专利名称：基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法
基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法
技术领域：
本发明属于信息技术应用领域。具体是涉及交通信息服务系统中红绿灯路口的识别方法，从而可为公众出行等提供动态的红绿灯路口状态的交通信息服务。
背景技术：
浮动车技术，也被称作“探测车”，已经被广泛使用，其基本原理是根据装 备车载全球定位系统的浮动车在其行驶过程中定期记录的车辆位置、方向和速度信息， 应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理，使浮动车位置数据和城市 道路在时间和空间上关联起来。目前在公众出行等交通信息服务系统中，由于新增交叉 道路或新增立交桥等原因导致的红绿灯路口状态变化需要由路政等建设施工单位实时上 报，再发布给公众以指导出行。因此，这种基于手动模式的原始方法，不仅依赖于路政 等建设施工单位进行信息上报的实时性，而且部分系统由于缺乏这类信息的获取渠道而 无法为公众提供动态的红绿灯路口状态信息服务。该方法不仅更新周期长，而且更新成 本高，无法实现道路中红绿灯路口状态变化的动态更新。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于为交通信息服务系统提供一种基于浮动车技术 的红绿灯路口识别方法，其克服了现有技术中，更新周期长，而且更新成本高，无法实 现道路中红绿灯路口状态变化的动态更新的不足。本发明采用以下技术方案解决上述技术问题基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其包括如下步骤步骤10、利用浮动车在行驶过程中采集车辆编号、位置和速度信息，并将采集 得到的数据信息传送到数据中心；步骤20、数据中心对所述数据信息中的速度信息进行数据滤除预处理，得到有 效的浮动车数据，然后定位多辆车超低速行驶的区域并提取其中心点位置构成集合R ；步骤30、数据中心将上述集合R与交通图层的红绿灯路口集合C进行匹配，得 到新增或被取消的红绿灯路口集合Cadd和Cdd ；步骤40、数据中心对集合Cadd和Cdel进行检验，若在相应时间窗内集合Cdel中的 一路口很少出现，则表明该红绿灯路口被取消；若在相应时间窗内集合Cadd中的一位置 频繁出现，则表明该位置为新增红绿灯路口，从而系统实现红绿灯路口的识别。本发明的优点在于利用大量的浮动车在行驶过程中采集信息，并提取中心点 集合R，将集合R与交通图层的红绿灯路口集合C进行匹配，得到新增或被取消的红绿灯 路口集合Cadd和Cdd;数据中心对数据中心的数据库Cadd和Cdd进行检验，从而系统实现 红绿灯路口的识别。本发明为各类交通信息服务系统提供动态的、准确的红绿灯路口状 态变化信息，不仅信息获取渠道成本低，而且信息更新及时可靠。
下面参照附 图结合实施例对本发明作进一步的描述。图1是本发明的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法的系统框架图。图2是本发明的一种多辆车超低速行驶区域定位算法流程图。图3是本发明的一种红绿灯路口状态变化发现算法流程图。图4是本发明的一种红绿灯路口状态识别算法流程图。
具体实施方式本发明为交通信息服务系统提出一种可自动发现红绿灯路口状态变化并识别其 状态的方法。基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，该方法包括如下步骤步骤10、利用浮动车在行驶过程中采集车辆编号、位置和速度信息，并将采集 得到的数据信息传送到数据中心；步骤20、数据中心对所述数据信息中的速度信息进行数据滤除预处理，得到有 效的浮动车数据，然后定位多辆车超低速行驶的区域并提取其中心点位置构成集合R；步骤30、数据中心将上述集合R与交通图层的红绿灯路口集合C进行匹配，得 到新增或被取消的红绿灯路口集合Cadd和Cdd ；步骤40、数据中心对集合Cadd和Cdel进行检验，若在相应时间窗内集合Cdel中的 一路口很少出现，则表明该红绿灯路口被取消；若在相应时间窗内集合Cadd中的一位置 频繁出现，则表明该位置为新增红绿灯路口，从而系统实现红绿灯路口的识别。图1所示为基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法的系统框架图，其中详细展 示了基于浮动车技术的红绿灯路口状态变化发现及其状态识别系统所包括的四个部分， 其中每个部分产生的结果作为下一个部分数据处理的对象。第一个部分进行的是基于滑动时间窗的浮动车行车数据采样，得到浮动车当前 行车数据序列；在第二部分中经过数据滤波和区域定位等数据滤除预处理后，提取多辆 车超低速行驶的区域中心点集合R，同时将其存入统一的数据库；第三部分通过对上述 集合R与交通图层的红绿灯路口集合C的数据匹配，发现可能新增或被取消的红绿灯路 口集合Cadd和Cdd;第四部分，通过浮动车数据库对Cadd和Cdd进行检验，实现系统的红 绿灯路口状态识别。图2为一种多辆车超低速行驶区域定位的算法流程图，其主要步骤为步骤1 利用装备车载定位系统的浮动车以周期τ定期采集车辆编号i、位置1 和和速度信息V，得到数据信息集合Χι = <11; v>,并将采集得到的数据通过移动蜂窝通 信等技术传送到数据中心；所述浮动车在给定的、且用于分段采样的滑动时间窗T1内， 其采样数据集合为m辆浮动车的η阶序列X(m, η) = K j|i e [1, m], j e [1, n]}
T其中，η =丄。
τ步骤2:对每辆浮动车的行车数据序列，将其速度在Δ T内一直都低于υ的干
扰数据滤除，从而得到有效的浮动车行车数据序列；
权利要求
1.基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于该方法包括如下步骤步骤10、利用浮动车在行驶过程中采集车辆编号、位置和速度信息，并将采集得到的数据信息传送到数据中心；步骤20、数据中心对所述数据信息中的速度信息进行数据滤除预处理，得到有效的 浮动车数据，然后定位多辆车超低速行驶的区域并提取其中心点位置构成集合R；步骤30、数据中心将上述集合R与交通图层的红绿灯路口集合C进行匹配，得到新 增或被取消的红绿灯路口集合Cadd和Cdd ；步骤40、数据中心对集合Cadd和Cdd进行检验，若在相应时间窗内集合Cdd中的一路 口很少出现，则表明该红绿灯路口被取消；若在相应时间窗内集合Cadd中的一位置频繁 出现，则表明该位置为新增红绿灯路口，从而系统实现红绿灯路口的识别。
2.根据权利要求1所述的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于所 述步骤10进一步具体为利用装备车载定位系统的浮动车以周期τ定期采集车辆编号i、位置1和和速度信息 ν,得到数据信息集合Χι = <11; v>,并将采集得到的数据通过移动蜂窝通信等技术传送 到数据中心。
3.根据权利要求2所述的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于所 述浮动车在给定的、且用于分段采样的滑动时间窗T1内，其采样数据集合为m辆浮动车 的η阶序列X(m，η) = {χ, j|i e [1，m]，j e [1，n]} T其中，《 =丄。 τ
4.根据权利要求3所述的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于所 述步骤20进一步包括数据中心将非正常行驶的干扰数据滤除，得到有效的浮动车数据集合为 -ATX(m,n) = [X1 I X1 G X(m,n) λ ^iBjivi }>v)}J s[k,k + —]τAT其中，--],τ从而得到有效的浮动车数据，进而可得到所有处于超低速行驶状态的浮动车位置点 集合YY(m) = [Ii j I xhJ e X(m,n) λ Vi j < ν)}然后从集合Y中，提取存在S辆以上浮动车彼此之间距离均小于Δ的区域集合F Y{m) = {li} I Ikj e Y(m,n) λ 彐 >S a /t(t < s d{liplik)< Δ)}其中(Kl1, I1, k)为1”和I1, k两点间的距离。为方便后续处理，对上述集合F中的各元素重新进行一维编码，进而可根据位置相 邻的关系定位出各个多辆车超低速行驶的区域，即[/J = {/; I/;e FaJ(^Z7) <Δ)}并进一步抽取上述各区域的中心点位置
5.根据权利要求4所述的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于所 述步骤30进一步包括定义上述集合R与交通图层的红绿灯路口集合C = {Cl}基于位置相邻的交集为 R = [O1 I 3c; gCa d(ot -c;) </)} = {c; | 3ot e i λ d(ot -Cj) < D)其中D为最大偏移距离从而得到新增的红绿灯路口集合为 Cadd=R-R而被取消的红绿灯路口集合为cdel=c-n。
6.根据权利要求5所述的基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，其特征在于所 述步骤40进一步包括以给定的时间窗T2,抽取数据库中的多辆车超低速行驶的区域中心点位置数据作为 检验数据集，对新增的红绿灯路口集合Cadd和Cdd进行检验，若Cdd中的一路口在检验数 据集中重复出现次数小于\，则表明该路口为被取消的红绿灯路口；若Cadd中的一位置 在检验数据集中重复出现次数大于S2,则表明该位置为新增红绿灯路口，从而系统自动 发现红绿灯路口的状态变化并识别其状态。
全文摘要
本发明提供一种基于浮动车技术的红绿灯路口识别方法，利用浮动车在行驶过程中采集车辆编号、位置和速度信息，并将采集得到的数据信息传送到数据中心；数据中心对所述数据信息中的速度信息进行预处理，得到有效的浮动车数据，然后定位多辆车超低速行驶的区域并提取其中心点位置构成集合R；将上述集合R与交通图层的红绿灯路口集合C进行匹配，得到新增或被取消的红绿灯路口集合Cadd和Cdel；数据中心对集合Cadd和Cdel进行检验，从而系统实现红绿灯路口的识别。本发明为各类交通信息服务系统提供动态的、准确的红绿灯路口状态变化信息，不仅信息获取渠道成本低，而且信息更新及时可靠，对各类交通信息服务系统有着重要意义。
文档编号G08G1/017GK102013166SQ20101056773
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者廖律超, 王桐森, 王雷, 蒋新华, 邹复民 申请人:福建工程学院