基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法，在十字路口轉彎區(qū)域部署路側專用短程通信單元、路基計算機單元；路側專用通信單元與路基計算機單元相連，路側專用短程通信單元獲取十字路口區(qū)域無線信號數(shù)據(jù)幀，以數(shù)據(jù)幀為輸入信號交由路基計算機單元進行實時信號譜分析、窗函數(shù)加權、多徑信號抑制處理，實現(xiàn)基于時間序列的十字路口轉彎區(qū)域非機動車和行人位置檢測；本發(fā)明的優(yōu)點為：不受時空變化影響，有效的利用十字路口區(qū)域的無線信號資源，提升了十字路口的安全等級。
【專利說明】基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通系統(tǒng)和無線通信技術交叉領域中的車路協(xié)同安全控制技術，尤其涉及一種基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法。
【背景技術】
[0002]近年來隨著城市物質生活水平提高，城市車輛保有量大幅上升，交通安全問題日益嚴重。城市十字路口車流量密集，是交通環(huán)境最為復雜的區(qū)域，特別在十字路口轉彎區(qū)域，由于轉彎車速快、駕駛員視距不良、視覺、聽覺干擾源多等因素，駕駛員與行人之間難以提前感知，不能及時采取避撞措施，因此成為交通事故高發(fā)區(qū)域。
[0003]目前，現(xiàn)有十字路口安全控制技術是通過攝像頭拍攝人行橫道上的實時視頻畫面，利用圖像處理算法識別行人，還有一些檢測方法通過紅外、感應線圈等檢測設備識別行人。這些方法在檢測到行人后將產(chǎn)生控制信號，協(xié)調十字路口信號燈相位變化，從而避免十字路口的車輛與行人碰撞事故。然而，上述方法仍存在很多問題:第一，攝像頭、紅外等設備的識別能力非常依賴外界環(huán)境，當環(huán)境惡劣時，如雨雪天氣，識別能力將嚴重下降；第二，攝像頭、紅外等設備，在識別行人后，很難進一步準確檢測出行人的數(shù)目和位置信息；此外，上述方法在檢測到行人后，需要借助有線或無線通信技術，將控制信號發(fā)送到信號燈系統(tǒng)。然而，無線通信本身具有方向性，可實現(xiàn)信號源識別和定位，上述方法并沒有更好的挖掘無線通信技術的潛在能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]車路協(xié)同安全控制技術中以車路狀態(tài)信息感知，信息交互技術為基礎，一方面，根據(jù)交通和環(huán)境狀態(tài)，主動調整車輛行駛狀態(tài)，實現(xiàn)車輛在十字路口的安全通行，高速公路的主動避撞；另一方面，根據(jù)車輛狀態(tài)信息，實時調整交通信號燈相位配時，提高交通通行和燃油效率。因此，為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法，專用短程通信(Dedicated Short Range Communications),記為DSRC，利用DSRC信號資源實現(xiàn)十字路口非機動車和行人位置檢測。未來，車路協(xié)同安全控制技術將成為十字路口安全控制的關鍵技術，DSRC技術作為車路協(xié)同安全控制技術中實現(xiàn)交通信號燈實時控制的通信基礎會得到廣泛應用，豐富的DSRC無線信號資源將覆蓋整個十字路口。
[0005]本發(fā)明基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法，通過下述步驟實現(xiàn):
[0006]步驟1:建立十字路口轉彎區(qū)域xy坐標系；
[0007]如圖2所示，令十字路口中的四個轉角中的一個轉角A的轉彎弧頂點Ovwtrai與十字路口中心點Ocentre間的連線作為I軸，y軸正方向為Overtrai到Ocentre方向。令十字路口轉角A的兩側邊處斑馬線的起始端中遠離十字口中心的一端端點分別為隊、N4，靠近十字路口中心的一端端點分別為N2、N3 ;其中，N1與N4的連線與y軸交點為Oeoundo在Overtex指向轉角A的轉彎弧曲率中心方向上，距Overtex距離為L的位置為xy坐標系原點0(0，O);上述Overtex與0B_d間的距離為Lvb，L>Lvb ;令過原點O并與y軸正方向成順時針90°方向為x軸正方向，由此完成十字路口轉彎區(qū)域xy坐標系的建立。將xy坐標系第一、二象限與角區(qū)間[0° , 180° ]建立均勻映射關系；其中，X軸正方向為0°，χ軸負方向為180° ;同時，測定N” N2> N3> N4 的坐標,記為 N1 (X1, Y1)、N2 (x2, y2)、N3 (x3, y3)、N4 (x4, y4)。
[0008]步驟2:獲取十字路口區(qū)域內(nèi)信號源發(fā)出的DSRC數(shù)據(jù)幀信號；
[0009]采用兩個路側專用短程通信單元中的天線陣列分別獲取十字路口區(qū)域內(nèi)信號源發(fā)出的DSRC數(shù)據(jù)幀信號，并分別進行濾波、解調處理；隨后對兩個路側專用短程通信單元中天線陣列接收到的經(jīng)濾波、解調后的DSRC數(shù)據(jù)幀信號分別進行下述步驟3~6。
[0010]上述天線陣列中的長邊對應M根天線，與地面垂直指向天空；M需大于自身接收到的DSRC數(shù)據(jù)幀信號節(jié)點數(shù)D ;寬邊對應I根天線；且相鄰兩根天線的布設間距為DSRC數(shù)據(jù)幀信號的半波長d:
【權利要求】
1.基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法，其特征在于:通過下述步驟實現(xiàn): 步驟1:建立十字路口轉彎區(qū)域Xy坐標系； 令十字路口中的四個轉角中的一個轉角A的轉彎弧頂點Otetrai與十字路口中心點Otolta間的連線作為I軸，I軸正方向為Otetrai到Ototo方向；令十字路口轉角A的兩側邊處斑馬線的起始端中遠離十字口中心的一端端點分別為H靠近十字路口中心的一端端點分別為N2、N3 ;其中，N1與N4的連線與y軸交點為Oeoimd ;在Overtex指向轉角A的轉彎弧曲率中心方向上,距Overtex距離為L的位置為xy坐標系原點0(0，O);上述Overtex與0B_d間的距離為Lvb，L>Lvb ;令過原點O并與y軸正方向成順時針90°方向為x軸正方向，由此完成十字路口轉彎區(qū)域xy坐標系的建立；將xy坐標系第一、二象限與角區(qū)間[0°，180° ]建立均勻映射關系；其中，X軸正方向為0°，X軸負方向為180° ;同時，測定N1、N2、N3、N4的坐標，記為N1 (X1, Y1)、N2 (x2, j2)、N3 (x3, y3)、N4 (x4, y4)； 步驟2:獲取十字路口區(qū)域內(nèi)信號源發(fā)出的DSRC數(shù)據(jù)幀信號； 采用兩個路側專用短程通信單元中的天線陣列分別獲取十字路口區(qū)域內(nèi)信號源發(fā)出的DSRC數(shù)據(jù)幀信號，并分別進行濾波、解調處理；隨后對兩個路側專用短程通信單元中天線陣列接收到的經(jīng)濾波、解調后的DSRC數(shù)據(jù)幀信號分別進行下述步驟3~6 ; 上述天線陣列中的長邊對應M根天線，與地面垂直指向天空；M需大于自身接收到的DSRC數(shù)據(jù)幀信號節(jié)點數(shù)D ;寬邊對應I根天線；且相鄰兩根天線的布設間距為DSRC數(shù)據(jù)幀信號的半波長d:
2.如權利要求1所述基于專用短程通信的十字路口非機動車和行人位置檢測方法，其特征在于:所述步驟4中，通過設定幾何特征加權窗函數(shù)W1(Q),使波達角Θ在0°、180°附近達到更好的精度:
【文檔編號】G08G1/07GK103778783SQ201310647954
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權日:2013年12月4日
【發(fā)明者】王云鵬, 段續(xù)庭, 田大新, 周建山, 魯光泉, 余貴珍 申請人:北京航空航天大學