合的模式，如果碰到事故或者堵车等原因，左转车流一直排队到有轨电车轨道上，有可能导致电车与机动车发生碰撞等事故。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种城市轨道列车优先路权分配***。

本发明的技术方案为：一种城市轨道列车优先路权分配***，包括：

行人检测单元，设置在人行道上端，用于检测人行道方向红灯，即有轨电车方向绿灯时，人行道上是否有行人；

处理单元，通过获取行人检测单元采集的图像与数据库中图像进行特征对比处理得到识别结果，确定人行道方向红灯，即有轨电车方向绿灯时，人行道上是否有行人；

有轨电车检测单元，设置在安全区域L上方，并用于检测有轨电车在安全区域L的速度和位置，所述的安全区域L设置在靠近停止线的有轨电车道上，通过有轨电车检测单元检测有轨电车的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S的距离；

中央控制器，用于控制交叉路口红绿灯的时间，所述的中央控制器通过无线通信模块与有轨电车的车载控制器连接，所述的车载控制器可通过全球定位***以及有轨电车内的传感器实时检测有轨电车的速度和位置，并实时将有轨电车的位置和速度传输给中央控制器，从而通过有轨电车的位置和速度准确控制交叉路口的红绿灯的时间；

所述的中央控制器还通过传输单元获取处理单元的识别结果、以及有轨电车检测单元检测的有轨电车在安全区域L上的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S的距离；

当有轨电车进入安全区域L时，中央控制器控制有轨电车道方向绿灯亮起，人行道方向变成红灯，并实时通过行人检测单元和有轨电车检测单元检测人行道和有轨电车道，若有轨电车距离紧急制动区域S的距离小于500m，且人行道上有行人时，中央控制器则将该信息传输给有轨电测的车载控制器，从而对有轨电车采取紧急制动，若人行道上无行人，则控制有轨电车鸣笛示意，并顺利通过交叉路口；

若有轨电车还未进入安全区域L且距离安全区域L还有一定的距离，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配，当有轨电车通过人行道进入人行道一侧的的安全区域L时，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配。

其中，所述的行人检测单元包括至少一个鱼眼摄像头。

其中，所述的有轨电车检测单元包括至少一个激光测速仪，激光测速仪通过向有轨电车的车头发射激光，通过测量一定时间间隔内有轨电车的移动距离，从而计算得到有轨电车的速度和位置。

进一步的，所述安全区域L上距离紧急制动区域S 1000m的位置处还设置有红外感应器，从而保证有轨电车应该突发情况。

进一步的，所述的紧急制动区域S设置在安全区域L靠近停止线的一侧。

进一步的，所述的处理单元通过获取行人检测单元采集的图像和数据库中标准库图像识别进行对比，首先对图像前景和背景进行分割，接着提取梯度方向直方图特征向量，送进训练好的支持向量机分类器中进行识别，先对图像进行分割，再根据图像中行人的特征来进行分类过滤，对比得到识别结果。

本发明的有益效果为：本发明主要利用机器视觉技术在交叉路口人行道上对行人进行检测，通过检测有轨电车到达安全区域L时，人行道上是否有行人，进一步提高了检测数据的准确性，若有行人，保证有轨电车有足够的制动距离，从而降低交通事故的发生概率，另外实时检测有轨电车的位置和速度，从而准确控制红绿灯的时间，避免行人和其他车辆长时间等待，进一步保证了交通的顺畅性，避免交通出现拥堵现象，采用鱼眼摄像头便可以独立的对交叉路口进行大范围无死角监控，不会出现视野间存在重叠或隔断，当目标在区域内移动时也不会出现视觉错乱，有利于保证人行道行人数据更加准确，以减小误差。

附图说明

图1为本发明的框架示意图；

图2为本发明道路的分布示意图，图中，A为机动车道，C为有轨电车道；

图3为本发明人行道的结构示意图；

图4为本发明有轨电车道的结构示意图；

图中，1-有轨电车道，2-人行道，3-鱼眼摄像头，4-激光测速仪，5-红外感应器，6-安全区域L，7-紧急制动区域S。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1至图4所示，一种城市轨道列车优先路权分配***，包括：

行人检测单元，包括至少一个鱼眼摄像头3，所述的鱼眼摄像头3设置在人行道2上端，用于实时采集人行道2方向红灯，即有轨电车道1方向绿灯时人行道2图像；

处理单元，通过获取行人检测单元采集的图像与数据库中图像进行特征对比，得到识别结果，最终确定人行道2方向红灯，即有轨电车道1方向绿灯时，人行道2上是否有行人，具体处理过程为：通过获取行人检测单元采集的图像和数据库中标准库图像识别进行对比，首先对图像前景和背景进行分割，接着提取梯度方向直方图特征向量，送进训练好的支持向量机分类器中进行识别，先对图像进行分割，再根据图像中行人的特征来进行分类过滤，对比得到识别结果；

有轨电车检测单元，包括至少一个激光测速仪4，设置在安全区域L6上方，并用于检测有轨电车在安全区域L6的速度和位置，所述的安全区域L6设置在靠近停止线的有轨电车道1上，激光测速仪4通过向有轨电车的车头发射激光，通过测量一定时间间隔内有轨电车的移动距离，从而计算得到有轨电车的速度和位置，通过有轨电车检测单元检测有轨电车的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S7的距离；

中央控制器，用于控制交叉路口红绿灯的时间，所述的中央控制器通过无线通信模块与有轨电车的车载控制器连接，所述的车载控制器可通过全球定位***以及有轨电车内的传感器实时检测有轨电车的速度和位置，并实时将有轨电车的位置和速度传输给中央控制器，从而通过有轨电车的位置和速度准确控制交叉路口的红绿灯的时间；

所述的中央控制器还通过传输单元获取处理单元的识别结果、以及有轨电车检测单元检测的有轨电车在安全区域L6上的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S7的距离；

当有轨电车进入安全区域L6时，中央控制器控制有轨电车道1方向绿灯亮起，人行道2方向变成红灯，并实时通过行人检测单元和有轨电车检测单元检测人行道2和有轨电车道1，若有轨电车距离紧急制动区域S7的距离小于500m，且人行道2上有行人时，中央控制器则将该信息传输给有轨电测的车载控制器，从而对有轨电车采取紧急制动，若人行道2上无行人，则控制有轨电车鸣笛示意，并顺利通过交叉路口；

若有轨电车还未进入安全区域L6且距离安全区域L6还有一定的距离，人行道2的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配，当有轨电车通过人行道2进入人行道2一侧的的安全区域L6时，人行道2的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配。

所述安全区域L6上距离紧急制动区域S7 1000m的位置处还设置有红外感应器5，从而保证有轨电车应对突发情况。

所述的紧急制动区域S7设置在安全区域L6靠近停止线的一侧。

控制过程具体为：

S1)、有轨电车的车载控制器将有轨电车的速度和位置实时反馈给中央控制器，通过中央控制器控制红绿灯的时间；

S2)、若有轨电车行使方向为绿灯，即人行道2方向为红灯，通过行人检测单元实时采集人行道2上的图像并实时传输给处理单元进行相应的处理，以及通过有轨电车检测单元实时检测有轨电车在安全区域L6上的位置以及速度，最终确定有轨电车距离紧急制动区域S7的距离；

S3)当有轨电车进入安全区域L6时，中央控制器控制有轨电车道1方向绿灯亮起，人行道2方向变成红灯，并实时通过行人检测单元和有轨电车检测单元检测人行道2和有轨电车道1，若有轨电车距离紧急制动区域S7的距离小于500m，且人行道2上有行人时，中央控制器则将该信息传输给有轨电测的车载控制器，从而对有轨电车采取紧急制动，若人行道2上无行人，则控制有轨电车鸣笛示意，并顺利通过交叉路口；

若有轨电车还未进入安全区域L6且距离安全区域L6还有一定的距离，人行道2的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配，当有轨电车通过人行道2进入人行道2一侧的的安全区域L6时，人行道2的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理和最佳实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于，包括：

行人检测单元，设置在人行道上端，用于检测人行道方向红灯，即有轨电车方向绿灯时，人行道上是否有行人；

处理单元，通过获取行人检测单元采集的图像与数据库中图像进行特征对比处理得到识别结果，确定人行道方向红灯，即有轨电车方向绿灯时，人行道上是否有行人；

有轨电车检测单元，设置在安全区域L上方，并用于检测有轨电车在安全区域L的速度和位置，所述的安全区域L设置在靠近停止线的有轨电车道上，通过有轨电车检测单元检测有轨电车的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S的距离；

中央控制器，用于控制交叉路口红绿灯的时间，所述的中央控制器通过无线通信模块与有轨电车的车载控制器连接，所述的车载控制器可通过全球定位***以及有轨电车内的传感器实时检测有轨电车的速度和位置，并实时将有轨电车的位置和速度传输给中央控制器，从而通过有轨电车的位置和速度准确控制交叉路口的红绿灯的时间；

所述的中央控制器还通过传输单元获取处理单元的识别结果、以及有轨电车检测单元检测的有轨电车在安全区域L上的速度和位置，确定有轨电车距离紧急制动区域S的距离；

当有轨电车进入安全区域L时，中央控制器控制有轨电车道方向绿灯亮起，人行道方向变成红灯，并实时通过行人检测单元和有轨电车检测单元检测人行道和有轨电车道，若有轨电车距离紧急制动区域S的距离小于500m，且人行道上有行人时，中央控制器则将该信息传输给有轨电测的车载控制器，从而对有轨电车采取紧急制动，若人行道上无行人，则控制有轨电车鸣笛示意，并顺利通过交叉路口；

若有轨电车还未进入安全区域L且距离安全区域还有一定的距离，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配，当有轨电车通过人行道进入人行道一侧的的安全区域L时，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配。

2.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于：所述的行人检测单元包括至少一个鱼眼摄像头。

3.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于：所述的有轨电车检测单元包括至少一个激光测速仪。

4.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于：所述安全区域L上距离紧急制动区域S 1000m的位置处还设置有红外感应器。

5.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于：所述的紧急制动区域S设置在安全区域L靠近停止线的一侧。

6.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于：所述的处理单元通过获取行人检测单元采集的图像和数据库中标准库图像识别进行对比，首先对图像前景和背景进行分割，接着提取梯度方向直方图特征向量，送进训练好的支持向量机分类器中进行识别，先对图像进行分割，再根据图像中行人的特征来进行分类过滤，对比得到识别结果。

7.根据权利要求1所述的一种城市轨道列车优先路权分配***，其特征在于，有轨电车通过交叉路口的控制过程具体如下：

S1)、有轨电车的车载控制器将有轨电车的速度和位置实时反馈给中央控制器，通过中央控制器控制红绿灯的时间；

S2)、若有轨电车行使方向为绿灯，即人行道方向为红灯，通过行人检测单元实时采集人行道的图像并实时传输给处理单元进行相应的处理，以及通过有轨电车检测单元实时检测有轨电车在安全区域L上的位置以及速度，最终确定有轨电车距离紧急制动区域S的距离；

S3)、当有轨电车进入安全区域L时，中央控制器控制有轨电车道方向绿灯亮起，人行道方向变成红灯，并实时通过行人检测单元和有轨电车检测单元检测人行道和有轨电车道，若有轨电车距离紧急制动区域S的距离小于500m，且人行道上有行人时，中央控制器则将该信息传输给有轨电测的车载控制器，从而对有轨电车采取紧急制动，若人行道上无行人，则控制有轨电车鸣笛示意，并顺利通过交叉路口；

若有轨电车还未进入安全区域L且距离安全区域L还有一定的距离，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配，当有轨电车通过人行道进入人行道一侧的的安全区域L时，人行道的红绿灯时间按照机动车与行人的正常情况进行分配。