一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法及系统与流程

1.本发明属于路口交通技术领域，特别涉及一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法及系统。


背景技术：

2.在现代城市建设中，随汽车的普及，交通堵塞、车辆违停、闯红灯等事件经常发生，而十字路口成为高发区域。我国交通事故数据中，城市道路里程仅占全国道路总里程的7.5％，但城市道路交通事故却占全国道路交通事故的45.8％，城市道路交通安全远比想象的更复杂。在城市交通道路上，有30％的事故发生在交叉路口，解决好交叉路口交通事故问题是保障城市交通安全的重中之重。因此全息路口仿真的感知检测，是智慧交通的重要发展方向。
3.经检索，公开号为：cn111311942a，发明名称为：“基于v2x技术的路况显示方法、系统、v2x终端及v2x服务器”提出：一种基于v2x技术的路况显示方法、系统、v2x终端及v2x服务器，v2x终端基于v2x技术获取设置在车辆前方路口的多个摄像装置的视频数据，根据获取的视频数据生成车辆前方路口的全景俯视视频并显示全景俯视视频。或者，v2x服务器获取设置在同一路口的多个摄像装置的视频数据，以及根据获取的视频数据生成路口的全景俯视视频，并在接收到v2x终端发送的视频获取请求时，基于v2x技术将全景俯视视频发送给v2x终端进行显示，视频数据包括采集的路况视频及对应的采集方向。通过这种方式，能够在车辆靠近交叉路口的时候自动显示路口的全景俯视视频，使驾驶员通过360度的视角了解驾驶方向的障碍物，提高安全性。但仅仅显示当前通过路口视频，无法把握附近交通路段路口路况。
4.经检索，公开号为：cn113687341a，发明名称为：“一种基于多源传感器的全息路口感知方法”提出：一种基于多源传感器的全息路口感知方法，包括以下步骤：步骤1.获取同一时刻雷达与视频分别检测的目标数据，具体的：雷达检测的目标信息，包括目标强度、位置信息、速度信息，其中位置信息包括斜距、方位角；视频检测的目标信息，包括目标类型、位置信息、目标所占像素的高与宽，其中位置信息包括目标所在像素的中心位置；步骤2.雷达目标与视频目标中位置信息的坐标转换；步骤3.使用上述雷达与视频分别检测的经过坐标转换的目标位置信息，进行目标轨迹的生成和更新。
5.经检索，公开号为：cn113034943a，发明名称为：“一种全息路口视频显示系统及方法”提出：一种全息路口视频显示系统及方法，通过v2x技术，在车辆驶入交叉路口区域时，显示屏显示当前交叉路口实时路况数据，帮助车辆了解当前交叉口路况；而且将全景实时路况图像通过5g通信进行传递，用户可通过中控屏中导航app查询别的交叉路口实时路况，协助用户了解出行大范围区域内的交通通行状况，帮助用户进行出行路线选择规划。
6.相关技术中，交通仿真通常是离线的模拟仿真，通常无法对现实世界的交通情况进行实时仿真，严重限制了交通仿真的应用效果，并且，目前对于路口监控常采用的技术是摄像头探测，摄像头有高分辨、布站灵活、获取目标直观信息的特点，但是其在夜间无法正
常工作且易受雨、雾等天气影响，而且，传统的智能交通解决方案面对复杂路口时往往过度依赖前端摄像机抓拍图片、视频，再由云端进行数据处理、反馈至控制中心，过程冗长，同时交通事故普遍还是以人工报警为主，容易造成“小事故大拥堵”的情况。
7.为了解决上述问题，需要设计一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法及系统。


技术实现要素：

8.针对上述问题，本发明提供一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法,所述方法包括：
9.接收交通系统发送的交通数据；
10.接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案；
11.对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；
12.使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。
13.优选地，所述交通信号配时方案为当前仿真路口各信号灯对应的配时方案。
14.优选地，所述配时方案包括显示时长和切换频率。
15.优选地，所述交通状态信息包括仿真路口对应的车流量和车辆速度。
16.优选地，接收交通系统发送的交通数据包括以下步骤：
17.接收对任一仿真路口进行监控的触发指令；
18.通过视频展示窗口展示所述触发指令对应的仿真路口的实时采集画面；
19.从交通数据中获取仿真路口对应的车辆信息；
20.根据所述车辆信息进行车辆仿真得到车辆仿真模型。
21.优选地，所述车辆信息包括车辆的标识信息、车型信息、位置信息和姿态信息；
22.其中，所述标识信息是确定车辆id的标识；
23.所述车型信息用于从车辆仿真系统中预设的车辆模型中确定交通数据对应的车辆仿真模型；
24.所述姿态信息用于确定车辆仿真模型在交通模型中进行渲染的方向和角度。
25.优选地，根据所述车辆信息对进行车辆仿真得到车辆仿真模型包括以下步骤：
26.获取仿真路口的零点坐标在所述仿真路口中的映射位置；
27.根据所述车辆信息中的位置信息和映射关系，确定待仿真车辆在仿真路口中的目标映射位置；
28.将车辆仿真得到的车辆仿真模型在目标映射位置进行渲染。
29.优选地，对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型包括以下步骤：
30.根据所述交通信号配时方案，在每个仿真路口均设置雷达；
31.所述雷达根据车辆仿真模型对应的车辆运行状态，确定车辆的行驶方向；
32.根据车辆的行驶方向，对所述车辆仿真模型在仿真路口的行动状态进行仿真。
33.优选地，所述雷达根据仿真路口的信号情况、信号规则、车辆仿真模型的行进方向和车辆在方针路口区域的所处位置确定车辆的运行状态。
34.本发明还提出一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，所述系统包括数据
接收模块、模型构建模块和仿真模块；
35.其中，所述数据接收模块用于接收交通系统发送的交通数据和当前仿真路口对应的交通信号配时方案；
36.所述模型构建模块用于对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；
37.所述仿真模块用于使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。
38.优选地，所述数据接收模块包括交通数据接收单元和配时方案接收单元；
39.其中，交通数据接收单元用于接收交通系统发送的交通数据；
40.配时方案接收单元用于接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案。
41.优选地，所述仿真系统还包括路网展示单元，所述路网展示单元用于显示仿真路口区域的交通状况；
42.所述路网展示单元通过路网模拟仿真路口，其中，所述路网由仿真路口之间的车道组成；
43.所述车道根据车流量的不同以不同的颜色显示在路网展示单元上。
44.优选地，所述仿真系统还包括信号灯状态展示单元和悬浮窗展示单元；
45.其中，所述信号灯状态展示单元用于在三维交通仿真模型中展示各个信号灯及其状态；
46.所述悬浮窗展示单元用于将仿真路口的车辆的平均速度、排队长度通过悬浮窗口进行信息展示。
47.本发明具有以下有益效果：
48.(1)本发明能够实时接收交通系统发送的交通数据以及路口的交通信号配时方案，进而仿真得到三维交通仿真模型，根据三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的佳通状态信息，一方面能够实现实时路口仿真的功能，实际应用效果更好；另一方面，通过获得的交通数据和交通信号配时方案进行实时仿真模拟路况，对路口的仿真速度更快，过程更加简练，能够在发生交通事故时及时反馈事故信息，方便交警以及其他工作人员及时处理，从而避免造成严重的拥堵；
49.(2)通过交通数据实现对路口进行仿真，判断路口的车流量，从而分析路口的交通状态，利用雷达和视频监控等技术检测路口排队、流量、路口溢出、拥堵等多维数据和事件，机、非、人全要素采集，全面分析交通运行状态，打通视频摄像机与信号机的数据连接，实现点、线、面红绿灯的实时配时优化方案；
50.(3)本发明在路口各个方向除设置摄像头外还各设置一个雷达，雷达设备具有探测范围广、目标跟踪灵活、天气适应性好、定位精度高等优点；
51.(4)本发明构建路口模型、车辆仿真模型、车辆行驶轨迹模型等多维度模型，结合高精度地图呈现路口全息视角，通过对交通事故、事件的自动感知，精准数据辅助定责，可降低事故发生；支持路口信控自适应配时,快速发现交通隐患点，缩短治理周期，并依据数据分析给出交通组织优化的合理建议。
52.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利
要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
53.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
54.图1示出本发明实施例中一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法的流程图；
55.图2示出本发明实施例中接收交通系统发送的交通数据的流程图；
56.图3示出本发明实施例中根据所述车辆信息对进行车辆仿真得到车辆仿真模型的流程图；
57.图4示出本发明实施例中对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型的流程图；
58.图5示出本发明实施例中一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统的结构示意图；
59.图6示出本发明实施例中一种路网结构示意图；
60.图7示出本发明实施例中一种信号灯状态示意图；
61.图8示出本发明实施例中一种悬浮窗口的展示示意图。
具体实施方式
62.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
63.如图1所示，本发明提出一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法,所述方法包括：接收交通系统发送的交通数据，在本实施例中，交通数据来自真实交通系统，真实交通系统发送的交通数据为现实世界实时产生的交通数据；接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案，交通信号配时方案为当前仿真路口各信号灯对应的配时方案，配时方案包括显示时长和切换频率，例如，红绿灯的显示时长与切换频率等；对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息，交通状态信息包括仿真路口对应的车流量和车辆速度，车流量是指在特定时间段内通过，路口上某一断面的车流数；车辆速度指机动车通过某一路段两个端点间的速度，其值的大小可直接反应路段的拥堵程度，是对交通拥堵状态的直观感受。
64.如图2所示，接收交通系统发送的交通数据包括以下步骤：
65.接收对任一仿真路口进行监控的触发指令；
66.通过视频展示窗口展示所述触发指令对应的仿真路口的实时采集画面，具体的，可在安装有图像采集装置的位置仿真图像采集装置的图标，当对图像采集装置的图标进行单击或双击等选择操作时，确定接收到对该图像采集装置对应的仿真路口进行监控的触发
指令，此时调用该图像采集装置的图标对应的图像采集装置的实时采集画面，并调用视频监控窗口对实时采集画面进行展示；
67.从交通数据中获取仿真路口对应的车辆信息，车辆信息包括车辆的标识信息、车型信息、位置信息和姿态信息，标识信息是确定车辆id的标识，车型信息用于从车辆仿真系统中预设的车辆模型中确定交通数据对应的车辆仿真模型，姿态信息用于确定车辆仿真模型在交通模型中进行渲染的方向和角度；
68.根据所述车辆信息进行车辆仿真得到车辆仿真模型。
69.如图3所示，根据所述车辆信息对进行车辆仿真得到车辆仿真模型包括以下步骤：
70.获取仿真路口的零点坐标在所述仿真路口中的映射位置，在本实施例中，仿真路口的零点坐标为仿真路口局部坐标的零点位置，可为仿真路口中的地标建筑、十字路口等，需要说明的是，行业中的车辆位置数据和摄像头位置都是gis坐标，在仿真时需要将gis坐标转换为交通仿真系统中的坐标，当确定了仿真路口的零点坐标时，即确定了仿真路口在三维交通仿真模型中的相对位置，进而可根据真实交通数据与仿真模型中的数据比例确定真实交通数据中的其他各坐标点在三维交通仿真模型中的映射位置；
71.根据所述车辆信息中的位置信息和映射关系，确定待仿真车辆在仿真路口中的目标映射位置；
72.将车辆仿真得到的车辆仿真模型在目标映射位置进行渲染，具体的，在将根据交通数据确定出的车辆仿真模型映射到仿真路口中之前，需要将仿真路口的位置与仿真路口的位置进行映射，得到二者之间的映射关系，然后根据车辆在仿真路口中的位置数据，将车辆仿真模型映射到仿真路口中。
73.如图4所示，对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型包括以下步骤：
74.根据所述交通信号配时方案，在每个仿真路口均设置雷达，雷达根据仿真路口的信号情况、信号规则、车辆仿真模型的行进方向和车辆在方针路口区域的所处位置确定车辆的运行状态；
75.雷达根据车辆仿真模型对应的车辆运行状态，确定车辆的行驶方向，具体的，由于车辆运行状态中记载了车辆的姿态信息，即角度信息，因此能够确定车辆的行驶方向，例如直行、左转、右转等；
76.根据车辆的行驶方向，对所述车辆仿真模型在仿真路口的行动状态进行仿真，具体的，综合根据信号情况、信号规则、车辆仿真模型的行进方向及在路口区域的所处位置，确定车辆仿真模型在仿真路口的行动状态，根据行动状态对车辆仿真模型进行仿真。例如，在车辆直行时，若直行信号灯为绿灯，则车辆可以在路口的直行车道继续行进，若信号灯为红灯，则根据触发器确定车辆在路口外或进入路口未过停止线时，车辆停止继续行进，确定车辆已过停止线则可继续行进。
77.如图5所示，本发明还提出一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，所述系统包括数据接收模块、模型构建模块和仿真模块；
78.其中，数据接收模块用于接收交通系统发送的交通数据和当前仿真路口对应的交通信号配时方案，数据接收模块包括交通数据接收单元和配时方案接收单元，其中，交通数据接收单元用于接收交通系统发送的交通数据；配时方案接收单元用于接收当前仿真路口
对应的交通信号配时方案；
79.模型构建模块用于对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；
80.仿真模块用于使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。
81.仿真系统还包括路网展示单元，路网展示单元用于显示仿真路口区域的交通状况，路网展示单元通过路网模拟仿真路口，其中，路网由仿真路口之间的车道组成，车道根据车流量的不同以不同的颜色显示在路网展示单元上；
82.仿真系统还包括信号灯状态展示单元和悬浮窗展示单元，其中，信号灯状态展示单元用于在三维交通仿真模型中展示各个信号灯及其状态；悬浮窗展示单元用于将仿真路口的车辆的平均速度、排队长度通过悬浮窗口进行信息展示。
83.如图6所示，路网是由路口之间车道组成，为一个路口的路网，以横向的为例，分别为左路口的流量值、右路口的流量值、流量值上阈值、流量值下阈值。在本实施例中，可以利用路网颜色表示流量，可选取绿色为路网的流量下阈值，红色为流量上阈值，一个车道的流量颜色是流量大小与阈值的差值颜色。
84.如图7所示，在一个或多个实施例中，当降低仿真模型的比例时，无法直接对信号灯的配置方案进行展示，严重影响了对各个路口状态数据获取，因此，本发明在仿真比例缩小至第一预设阈值时，通过信号灯图标模拟信号灯相位状态。当仿真比例扩大到第二预设阈值时，则可以在三维交通仿真模型中展示各个信号灯及其状态。
85.如图8所示，当仿真模型扩大到第二预设阈值时，则无法获取具有广度的交通数据。此时，可将车道内车辆的平均速度、排队长度等信息通过具有一定透明度的悬浮窗口进行信息展示。
86.本领域的普通技术人员应当理解：尽管参考前述实施例对本发明进行的详细说明，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法,其特征在于，所述方法包括：接收交通系统发送的交通数据；接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案；对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。2.根据权利要求1所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，所述交通信号配时方案为当前仿真路口各信号灯对应的配时方案。3.根据权利要求2所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，所述配时方案包括显示时长和切换频率。4.根据权利要求1所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，所述交通状态信息包括仿真路口对应的车流量和车辆速度。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，接收交通系统发送的交通数据包括以下步骤：接收对任一仿真路口进行监控的触发指令；通过视频展示窗口展示所述触发指令对应的仿真路口的实时采集画面；从交通数据中获取仿真路口对应的车辆信息；根据所述车辆信息进行车辆仿真得到车辆仿真模型。6.根据权利要求5所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，所述车辆信息包括车辆的标识信息、车型信息、位置信息和姿态信息；其中，所述标识信息是确定车辆id的标识；所述车型信息用于从车辆仿真系统中预设的车辆模型中确定交通数据对应的车辆仿真模型；所述姿态信息用于确定车辆仿真模型在交通模型中进行渲染的方向和角度。7.根据权利要求6所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，根据所述车辆信息对进行车辆仿真得到车辆仿真模型包括以下步骤：获取仿真路口的零点坐标在所述仿真路口中的映射位置；根据所述车辆信息中的位置信息和映射关系，确定待仿真车辆在仿真路口中的目标映射位置；将车辆仿真得到的车辆仿真模型在目标映射位置进行渲染。8.根据权利要求5所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型包括以下步骤：根据所述交通信号配时方案，在每个仿真路口均设置雷达；所述雷达根据车辆仿真模型对应的车辆运行状态，确定车辆的行驶方向；根据车辆的行驶方向，对所述车辆仿真模型在仿真路口的行动状态进行仿真。9.根据权利要求8所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法，其特征在于，所述雷达根据仿真路口的信号情况、信号规则、车辆仿真模型的行进方向和车辆在方针路口区域的所处位置确定车辆的运行状态。10.一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，其特征在于，
所述系统包括数据接收模块、模型构建模块和仿真模块；其中，所述数据接收模块用于接收交通系统发送的交通数据和当前仿真路口对应的交通信号配时方案；所述模型构建模块用于对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；所述仿真模块用于使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。11.根据权利要求10所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，其特征在于，所述数据接收模块包括交通数据接收单元和配时方案接收单元；其中，交通数据接收单元用于接收交通系统发送的交通数据；配时方案接收单元用于接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案。12.根据权利要求10所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，其特征在于，所述仿真系统还包括路网展示单元，所述路网展示单元用于显示仿真路口区域的交通状况；所述路网展示单元通过路网模拟仿真路口，其中，所述路网由仿真路口之间的车道组成；所述车道根据车流量的不同以不同的颜色显示在路网展示单元上。13.根据权利要求10所述的一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真系统，其特征在于，所述仿真系统还包括信号灯状态展示单元和悬浮窗展示单元；其中，所述信号灯状态展示单元用于在三维交通仿真模型中展示各个信号灯及其状态；所述悬浮窗展示单元用于将仿真路口的车辆的平均速度、排队长度通过悬浮窗口进行信息展示。

技术总结
本发明涉及一种基于多维度模型支撑的全息路口仿真方法及系统，所述方法包括：接收交通系统发送的交通数据；接收当前仿真路口对应的交通信号配时方案；对所述交通数据和交通信号配时方案进行仿真得到三维交通仿真模型；使用所述三维交通仿真模型得到每个仿真路口对应的交通状态信息。所述系统包括数据接收模块、模型构建模块和仿真模块。本发明一方面能够实现实时路口仿真的功能，实际应用效果更好；另一方面，通过获得的交通数据和交通信号配时方案进行实时仿真模拟路况，对路口的仿真速度更快，过程更加简练。过程更加简练。过程更加简练。


技术研发人员：王水 张兵 蓝兰 杨小燕 卢广师
受保护的技术使用者：安徽美图信息科技有限公司
技术研发日：2022.09.08
技术公布日：2023/6/27