道路平面交叉口交通组织自动生成方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及交通工程
技术领域：
，尤其涉及一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法、系统及存储介质。
背景技术：
：随着5g技术、物联网、大数据、人工智能以及无人驾驶技术的发展，在智能交通领域，道路交通设施数据的现势性尤为紧迫，但是道路交通设施的数据复杂多样，必须经过外业的精确测量，内业的正确制作，才能做到标线数据的及时和准确。目前外业采集技术得到了迅速的发展，在精度方面也得到了大幅度的提高。虽然有智能识别，可以识别出路面的白色标线，但是只是几何意义上识别，没有赋予相应的交通语义；另外，识别还存在一定的错误，特别是交叉口处标线类型繁多，表现各异，不仅识别困难，人工制作也很复杂。目前针对道路交通平面交叉口的设计生成，基本都是示意性的，和实际的平面交叉口形状，标线位置相差甚远。虽然可以示意平面交叉口的大致形状，展宽、渠化交通组织，但是不能在上面做实际的计算和分析，例如，展宽的长度，停止线的位置等等。不同类型的标线在交通领域是具有不同的含义，并且在国标和相关规范中，不同类型的标线是有不同的属性阈值的，示意性路口数据不能体现这些差别。因此，现有的平面交叉口生成方法，在制作过程中和现实平面交叉口存在细节组织不一致，计算单元参数和实际差别较大，制作过程复杂易错的问题。技术实现要素：为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种精确的道路平面交叉口交通组织自动生成方法、系统及存储介质。本发明提出了一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法，包括以下步骤：确定路口点及路口位置，获取与该路口连接的道路信息和空间数据；根据路口点和获取的道路信息，确定路口的类型；确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点；根据所述路口控制点和路段控制点，生成路口区域和路段面；根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线。进一步，所述确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点这一步骤，包括以下步骤：根据路段的进口道车道数、出口道车道数和非机动车道数，获取车道的宽度；根据道路规定的速度，确定停车视距，并获取相邻道路间的视距三角，通过视距三角确定路段进口道方向的停止线位置；获取路口控制点，所述路口控制点为停止线及其延长线和道路边线的交点；根据进口道停止线位置和道路中心线，获取路段控制点。进一步，所述根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线这一步骤，包括以下步骤：根据路段的进口道车道宽度及车道数，生成进口道车道面；根据车道面边界，生成进口道车道分割线；根据路段的出口道车道宽度及车道数，生成出口道车道分割线；根据停止线的位置和进口道车道面，生成停止线；根据道路宽度确定路段为一次过街或二次过街，结合停止线位置及道路中心线，生成斑马线，所述道路中心线通过道路信息获得。进一步，所述根据道路宽度确定路段为一次过街或二次过街，结合停止线位置及道路中心线，生成斑马线，所述道路中心线通过道路信息获得这一步骤，还包括以下步骤：确定路段为二次过街的路段，设置安全岛，所述安全岛设置在斑马线与道路中心线交叉处，或者设置在斑马线与对向行车道分界线交叉处。进一步，所述根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线这一步骤，还包括以下步骤：通过展宽渐变段长度和展宽段长度，确定道路展宽；所述展宽渐变段长度表示为：ld＝v2w/155(v<＝60km/h)ld＝0.625*vw(v>60km/h)其中ld表示展宽渐变段长度，v表示设计行车速度(km/h)，w表示道路变化的宽度(m)；所述展宽段长度表示为：ls＝10n其中ls表示展宽段长度，n表示在预设的时间段中，每一信号周期左转或者右转车的平均排队辆数。进一步，所述根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线这一步骤，还包括以下步骤：根据道路的右转渠化情况，生成右转渠化车道及渠化岛，根据速度确定渠化车道线最小半径；根据左转弯专用车道及左转专用信号的设置情况，确定左转待转区，并生成左转待转区线。进一步，所述根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线这一步骤，还包括以下步骤：根据车道的功能生成导向箭头，所述导向箭头包括左转、直行、右转、左直、右直、左右和左直右箭头。本发明还提出了一种道路平面交叉口交通组织自动生成系统，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述的一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法。本发明还提出了一种道路平面交叉口交通组织自动生成系统，包括：路口点信息模块，用于确定路口点及路口位置，获取与该路口连接的道路信息和空间数据；路口类型模块，用于根据路口点和获取的道路信息，确定路口的类型；控制点模块，用于确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点；路口区域模块，用于根据所述路口控制点和路段控制点，生成路口区域和路段面；车道及标线模块，用于根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线。本发明还提出了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述的一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法。上述本发明的实施例中的一个或多个技术方案具有如下优点：本发明根据城市道路交叉口的特点，抽象出了路口点，路口控制点和路段控制点。并结合控制点的坐标和道路信息数据，自动生成交叉口的交通组织。由于本发明根据控制点生成交叉口，大大提高了交叉口标线的电子化效率，而且可以方便地通过控制点对交叉口进行快速编辑，有效地提升了交叉口编辑的效率和精度，在保证道路交通标线间的空间几何关系的同时，满足标线测绘的高精度要求。附图说明图1是本发明一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法的流程图；图2是确定路口点及路口位置的生成结果示意图；图3是确定路口的类型的生成结果示意图；图4是获取该路口的路口控制点和路段控制点的生成结果示意图；图5是生成路口区域和路段面的生成结果示意图；图6是生成进口道和出口道的车道，以及停止线的生成结果示意图；图7是生成左转待转区和右转渠化的生成结果示意图；图8是生成导向箭头的生成结果示意图；图9是生成斑马线和二次过街的安全岛的生成结果示意图；图10是生成道路展宽的生成结果示意图；图11是本发明一种道路平面交叉口交通组织自动生成系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细描述。参考图1，一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法，包括以下步骤：s1：确定路口点及路口位置，获取与该路口连接的道路信息和空间数据；s2：根据路口点和获取的道路信息，确定路口的类型；s3：确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点；s4：根据所述路口控制点和路段控制点，生成路口区域和路段面；s5：根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线。参考图2，以生成正交十字交叉口的交通组织为实施例，在步骤s1，确定路口点及路口位置，获取与该路口连接的道路信息和空间数据这一步骤中，选定路口点c并确定其位置，在城市道路路网数据中查找与该路口连接的道路路段，获取道路r1～r4的信息和空间数据。参考图3，在步骤s2，根据路口点和获取的道路信息，确定路口的类型这一步骤中，根据路口点和获取的道路信息，分别计算以路口点c为顶点，和正北方向的方位角a1～an。根据道路之间的夹角确定交叉口的形状，实施例中，a1角度为0度，a2角度为90度，a3角度为180度，a4角度为270度，根据方位角判断出路口形状为正交十字路口。参考图4，在步骤s3，确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点这一步骤中，根据路口连接的路段的进口道车道数和出口道车道数，以及是否具有非机动车道，对车道的宽度进行计算；以及根据道路的等级所规定的速度去对应停车视距，来确定相邻(由正北方向顺时针进行排序)的两条道路之间的视距三角，从而确定道路进口道方向的停止线位置；而停止线及其延长线，和道路边线产生的交点，则为路口控制点。在本实施例中，图中p11，p10，p21，p20，p31，p30，p41，p40即为该路口的路口控制点。其中，停车视距的计算如表1所示：表1交叉口执行车设计速度(km/h)60504540353025201510安全停车视距ss(m)75605040353025201510从进口道停止线位置开始，逆交通流方向100米的位置，做垂直于道路中心的垂线，该垂线与进口道方向的交点和出口道方向的交点，则为道路的路段控制点。在本实施例中，c10，c11，p11，p10即为道路r1的路段控制点。参考图5，在步骤s4，根据所述路口控制点和路段控制点，生成路口区域和路段面这一步骤中，相邻路段之间，从本路段出口道方向的路口控制点到下一路段进口道方向的路口控制点之间的连线，采用的是二次贝塞尔曲线。同一条路段由进口道方向的控制点和出口道方向的控制点是直线连接；这样对路口连接的路段的控制点依次相连接，就形成了路口区域。如图5所示，本实施例中路口区域为p10，p11，p20，p21，p30，p31，p40，p41所围成的区域。顺时针方向依次连接道路的控制点，即可得到该路段的路段面。如图5所示，本实施例中，r1路段的路段面为c10，c11，p11，p10依次连接所围成的区域。在步骤s5，根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线这一步骤中，生成的车道和标线包括车道线、左转待转区线、右转渠化车道、导向箭头、斑马线以及安全岛、道路展宽等道路交通组织。参考图6，生成车道线，其中和行车方向一致的行车实线为禁止变换车道分割线，虚线为可变车道分割线。根据路段的进口道方向车道宽度和车道数，生成进口道方向的车道面，同时对车道进行排序，如图6所示，车道从中心线向外从0开始依次排序，道路r1的进口道车道分割线为il10，il11，il12，道路r2的出口道车道分割线为ol10，ol11，ol12。以及根据停止线的位置和进口道车道的位置，生成停止线。参考图7，根据道路是否具有左转待转区，生成左转待转区。左转待转区线为两条平行并略带弧形的白色虚线，其前端应生成停止线。左转待转区线应在设有左转专用信号且辟有左转弯专用车道时使用，设于左转弯专用车道前端，深入交叉路口内，但不得妨碍对向直行车辆的正常行驶。左转待转区线的停止线到对向直行车道边线的距离应大于1米。根据道路是否具备右转渠化，生成右转渠化车道，如果存在渠化道，那么还应当生成渠化岛。区划车道线的最小半径应当根据速度确定，具体的确定方法如表2所示：表2右转弯设计速度(km/h)30252015推荐半径(m)25201510参考图8，根据车道的功能，对车道生成相应的导向箭头，箭头包括左转、直行、右转、左直、右直、左右、左直右等箭头。其中，在交叉口进口道的导向箭头，应在导向车道内，距离停止线3米～5米处生成一组导向箭头；还在导向车道的起始位置生成一组导向箭头，该组导向箭头起始端部与导向车道线的起始端部平齐；还应在距离上一组箭头30～50米间隔处，生成第三组导向箭头。其中在左转待转区当中，也应设置导向箭头。在左转待转区的起始位置和停止线前各设置一组导向箭头，如果左转待转区较长，则可以在区域中间重复设置导向箭头；如果左转待转区较短，如图8所示，可以仅设置一组导向箭头。参考图9，生成斑马线的位置应当在停止线和路口点之间，距离停止线2米。而停止线的宽度最小为3米，还可根据情况增加整数k米，因此斑马线的中线距离停止线的距离为3.5+k/2米。如图9所示，斑马线一般与道路中心线垂直，特殊情况下，其与中心线夹角不宜小于60度(或大于120度)，其条纹应与道路中心线平行。斑马线的生成需要根据道路的宽度确定该路段时一次过街还是二次过街。在本实施例中，路面宽度大于30米，为二次过街的情况。即需要在中央分隔带或对向车行道分界线处的斑马线上设置安全岛。其中，如图9所示，安全岛的长度大于等于斑马线的宽度，安全岛的宽度大于等于中央分隔带的宽度。参考图10，道路展宽通过展宽渐变段长度和展宽段长度进确定，图中展宽渐变段长度为ld，展宽段长度为ls。所述展宽渐变段长度表示为：ld＝v2w/155(v<＝60km/h)ld＝0.625*vw(v>60km/h)其中ld表示展宽渐变段长度，v表示设计行车速度(km/h)，w表示道路变化的宽度(m)；所述展宽段长度表示为：ls＝10n其中ls表示展宽段长度，n表示在预设的时间段中，每一信号周期左转或者右转的车辆的平均排队辆数。一般来说，预设的时间段为道路交通的高峰时间段。其中展宽分为进口道左展宽、进口道右展宽和出口道展宽。进口道左展宽表示展宽车道在进口道车道的交通流方向的左侧；进口道右展宽表示展宽车道在进口道车道的交通流方向的右侧，两种进口道展宽的停车线位置和进口道车道停止线位置相同。出口道展宽的长度由右转弯曲线端点向下游方向计算，长度在60～80米，满足视距三角形的要求。本发明还提出了一种道路平面交叉口交通组织自动生成系统，用于实现所述的道路平面交叉口交通组织自动生成方法，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述的一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法。参考图11，为了实现所述的道路平面交叉口交通组织自动生成方法，本发明还提出了一种道路平面交叉口交通组织自动生成系统，包括：路口点信息模块，用于确定路口点及路口位置，获取与该路口连接的道路信息和空间数据；路口类型模块，用于根据路口点和获取的道路信息，确定路口的类型；控制点模块，用于确定道路的道路边线，获取该路口的路口控制点和路段控制点；路口区域模块，用于根据所述路口控制点和路段控制点，生成路口区域和路段面；车道及标线模块，用于根据道路信息及路段面生成车道，并根据车道情况生成道路标线。本发明还提出了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述的一种道路平面交叉口交通组织自动生成方法。综上所述，相较于现有技术，本发明具有以下优点：(1)本发明根据城市道路交叉口的特点，抽象出了路口点，路口控制点和路段控制点。并结合控制点的坐标和道路信息数据，自动生成交叉口的交通组织，大大提高了交叉口标线的电子化效率。(2)本发明采用控制点对道路交叉口交通组织进行控制，可以方便的通过控制点进行交叉口局部标线形状的快速的编辑。在满足标线测绘精度情况下，有效提高精细化交叉口编辑的速度和效率。且保证了道路交通标线间的空间几何拓扑关系和逻辑关系。(3)本发明根据道路的等级计算控制点，通过真实的电子地图数据生成交叉口，保证了生成的交叉口处的标线情况和实际情况的一致性。(4)本发明出口道方向的路口控制点到下一路段进口道方向的路口控制点之间的连线，采用二次贝塞尔曲线，更符合实际情况，提升了标线情况和实际情况的一致性。(5)本发明在生成路口控制点的过程中，通过停车视距对控制点的位置加以限定，提升了生成的交叉口交通组织的合理性。(6)本发明提出了一种应对交叉口出现展宽车道的交叉口展宽线生成方法，提供了一种生成道路展宽的参考思路。对于上述方法实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。当前第1页12