一種確定交叉口交通流行駛軌跡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過圖像坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換確定交叉口交通流行駛軌跡 的方法，涉及交通工程中混合交通流交通沖突領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交叉口交通沖突問題日益突出。不同類型交通流在交叉口 發(fā)生沖突必須滿足兩個(gè)條件：一是不同交通流的行駛軌跡在交叉口內(nèi)部存在沖突點(diǎn)；二是 不同交通流在同一時(shí)刻到達(dá)交通沖突點(diǎn)。因此，對于交通流行駛軌跡的研宄顯得很重要。
[0003] 為了表示不同交通流在交叉口的沖突點(diǎn)，常用的做法是用一條直線或曲線表示交 通流的行駛軌跡，相交點(diǎn)即為沖突點(diǎn)。由于機(jī)動(dòng)車行駛軌跡相對固定，這種做法存在一定合 理性。但是由于非機(jī)動(dòng)車和行人具有較大的隨意性，它的行駛軌跡不是簡單的一條直線或 曲線。因此精確地確定各種交通流的實(shí)際行駛軌跡對確定交叉口各種交通流的交通沖突具 有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種確定交叉口交通流行駛軌跡 的方法，該方法對于交叉口交通沖突的量化、交通事故黑點(diǎn)的預(yù)測以及交通安全的提高均 具有重要的意義。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種確定交叉口交通流行駛軌跡的方 法，其特征是，包括以下步驟：
[0006] 1)通過對視頻文件進(jìn)行采集獲得若干幅圖像，應(yīng)用視圖軟件從采集的圖像中獲得 任意一種交通流任意時(shí)刻在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即圖像坐標(biāo)（x t，yt);
[0007] 2)建立交通流圖像坐標(biāo)（xt，yt)和其對應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)（x d，yd)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān) 系：
[0008] a.通過現(xiàn)場測量的方法選定4個(gè)已知特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，通過測量尺寸建立坐標(biāo)系 獲取標(biāo)定點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，即（Xgc^y gcu), (xgc;，2，ygc;，2)，（xgc;， 3，ygc;，3)，（xgc;，4, ygc;，4)，其對應(yīng)的圖 像坐標(biāo)可通過視圖軟件直接獲取，即（XicuJ icu), (Xic^yicu), (xic，3，yic，3), (xic，4，yic，4);
[0009] b.將以上8個(gè)已知數(shù)帶入實(shí)際坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，即
?'可求得矩陣系數(shù)C1-C8;
[0010] 3)將矩陣系數(shù)C1-C8帶入圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，即可求出某一交通流任 一圖像坐標(biāo)已知點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，最后將該交通流穿越交叉口的所有實(shí)際坐標(biāo)描繪于交叉口 處即為該交通流的行駛軌跡。
[0011] 本發(fā)明利用了建立物體的圖像坐標(biāo)和其對應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)之間相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，在交 通領(lǐng)域的應(yīng)用較少。
[0012] 本發(fā)明通過圖像軟件（視圖軟件）可以獲得某一交通個(gè)體的圖像坐標(biāo)，通過圖像 坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式即可求得某一交通個(gè)體在任意時(shí)刻的實(shí)際坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換公式中有 8個(gè)未知矩陣轉(zhuǎn)換系數(shù)，通過在交叉口標(biāo)定4個(gè)圖像坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)已知的點(diǎn)，將標(biāo)定點(diǎn)的 圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)帶入轉(zhuǎn)換公式就可求得矩陣轉(zhuǎn)換系數(shù)。在8個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)確定的基礎(chǔ) 上，將待求的某一交通個(gè)體的所有時(shí)刻的實(shí)際坐標(biāo)求出，并將坐標(biāo)系描繪出來即為該交通 個(gè)體的行駛軌跡。
[0013] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
[0014] 1)本發(fā)明對于行駛軌跡不固定的交通個(gè)體可以界定其與其他交通個(gè)體的沖突區(qū) 域，而不是簡單的用直線或曲線的交點(diǎn)表示；
[0015] 2)本發(fā)明可以為交叉口沖突概率和安全度評價(jià)研宄奠定基礎(chǔ)；
[0016] 3)本發(fā)明可以為交通事故后續(xù)還原提供理論支持。
[0017] 本發(fā)明對于交叉口交通沖突的量化、交通事故黑點(diǎn)的預(yù)測以及交通安全的提高均 具有重要的意義。通過本發(fā)明確定各種混合交通流的行駛軌跡后，可以通過施劃科學(xué)合理 的導(dǎo)流線以及設(shè)計(jì)渠化島，從而使得混合交通流互不干擾各行其道。本發(fā)明一方面可以提 高交叉口的通行秩序和效率，減少人均出行時(shí)間，節(jié)省燃油和減少尾氣排放；另一方面可以 減少交通事故，減少人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此具有較好的市場前景。
【附圖說明】
[0018] 圖1是攝影測量原理示意圖；
[0019] 圖2是實(shí)施例2中交叉口標(biāo)定點(diǎn)位置示意圖；
[0020] 圖3是實(shí)施例2中非機(jī)動(dòng)車實(shí)際行駛軌跡。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1
[0022] -種確定交叉口交通流行駛軌跡的方法，其特征是，包括以下步驟：
[0023] 1)通過對視頻文件進(jìn)行采集獲得若干幅圖像，應(yīng)用視圖軟件從采集的圖像中獲得 任意一種交通流任意時(shí)刻在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即圖像坐標(biāo)（x t，yt);
[0024] 2)建立交通流圖像坐標(biāo)（xt，yt)和其對應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)（x d，yd)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān) 系：
[0025] a.通過現(xiàn)場測量的方法選定4個(gè)已知特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，通過測量尺寸建立坐標(biāo)系 獲取標(biāo)定點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，即（Xgc^y gcu), (xgc;，2，ygc;，2)，（xgc;， 3，ygc;，3)，（xgc;，4, ygc;，4)，其對應(yīng)的圖 像坐標(biāo)可通過視圖軟件直接獲取，即（XicuJ icu), (Xic^yicu), (xic，3，yic，3), (xic，4，yic，4);
[0026] b.將以上8個(gè)已知數(shù)帶入實(shí)際坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，即
'可求得矩陣系數(shù)C1-C8;
[0027] 3)將矩陣系數(shù)C1-C8帶入圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，即可求出某一交通個(gè)體 任一圖像坐標(biāo)已知點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，最后將該交通個(gè)體穿越交叉口的所有實(shí)際坐標(biāo)描繪于交 叉口處即為該交通主體的行駛軌跡。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 以揚(yáng)州市文昌路一大學(xué)北路交叉口為例，該交叉口非機(jī)動(dòng)車行駛軌跡確定的步驟 為：
[0030] 1)選取能夠包圍研宄范圍的4個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，4個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的位置及坐標(biāo)見圖2 :
[0031] 通過圖像文件（視圖軟件）的處理和交叉口的實(shí)際測量，標(biāo)定點(diǎn)的圖像坐標(biāo)（像 素）和實(shí)際坐標(biāo)（m)分別為 Xicu= 458, y icU= 268, X ie，2= 19, y ie，2= 707, X ie，3= 1767， yic，3= 625，xic，4= 1674，y ic，4= 1055 Jgcu= 0，y gc;1= 0，xgc，2= 0，ygc，2= 34，xgc，3= 51， ygc，：3= 〇, xgc，4= 51，y gc，4= 24 ;
[0032] 2)選取視頻文件中具有代表性的5min間隔作為研宄時(shí)間段，每Is采集I幅圖片， 共采集300幅圖片，將所有實(shí)際坐標(biāo)描繪于交叉口內(nèi)部即為其行駛軌跡，如圖3所示。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 一種確定交叉口交通流行駛軌跡的方法，包括如下步驟：
[0035] 1)通過采集連續(xù)的交通流動(dòng)態(tài)圖像，通過相應(yīng)視圖軟件可以獲取交通個(gè)體在圖像 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即圖像坐標(biāo)（x t，yt);
[0036] 2)通過現(xiàn)場測量的方法選定4個(gè)已知特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，通過測量尺寸建立坐標(biāo)系 可以獲取標(biāo)定點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)（x d，yd)，其對應(yīng)的圖像坐標(biāo)可以通過圖像軟件獲得；
[0037] 3)根據(jù)實(shí)際坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，即

一就可求得圖像中任一位置的交通個(gè)體的實(shí)際坐標(biāo)，其中C1-C 8S矩陣轉(zhuǎn) 換的系數(shù)，可由4個(gè)已知標(biāo)定點(diǎn)的圖像坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)求得；
[0038] 4)將交通主體所有的實(shí)際坐標(biāo)描繪于交叉口區(qū)域內(nèi)就可得出該交通主體的行駛 軌跡；
[0039] 其中（xicU, yicU), (xic，2, yicU), (xic，3, yic，3), (xic，4, yic，4)為 4 個(gè)標(biāo)定點(diǎn)的圖像坐標(biāo)； (Xgc，l，ygc，i)，（Xgc，2，y gc，2)，（Xgc，3，ygc，3)，（Xgc，4，y gc，4)為標(biāo)走點(diǎn)的頭際坐標(biāo)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定交叉口交通流行駛軌跡的方法，其特征是，包括以下步驟： 1) 通過對視頻文件進(jìn)行采集獲得若干幅圖像，應(yīng)用視圖軟件從采集的圖像中獲得任意 一種交通流任意時(shí)刻在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，即圖像坐標(biāo)（xt，yt); 2) 建立交通流圖像坐標(biāo)（xt，yt)和其對應(yīng)的實(shí)際坐標(biāo)（xd，yd)之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系： a. 通過現(xiàn)場測量的方法選定4個(gè)已知特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，通過測量尺寸建立坐標(biāo)系獲取 標(biāo)定點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，即（x^yw)，（xge，2,yge，2), (xge，3，yge，3), &8。，4,78。，4)，其對應(yīng)的圖像坐 標(biāo)可通過視圖軟件直接獲取，即（叉化"丫化」)，（Xkayiu)，（xic，3，yic，3), (xic，4，yic，4); b. 將以上8個(gè)已知數(shù)帶入實(shí)際坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式，即'可求得矩陣系數(shù)Ci-q; 3) 將矩陣系數(shù)Cl_c8帶入圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，即可求出某一交通流任一圖 像坐標(biāo)已知點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，最后將該交通流穿越交叉口的所有實(shí)際坐標(biāo)描繪于交叉口處即 為該交通流的行駛軌跡。
【專利摘要】一種確定交叉口交通流行駛軌跡的方法，涉及交通工程中混合交通流交通沖突領(lǐng)域。通過視圖軟件獲得某一交通個(gè)體的圖像坐標(biāo)，通過圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換公式即可求得某一交通個(gè)體在任意時(shí)刻的實(shí)際坐標(biāo)。轉(zhuǎn)換公式中有8個(gè)未知矩陣轉(zhuǎn)換系數(shù)，通過在交叉口標(biāo)定4個(gè)圖像坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)已知的點(diǎn)，將標(biāo)定點(diǎn)的圖像坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)帶入轉(zhuǎn)換公式就可求得矩陣轉(zhuǎn)換系數(shù)。在8個(gè)轉(zhuǎn)換系數(shù)確定的基礎(chǔ)上，將待求的某一交通個(gè)體的所有時(shí)刻的實(shí)際坐標(biāo)求出，并將坐標(biāo)系描繪出來即為該交通個(gè)體的行駛軌跡。本發(fā)明對于交叉口交通沖突的量化、交通事故黑點(diǎn)的預(yù)測以及交通安全的提高均具有重要的意義。
【IPC分類】G08G1/01
【公開號】CN104916132
【申請?zhí)枴緾N201510246667
【發(fā)明人】沈家軍, 王群, 曹志銘
【申請人】揚(yáng)州大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月14日