一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统及方法
【专利摘要】本发明所述的快速发现信号灯控制路口内异常停车系统，利用视频跟踪检测单元的连续跟踪技术，可以实时监测到进入信号灯控制路口内的车辆是否异常停车，以及路口出口道路是否发生拥堵。当路口放行相位的信号灯绿灯亮时，系统立即判断路口内是否有车处于停止状态，如果有车处于停止状态，则立即判断停止的车辆是否属于异常停车，如果属于异常停车，便向监控中心发送车辆异常停止的报警信息。
【专利说明】一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通【技术领域】，具体是一种快速发现信号灯控制路口内异常停车的系统及方法。
【背景技术】
[0002]信号灯控制的交叉路口是城市道路网的重要节点，信号灯控制交叉路口通行效率的高低，决定了道路网是否畅通。如果信号灯控制交叉路口内有异常停车不能及时发现处理就会直接影响到路网的畅通，尤其是遇有交通事故或恶劣天气导致路口内异常停车时，如果不能快速发现处理就会导致一个区域的交通瘫痪。近年来，北京市及国内各大城市每年都会遇到降雪以及暴雨积水等导致的全城道路大塞车，究其重要原因之一，就是路口内发生异常停车时不能快速发现、快速报警导致的。现有的系统只有在造成大面积交通拥堵后，才能显示道路拥堵，这时已遍地都塞满了车。由于不能将隐患消灭在萌芽中，导致警察即使到达现场也无法立即缓解一个区域的交通拥堵。
[0003]关于路口发生拥堵后快速发现报警的文献非常多，但快速发现路口内异常停车的文献报道非常少，一般都是当路口内异常停车导致进入路口的车辆拥堵排队到设置在停止线附近的检测器时，系统才能检测路口发生拥堵，或者是由下游道路拥堵导致车辆排队到该路口的出口时，设置在出口传感器检测到排队车辆时，系统才能报警。
[0004]现有专利文献CN102637364A公开了一种避免交叉路口死锁的自适应信号方法和装置，主要原理是获取交叉路口车辆数和与当前通行方向的驶出路段的车速；当所述交叉路口车辆数大于阈值且所述驶出路段的车速小于阈值时，将交叉路口信号相位切入临时信号相位；所述临时信号相位包括禁止当前通行方向的车辆驶入交叉路口并禁止与当前通行方向产生冲突的车流方向通行。
[0005]上述技术方案中存在以下问题:1、该发明的思路的检测器只能设置在路口的入口或出口，路口内则无法设置检测器，也就无法检测路口内哪些停车属于正常停车，哪些停车属于异常停车，当异常停车暂时没导致车速大幅度下降时，就不能被及时发现，但当路口车辆增加导致拥堵时才发现，易导致一个区域交通拥堵甚至瘫痪；2、只有等到异常停车影响到车辆正常通行并导致进入路口的车辆已经拥堵到设在停止线或出口道路的检测器时，系统才能发出拥堵信息，因此不能快速发现快速处理，其准确性和及时性都存在较大缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决现有技术中只能当路口内的异常停车导致进入路口的车辆排队到停止线附近时，或下游道路拥堵排队到路口出口时，系统才能发出拥堵信息，导致缓解拥堵的时间延长问题。从而提供一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统及方法。
[0007]为解决上述技术问题，本发发明采用如下技术方案:
[0008]一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统，包括:
[0009]视频跟踪单元，对驶入路口内和驶出路口车道的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态；
[0010]第一判断单元，用于判断路口内是否有车辆处于停止状态；
[0011]第二判断单元，用于在路口内有车辆处于停止状态时进一步判断路口出口车道处是否有停止车辆；
[0012]第三判断单元，用于路口出口车道处无停止车辆时进一步判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内；
[0013]第一报警单元，用于在第二判断单元判断路口出口车道处有停止车辆时发出报警信息提示道路拥堵；
[0014]第二报警单元，用于在第三判断单元判断车辆未停止在允许停车区域内时发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态。
[0015]所述报警单元中预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。
[0016]所述报警单元中，预设的所述报警时间阈值T = IOs0
[0017]本发明还提供一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的方法，包括如下步骤:
[0018]S1:利用视频跟踪方法对驶入路口和驶出路口的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态；
[0019]S2:判断路口内是否有车辆处于停止状态，若是则进入步骤S3，否则返回步骤SI ；
[0020]S3:判断路口出口车道处是否有停止车辆，若是则进入步骤S6，否则进入步骤S4 ；
[0021]S4:判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内，若是则返回步骤SI，否则进入步骤S5 ；
[0022]S5:发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态；
[0023]S6:发出报警信息，提示路口出口车道发生拥堵。
[0024]所述步骤S5中:预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。
[0025]所述报警时间阈值T = 10s。
[0026]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0027](I)本发明所述的快速发现信号灯控制路口内异常停车系统，利用视频跟踪检测单元的连续跟踪技术，可以实时监测到进入信号灯控制路口内的车辆是否异常停车，以及路口出口道路是否发生拥堵。当路口放行相位的信号灯绿灯亮时，系统立即判断路口内是否有车处于停止状态，如果有车处于停止状态，则立即判断停止的车辆是否属于异常停车，如果属于异常停车，便向监控中心发送车辆异常停止的报警信息。
[0028](2)本发明所述的快速发现信号灯控制路口内异常停车系统，为了能够进一步提高准确性，还设置有判断时间阈值，当系统判断该车辆是异常停车时，需要延迟一段时间发出异常停车信息，可以根据路口的实际情况设定阈值大小，比如下雪路滑和平时正常天气等设置不同的阈值，防止误报警。【专利附图】
【附图说明】
[0029]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0030]图1是一个路口示意图；
[0031]图2是本发明一个实施例所述快速发现信号灯控制路口内异常停车的系统的原理框图；
[0032]图3是本发明一个实施例所述快速发现信号灯控制路口内异常停车的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033]首先以图1所示的路口为例对本发明中所提及的一些名词进行说明，图1中所示1-1，1-2，1-3，1-4为路口的不同行车方向上的停止线。其中四个虚线框内标注有待转，是指车辆可以在该区域内等待左转。由四条停止线的延长线所围成的矩形区域，即为路口内的区域2。本发明主要解决的技术问题即为如何快速发现在区域2内有异常停车的车辆。图1所示的路口，其信号灯控制方案一般分为两种，一种是有左转箭头灯控制，一种是没有左转箭头灯控制。本发明所述绿灯相位是不包括左转绿灯箭头灯亮的情况的。而绿灯相位对应的允许停车区域，指图中所示的四个待转线框，如东西方向的绿灯相位对应的允许停车区域即为待转I区域和待转2区域。
[0034]以东西方向为例，本发明主要方案如下:
[0035]对于没有左转箭头灯的路口来说，东西方向为绿灯，则车辆可以停止在待转I区域和待转2区域，车辆停止在其他区域内时被认为异常停车。
[0036]对于设置有箭头灯的路口来说，东西方向为绿灯，南向西左转的箭头灯和北向东左转的箭头灯为红灯时，车辆可以停止在待转I区域和待转2区域，车辆停止在其他区域内时被认为异常停车。南向西左转的绿色箭头灯和北向东左转的绿色箭头灯亮时，待转I区域和待转2区域内的车辆应该处于行进状态。
[0037]实施例1
[0038]本实施例提供一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统，如图2所示，包括视频跟踪单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元、第一报警单元和第二报警单元。其中:
[0039]视频跟踪单元，对驶入路口内和驶出路口车道的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态。第一判断单元，用于判断路口内是否有车辆处于停止状态。第二判断单元，用于在路口内有车辆处于停止状态时进一步判断路口出口车道处是否有停止车辆。第三判断单元，用于路口出口车道处无停止车辆时进一步判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内。第一报警单元，用于在第二判断单元判断路口出口车道处有停止车辆时发出报警信息提示道路拥堵。第二报警单元，用于在第三判断单元判断车辆未停止在允许停车区域内时发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态。
[0040]采用视频跟踪单元对进入视频跟踪范围内的车辆进行连续跟踪，是现有技术中常用的手段。作为一种实现方法，视频跟踪单元的视频跟踪画面可以看做一个平面坐标系，其横轴为X轴，纵轴为y轴。对于该视频画面内的每一个位置点来说都可以确定其位置。视频跟踪单元对路口内区域进行监控，在视频跟踪画面上能够准确区分出路面上设置的标识物以及施划的标线。因此，被监控路口处施划的停止线、等待左转区域的框线等都可以在视频跟踪画面中有确定的位置坐标。而进入视频跟踪范围内的每一辆车，被连续跟踪后，可以视为一个矩形框，矩形框的中心所对应的X、y值可以作为确定其在视频画面中位置的依据。为了将不同车辆进行区分，视频监控单元还可以为每一辆车设置一编号。例如，编号001、002,003……。因此，每一个时刻，视频跟踪单元都能够准确得知每一个编号的车辆在视频画面内的具体位置。而一旦某一车辆的位置坐标连续在连续几帧图像中的位置都没有发生变化，也可以立即得出该车辆为停止状态，视频跟踪单元都可以及时迅速的监控到。当被跟踪的车辆处于路口停止线所围起来的区域内时，就可以判断该车辆进入路口内，而当车辆进入等待左转区域的框线内时，就可以判断车辆进入等待左转的区域。
[0041]以路口 I为例，对上述方案进行详细说明。
[0042]所述第一判断单元，直接根据视频跟踪单元的跟踪结果判断判断路口内是否有车辆处于停止状态。采用视频跟踪技术，无需人工对视频跟踪画面进行分析，就能自动得出上述结果。可以直接判断车辆位置是否连续几帧均未发生变化，且一直位于图1的区域2中即可判断车辆是否在路口内停止。
[0043]当发现有车辆在路口内停止时，第二判断单元进一步判断路口出口车道处是否有停止车辆。因为，此时如果路口出口车道处有车辆处于停止状态，则说明路口内车辆停止是因为路口出口处车道上的停止车辆导致的，虽然此时路口内停止的车辆不属于异常停车，但是能够说明该路口发生了拥堵，导致路口内的车辆不能及时离开。
[0044]如果路口出口车道 处没有停止车辆，则第三判断单元进一步判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内。本实施例中允许停车区域是指四个待转区域的虚线框内的位置。对于某些路口来说是不允许左转，则不存在该待转区域。如前所述，以东西方向为例，本发明主要方案如下:
[0045]对于没有左转箭头灯的路口来说，东西方向为绿灯，则车辆可以停止在待转I区域和待转2区域，车辆停止在其他区域内时被认为异常停车。
[0046]对于设置有箭头灯的路口来说，东西方向为绿灯，东向南左转的红色箭头灯和西向北左转的红箭头灯亮时，车辆可以停止在待转I区域和待转2区域，车辆停止在其他区域内时被认为异常停车。东向南左转的绿色箭头灯和西向北左转的绿色箭头灯亮时，待转I区域和待转2区域内的车辆应该处于行进状态。
[0047]第一报警单元，用于在第二判断单元判断路口出口车道处有停止车辆时发出报警信息提示道路拥堵。
[0048]第二报警单元，用于在第三判断单元判断车辆未停止在允许停车区域内时发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态。
[0049]所述报警单元中预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于异常停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。所述报警时间阈值可以选择5s，10s, 15s等，根据实际路况和实际天气环境等来选择。本实施例中，所述报警单元中，预设的所述报警时间阈值T = 10s。
[0050]本实施例中的上述方案，利用视频跟踪检测单元的连续跟踪技术，可以实时监测到进入信号灯控制路口内的车辆是否异常停车，以及路口出口道路是否发生拥堵。当路口放行相位的信号灯绿灯亮时，系统立即判断该相位车辆通行路径上的车辆是否处于停止状态，如果处于停止状态，则立即判断该车辆是否属于异常停车，如果属于异常停车便向监控中心发送车辆异常停车的报警信息。并且为了能够进一步提高准确性，还设置有判断时间阈值，当系统判断该车辆是异常停车时，需要延迟一段时间发出异常停车信息，可以根据路口的实际情况设定阈值大小，比如下雪路滑和平时正常天气等设置不同的阈值，防止误报
目O
[0051]实施例2
[0052]一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的方法，如图3所示，包括如下步骤:
[0053]S1:利用视频跟踪方法对驶入路口和驶出路口的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态。
[0054]S2:判断路口内是否有车辆处于停止状态，若是则进入步骤S3，否则返回步骤SI。
[0055]S3:判断路口出口车道处是否有停止车辆，若是则进入步骤S6，否则进入步骤S4。
[0056]S4:判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内，若是则返回步骤SI，否则进入步骤S5。
[0057]S5:发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态。
[0058]S6:发出报警信息，提示路口出口车道发生拥堵。
[0059]采用视频跟踪技术对进入视频跟踪范围内的车辆进行连续跟踪，是现有技术中常用的手段。作为一种实现方法，视频跟踪画面可以看做一个平面坐标系，其横轴为X轴，纵轴为y轴。对于该视频画面内的每一个位置点来说都可以确定其位置。在视频跟踪画面上能够准确区分出路面上设置的标识物以及施划的标线。因此，被监控路口处施划的停止线、等待左转区域的框线等都可以在视频跟踪画面中有确定的位置坐标。而进入视频跟踪范围内的每一辆车，被连续跟踪后，可以视为一个矩形框，矩形框的中心所对应的X、y值可以作为确定其在视频画面中位置的依据。为了将不同车辆进行区分，视频监控单元还可以为每
一辆车设置一编号。例如，编号001、002、003......。因此,每一个时刻，都能够准确得知每一
个编号的车辆在视频画面内的具体位置。而一旦某一车辆的位置坐标连续在连续几帧图像中的位置都没有发生变化，也可以立即得出该车辆为停止状态，都可以及时迅速的监控到。当被跟踪的车辆处于路口停止线所围起来的区域内时，就可以判断该车辆进入路口内，而当车辆进入等待左转区域的框线内时，就可以判断车辆进入等待左转的区域。
[0060]以路口 I为例，对上述方案进行详细说明。
[0061]直接根据视频跟踪单元的跟踪结果判断判断路口内是否有车辆处于停止状态。采用视频跟踪技术，无需人工对视频跟踪画面进行分析，就能自动得出上述结果。可以直接判断车辆位置是否连续几帧均未发生变化，且一直位于图1的区域2中即可判断车辆是否在路口内停止。
[0062]当发现有车辆在路口内停止时，进一步判断路口出口车道处是否有停止车辆。因为，此时如果路口出口车道处有车辆处于停止状态，则说明路口内车辆停止是因为路口出口处车道上的停止车辆导致的，虽然此时路口内停止的车辆不属于异常停车，但是能够说明该路口发生了拥堵，导致路口内的车辆不能及时离开。[0063]如果路口出口车道处没有停止车辆，则进一步判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内。本实施例中允许停车区域是指四个待转区域的虚线框内的位置。对于某些路口来说是不允许左转，则不存在该待转区域。如前所述，以东西方向为例，本发明主要方案如下:
[0064]对于没有左转箭头灯的路口来说，东西方向为绿灯，则车辆可以停止在待转I区域和待转2区域，车辆停止在其他区域内时被认为异常停车。
[0065]本实施例中，所述步骤S5中预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。所述报警时间阈值可以选择5s，10s, 15s等，根据实际路况和实际天气环境等来选择，本实施例中所述报警时间阈值T = IOs0
[0066]本实施例中的上述方案，利用视频跟踪检测单元的连续跟踪技术，可以实时监测到进入信号灯控制路口内的车辆是否异常停车，以及路口出口道路是否发生拥堵。当路口放行相位的信号灯绿灯亮时，系统立即判断该相位车辆通行路径上的车辆是否处于停止状态，如果处于停止状态，则立即判断该车辆前方是否相向有车通行，如果该车辆的前方没有相向的车辆正在通行，则说明该车辆属于异常停车，便向监控中心发送车辆异常停止的报警信息。并且为了能够进一步提高准确性，还设置有判断时间阈值，当系统判断该车辆是停止状态时，需要延迟一段时间发出异常停车信息，可以根据路口的实际情况设定阈值大小，比如下雪路滑和平时正常天气等设置不同的阈值，防止误报警。
[0067]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
【权利要求】
1.一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统，其特征在于，包括: 视频跟踪单元，对驶入路口内和驶出路口车道的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态； 第一判断单元，用于判断路口内是否有车辆处于停止状态； 第二判断单元，用于在路口内有车辆处于停止状态时进一步判断路口出口车道处是否有停止车辆； 第三判断单元，用于路口出口车道处无停止车辆时进一步判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内； 第一报警单元，用于在第二判断单元判断路口出口车道处有停止车辆时发出报警信息提不道路拥堵； 第二报警单元，用于在第三判断单元判断车辆未停止在允许停车区域内时发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态。
2.根据权利要求1所述的快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统，其特征在于: 所述报警单元中预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。
3.根据权利要求2所述的快速发现信号灯控制的路口内异常停车的系统，其特征在于: 所述报警单元中，预设的所述报警时间阈值T = IOs0
4.一种快速发现信号灯控制的路口内异常停车的方法，其特征在于，包括如下步骤: 51:利用视频跟踪方法对驶入路口和驶出路口的车辆进行连续跟踪，实时获取每一驶入路口内和驶出路口车道的车辆位置和行驶状态，所述行驶状态包括正常行进状态和停止状态； 52:判断路口内是否有车辆处于停止状态，若是则进入步骤S3，否则返回步骤SI ； 53:判断路口出口车道处是否有停止车辆，若是则进入步骤S6，否则进入步骤S4 ； S4:判断该处于停止状态的车辆是否停止在当前绿灯相位对应的允许停车区域内，若是则返回步骤SI，否则进入步骤S5 ； 55:发出报警信息，提示路口内有车辆处于异常停车状态； 56:发出报警信息，提示路口出口车道发生拥堵。
5.根据权利要求4所述的快速发现信号灯控制的路口内异常停车的方法，其特征在于，所述步骤S5中: 预设有报警时间阈值T，当停止车辆处于停止状态的时间超过所述报警时间阈值T时，发出报警信息。
6.根据权利要求5所述的快速发现信号灯控制的路口内异常停车的方法，其特征在于: 所述报警时间阈值T = IOs0
【文档编号】G08G1/01GK103985253SQ201410226753
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】姜廷顺, 陶瑞岩, 李占宏, 甄爱武, 田红芳, 侯文宇 申请人:北京易华录信息技术股份有限公司, 姜廷顺