一种基于雷达的车辆违规预警方法及系统与流程

本发明涉及道路交通，尤其是涉及一种基于雷达的车辆违规预警方法及系统。

背景技术：

1、随着城市化建设的发展，城市里的私家车越来越多，随之而来的道路堵塞、车辆违规等交通问题也日益突出。研究表明，车辆违规驾驶是导致交通事故频发的主要原因之一，因此有必要对其进行监控和控制。现有技术中，为了监控车辆违规情况，在路面内设置地磁线圈或者在路旁设置测速雷达等方式来监控车辆是否有超速等行为，或者在信号灯处设置摄像头监控拍摄过往车辆，通过人工抓取违规图片进行监控录像的识别和违规车辆的审核。但是通过人工进行审核车辆不同的违规行为时，容易因为工作量大的问题造成人员疲劳导致识别效率低下，漏检率或错检率高；而通过在道路上设置各种设备对车辆违规行为进行监控时，对于不同的违规行为需要对应有大量不同的设备进行检测，布设各种检测设备的成本高。

2、在中国专利文献上公开的“一种车辆违规检测方法和系统”，其公开号为cn107705582a，公开日期为2018-02-16，包括：第一监控设备获取车辆的第一车辆信息；第一车辆信息是第一监控设备拍摄的；第一监控设备根据交通平台预先配置的关联信息，确定车辆的第二监控设备；第二监控设备为在车辆的行驶轨迹上位于第一监控设备之前的监控设备；第一监控设备从第二监控设备获取车辆的第二车辆信息，第二车辆信息是第二监控设备拍摄的；第一监控设备根据第一车辆信息及第二车辆信息，确定车辆是否违规；第一监控设备在确认车辆违规时，将第一车辆信息及第二车辆信息发送给交通平台。该技术可以降低交通平台进行超速违规识别的计算压力。但是该技术只能针对性的进行超速违规情况的识别，对于其他闯黄灯、绿灯不起步等不同的违规识别情况仍然需要其他设备进行识别，或者人工通过监控录像进行审核判断。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中通过人工进行监控识别和违规车辆的审核存在识别效率低下、漏检率或错检率高，而通过机器设备进行识别时，由于识别的违规类型单一使得不同的违规情况需要布设大量不同的设备的问题，提供了一种基于雷达的车辆违规预警方法及系统，基于雷达即时数据以及道路上包含信号灯数据的已知车道信息，在预设车辆违规判断条件的情况下识别出不同违规情况，且能对识别后的遗留数据进行二次判断，提高了违规识别的效率和准确率，同时一种设备能同时识别多种违规类型，减少了设备布设成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于雷达的车辆违规预警方法，包括：

4、获取车道信息并采集得到包含车道属性的雷达即时数据q；

5、从雷达即时数据q中筛选出用于识别不同的车辆违规类型所对应的有效数据集；

6、遍历有效数据集中的所有雷达数据，基于不同的车辆违规类型所对应的判断条件，识别车辆的违规情况并报警；

7、对车辆违规识别后的遗留数据进行二次判断。

8、本发明中基于雷达的雷达即时数据可以对绿灯不起步、路口超速和闯黄灯等车辆违规情况进行识别和报警，本发明的车道信息包括有路口、进口、车道号、车道长度、车道宽度、车道流向和对应的坐标范围等数据，同时还包括有每个车道对应的信号灯数据(相位信息)，可以得到各个车道对应的交通灯情况；在进行车辆违规识别时首先结合相位信息：根据目标车辆的速度、前后有无车辆判断各车道内是否存在绿灯不起步的情况；根据目标车辆的速度判断各车道内是否存在停止线附近超速(路口超速)的情况；根据目标车辆的轨迹是否与停止线相交判断各车道内是否存在闯黄灯的情况。

9、作为优选，对于不包含车道属性的雷达即时数据，根据预设的车道范围进行车道匹配，赋予每个雷达即时数据相应的车道属性；

10、设置疑似目标集r和违规报警集w，并初始化为空集。

11、本发明中雷达即时数据对应的是车辆的轨迹数据，其车道属性指该雷达即时数据对应于道路上的第几个车道，以便于后续与相位信息结合来判断车辆的违规情况；对于车道范围可以根据实际车道的宽度和长度进行设置；此外疑似目标集中的数据表示初步筛选的可能存在违规情况的结合，违规报警集是识别为违规情况需要进行报警的集合。

12、作为优选，当车辆违规类型为绿灯不起步时：

13、确定当前绿灯放行的车道信息，从雷达即时数据q中筛选出对应车道的目标轨迹数据集p；根据p中每个车道的首车坐标筛选车道外位于首车前的轨迹数据，与p合并为集合s。

14、本发明中进行绿灯不起步的判断首先需要车道信息对应绿灯放行，黄灯和红灯的情况下并不存在绿灯不起步的问题；此外绿灯不起步需要根据目标车辆的前后有无车辆来进行判断，因此在目标轨迹数据集p的基础上还要加上在目标车辆前的车辆轨迹数据组成集合s。

15、作为优选，当车辆违规类型为路口超速时：

16、确定当前放行的车道信息，从雷达即时数据q中筛选出位于路口的停止线前置范围阈值和停止线后置范围阈值之间的目标轨迹数据，合并为目标轨迹数据集p。

17、本发明中对于路口超速违规情况的判断只是单纯存在超速的情况，因此先要确定属于可通行状态的车道信息，然后设置路口的停止线附近的具体范围，检测该范围内对应车辆的速度来进行超速判断；若车道信息属于不可通行状态(如红灯)时仍然检测到该车道存在超速情况时，则对应车辆同时属于超速和闯红灯两种违规情况。

18、作为优选，当车辆违规类型的闯黄灯时：

19、确定当前黄灯状态的车道信息，从雷达即时数据q中筛选出对应车道且位于停止线和停止线后置距离阈值之间的目标轨迹数据，去重后合并为目标轨迹数据集p；

20、从雷达即时数据q中筛选出目标编号在p中，且位于停止线前置距离阈值和停止线之间的目标轨迹数据，合并为集合s。

21、本发明中进行闯黄灯的判断首先需要车道信息对应黄灯放行，绿灯和红灯的情况下不存在闯黄灯的问题；此外闯黄灯需要根据目标车辆的轨迹是否与停止线相交判断，因此需要找到在停止线后方和停止线前方都存在数据的所有目标轨迹数据组成集合s。

22、作为优选，对于绿灯不起步的识别：比较pi的车速xspeed与停车速度阈值vlimit的大??；当xspeed<vlimit时，判断集合s中是否存在满足绿灯不起步前置判断条件的pi，若存在则将pi更新到疑似目标集r，当r中原先存在pi时，将对应目标轨迹与当前时间的时间差大于绿灯不起步判断时长阈值的pi更新到违规报警集w，并删除r中对应数据；

23、当xspeed≥vlimit时，若疑似目标集r中存在pi，将对应目标轨迹与当前时间的时间差大于启动反应时长阈值的pi更新到违规报警集w，并删除r中对应数据。

24、本发明中当目标车辆的车速xspeed大于等于停车速度阈值vlimit时，则认为车辆已经处于启动状态，不存在绿灯不起步的违规情况；而当目标车辆的车速xspeed小于停车速度阈值vlimit时，则判断目标车辆不同车道的前方是否有已经启动的车辆同时同车道的后方是否有车辆；两个条件都满足时认为pi疑似绿灯不起步加入疑似目标集r，若再次采集的数据依然判断pi疑似绿灯不起步时，则识别为绿灯不起步加入违规报警集w中，并删除r中的数据避免重复报警。

25、作为优选，对于路口超速的识别：比较待识别目标pi的车速xspeed与超速阈值vover的大??；当xspeed>vover时，将pi更新到疑似目标集r，当r中原先存在pi时，其对应的超速样本量加1；将对应的超速样本量大于超速样本阈值的pi更新到违规报警集w，并删除r中对应数据；当xspeed≤vover时，若疑似目标集r中存在pi，删除r中pi的对应数据。

26、本发明中当目标车辆的车速xspeed小于等于超速阈值vover时，则认为车辆不处于超速的违规情况；而当目标车辆的车速xspeed大于超速阈值vover时，认为pi存在疑似超速加入疑似目标集r，如果连续多次检测到pi存在疑似超速则会增加pi对应的超速样本量，当超速样本量大于预设的超速样本阈值时，认为连续时间内车辆都处于超速状态，则识别为路口超速加入违规报警集w中，并删除r中的数据避免重复报警。

27、作为优选，对于闯黄灯的识别：判断待识别目标pi是否在集合s中；

28、若待识别目标pi在集合s中存在，则将pi更新到违规报警集w，同时若疑似目标集r中存在pi，删除r中pi的对应数据；若待识别目标pi不在集合s中，则将pi更新到疑似目标集r中。

29、本发明中因为是基于车道信息为黄灯放行状态下的目标轨迹数据，因此只要判断目标轨迹与停止线存在相交的情况就能识别车辆为闯黄灯加入违规报警集w中，并删除r中的数据避免重复报警；此外由于相邻两次数据采集存在时间间隔，因此可能存在绿灯和黄灯转换时只采集到闯黄灯车辆位于停止线前的数据的情况，此时pi虽然不在集合s中，但是仍然要加入疑似目标集r中，进行后续的二次判断，从而提高违规的识别率。

30、作为优选，所述对车辆违规识别后的遗留数据进行二次判断包括：

31、当疑似目标集r不为空集时，存在遗留数据，进行二次判断；

32、基于不同的车辆违规类型所对应的二次判断条件，判断疑似目标集r中pi的违规情况，将识别为违规的pi更新到违规报警集w，并删除r中pi的对应数据。

33、本发明中由于之前在进行车辆违规判断时，先将目标轨迹数据加入到疑似目标集r中，然后再在疑似目标集r中进一步识别判断加入到违规报警集w中进行报警并删除r中的数据；因此可能遗留部分并不满足加入到违规报警集w中的数据在疑似目标集r中；对于这部分数据需要进行二次判断来识别对应的违规情况，从而提高车辆违规的识别率。

34、一种基于雷达的车辆违规预警系统，包括：

35、数据采集?？?，获取车道信息和包含车道属性的雷达即时数据q，并定期更新采集数据；违规识别?？?，对雷达即时数据q中的有效数据进行筛选并给予有效数据识别车辆违规情况；违规报警?？?，对于识别结果为车辆违规的目标进行违规报警。

36、本发明中违规识别?？橹懈菔侗鸬某盗疚ス胬嘈突狗治痰撇黄鸩绞侗鸬ピ?、闯黄灯识别单元和路口超速识别单元，根据数据采集?？椴杉降睦状锛词笔莺突袢〉某档佬畔⒖梢苑直鹗侗鹑植煌某盗疚ス媲榭?，相比于人工审核识别能够避免人为因素的影响有更高的识别率和准确率；相比于现有的检测设备违规识别单一性的问题，可以以一种检测设备识别多种车辆违规情况，减少设备布设成本。

37、本发明具有如下有益效果：基于雷达设备采集的车辆轨迹的雷达即时数据以及道路上包含信号灯数据的已知车道信息，在预先设置车辆违规判断条件的情况下识别出绿灯不起步、路口超速和闯黄灯等不同违规情况，且能对识别后的遗留数据进行二次判断，提高了违规识别的效率和准确率，同时一种设备能同时识别多种违规类型，减少了设备布设成本。