一种道路交叉口通行结构变化识别方法与流程

本发明涉及道路交叉口通行结构变化识别方法的。

背景技术：

1、道路交叉口作为车流以及人流的交汇处，在城市各级交通路网数据构建中具有重要作用。道路交叉口通行结构，即车辆从某条路进入交叉口后，是否被允许进行左转、右转、直行、掉头等行为，其会随着道路施工、临时管控等情况的出现，随时发生变化，而地图中的交叉口信息却难以即时更新，会产生信息滞后、信息描述错误等情况。因此采用有效手段及时发现城市道路的变化情况并进行更新是非常有必要的，其中，最需要解决的技术问题包括：如何快速、准确地识别道路交叉口通行结构的变化。

2、目前的道路交叉口通行结构变化的识别方式主要依赖施工单位等向交通管理部门上报养护计划，然后由交通管理部门向地图维护部门发送更新信息，或者通过司机、行人等第三方渠道，通过拨打电话等方式向电台报告路面变化情况，由电台向在途的驾驶人进行路口情况变化播报。但这些方式均需要依赖人为操作，不仅处理效率低、可靠性不足，同时难以在路网结构复杂的城市道路中进行应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于建立一种新的道路交叉口通行结构变化识别方法，其可基于城市交通产生的大量轨迹数据，完成交叉口的通行结构提取及验证，实现对通行结构变化情况的自动识别。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种道路交叉口通行结构变化识别方法，其包括：

4、s1建立包括当前路网数据、道路交叉口数据和即时车辆轨迹数据，且以上三种数据坐标统一的交通网络模型；其中，所述道路交叉口数据形成交叉口通行结构表，所述交叉口通行结构表包括以下字段：交叉口id、交叉口通行方向、交叉口通行方向上车辆是否可通行的情况及驶入交叉口的道路的id；所述车辆轨迹数据在所述交通网络模型中形成可视化的车辆轨迹，并包含轨迹上若干个点的经度、纬度、时间和方位角；

5、s2对所述交叉口通行结构表中交叉口通行方向进行数字编码，通过编码数字描述交叉口的通行结构逻辑，获得第一通行结构逻辑编码表；其中，所述编码数字包括两位，第一位表示驶入交叉口的道路的id，第二位表示通行方向；

6、s3在s1建立的交通网络模型中，针对每个待进行道路交叉口通行结构变化识别的交叉口，以其交叉点为圆心，设置半径为r的圆形缓冲区；

7、s4对各车辆轨迹保留在缓冲区内的部分即其子轨迹通过dbscan算法进行聚类分析，获得聚类簇内的车辆轨迹；

8、s5根据聚类簇轨迹内每条车辆轨迹的情况，进行交叉口通行结构变化的识别，所述识别包括：对比聚类簇轨迹中，同一驶入交叉口的道路的id下具有相同通行方向的车辆轨迹的数量与该交叉口车辆是否可通行之间的关系。

9、根据本发明的一些优选实施方式，所述编码数字的第二位为1、2、3或4，分别代表的通行方向为：左转、直行、右转、掉头。

10、根据本发明的一些优选实施方式，所述s5包括：

11、s51记录所述聚类簇轨迹内每一条车辆轨迹的进入点和离开点信息，包括其横纵坐标x、y和方位角azi，分别记为pin(xin,yin,tin,aziin)和pout(xout,yout,tout,aziout)；其中，进入点为该车辆轨迹进入所述缓冲区的第一个点，离开点为该车辆轨迹在所述缓冲区内的最后一个点；

12、s52根据进入点坐标值pin(xin,yin)，计算其与邻近的道路之间的最短距离，以其中最小值对应的道路作为该进入点的驶入道路，获得该进入点对应的驶入道路的id，即所述驶入交叉口的道路的id；

13、s53根据进入点与离开点的方位角差值d-azi，判断聚类簇轨迹中每一条车辆轨迹在交叉口的通行方向；

14、s54根据s52所得驶入交叉口的道路的id及s53判断得到的车辆轨迹在交叉口的通行方向，按所述第一通行结构逻辑编码表的编码规则，统计聚类簇轨迹中，在同一驶入交叉口的道路的id下具有相同通行方向的车辆轨迹的数量，得到第二通行结构逻辑编码表；

15、s55根据第二通行结构逻辑编码表中车辆是否可通行字段和轨迹数量字段之间的对比，识别交叉口通行逻辑结构的变化情况。

16、根据本发明的一些优选实施方式，所述聚类簇轨迹中每一条车辆轨迹在交叉口的通行方向的判断包括：

17、当d-azi为-45°～45°，该车辆轨迹的通行方向为直行；

18、当d-azi为45°～135°，该车辆轨迹的通行方向为左转；

19、当d-azi为-135°～-45°，该车辆轨迹的通行方向为右转；

20、当d-azi为135°～180°或-180°～-135°，该车辆轨迹的通行方向为掉头。

21、根据本发明的一些优选实施方式，所述对比包括：

22、若是否可通行字段为y即可通行，且轨迹数量>0，表明该时间段有车辆通过，该通行方向未发生新的变化；

23、若是否可通行字段为y，且轨迹数量＝0，表明该时间段无车辆通过，该通行方向存在疑似变化；

24、若是否可通行字段为n即不可通行，且轨迹数量>0，表明该时间段有车辆通过，原通行方向得到了突破，说明该通行方向发生新的变化；

25、若是否可通行字段为n，且轨迹数量＝0，表明该时间段无车辆通过，该通行方向未发生新的变化。

26、本发明的识别方法对通行方向进行了数字编码，且仅需要存储驶入道路id、通行方向及是否通行这几方面的信息，极大地节省了容量，提高了识别效率，同时采用直行、右转、左转等通行方向的描述方式更符合交通规则和人类驾驶习惯；

27、本发明的识别方法采用了缓冲区内的子轨迹进行聚类的方式，不仅可有效避免低质量轨迹对结构识别的影响，同时对连续驶入交叉口的折返轨迹具有更好的识别效果；

28、本发明可自动化识别交叉口通行结构是否发生变化，有效提高了识别的可靠性、准确性和识别效率，可在路网结构复杂的城市道路中推广应用。

技术特征：

1.一种道路交叉口通行结构变化识别方法，其特征在于，其包括：

2.根据权利要求1所述的道路交叉口通行结构变化识别方法，其特征在于，所述编码数字的第二位为1、2、3或4，分别代表的通行方向为：左转、直行、右转、掉头。

3.根据权利要求1所述的道路交叉口通行结构变化识别方法，其特征在于，所述s5包括：

4.根据权利要求4所述的道路交叉口通行结构变化识别方法，其特征在于，所述聚类簇轨迹中每一条车辆轨迹在交叉口的通行方向的判断包括：

5.根据权利要求4所述的道路交叉口通行结构变化识别方法，其特征在于，所述对比包括：

技术总结
本发明公开了一种道路交叉口通行结构变化识别方法。所述识别方法包括：建立包括路网数据、道路交叉口数据和车辆轨迹数据的交通网络模型；其中，道路交叉口数据包括交叉口ID、交叉口通行方向、交叉口通行方向上车辆是否可通行、及驶入交叉口的道路的ID，并对其中车辆通行方向进行数字编码；在交通网络模型中，以交叉口的交叉点为圆心，设置圆形缓冲区，对缓冲区内的车辆子轨迹进行聚类分析，根据聚类簇内的车辆轨迹情况，进行交叉口通行结构变化的识别。本发明可自动化识别交叉口通行结构是否发生变化，有效提高了识别的可靠性、准确性和识别效率。

技术研发人员：赵婧文,顾建祥,金雯,陈燕,王伟,张磊晔,崔华,袁振超,张丽,王文峰,盛成,申建华,徐拓,汤同旭,朱磊,尹斌权,何国庆,李玉婷
受保护的技术使用者：上海市测绘院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15