交通信号灯状态预测方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及交通数据处理，具体而言，涉及一种交通信号灯状态预测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、交通信号灯是指挥交通运行的信号灯，是以规定周期上交互更换的光色信号，通常设置于交叉路口或需要交通管制的地点，将道路通行权指定给车辆驾驶人与行人，以红、黄、绿三色号灯，控制车辆及行人通行、停止及转向。因此实时感知交通信号灯的状态对路口的秩序维护与通行有着重要作用，实时获取信号灯状态是一直以来的研究课题。

2、从信号机接入信号灯数据是最直接便捷的方式，但由于市面上信号机厂家较多，各家无统一协议，且不对外开放，故直接从信号机获取信号灯状态较为困难；另外，采用基于深度学习中的检测识别网络进行信号灯状态检测，通过采集大量的信号灯数据，训练出一个检测网络，实时识别出信号灯状态，此方法首先需要收集大量信号灯数据，且无开源数据集可用，其次此方法也会受信号灯在电警中成像、曝光的影响，且信号灯在图像中尺寸较小，会极大影响检出率和识别率，从而影响信号灯状态的获取。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种交通信号灯状态预测方法、装置、设备及存储介质，以便通过第一历史车辆状态和第一历史车辆运动轨迹对进口方向的预设交通信号灯的状态模型进行优化，使得状态模型准确预测出预设交通信号灯在当前时间的当前状态信息，实现了对预设交通信号灯的实时监控。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种交通信号灯状态预测方法，包括：

4、获取预设交通路口在当前时间之前的第一历史时间段的进口方向的第一历史视频；

5、根据所述第一历史视频，生成所述进口方向的第一历史车辆跟踪轨迹；

6、从所述第一历史车辆跟踪轨迹中确定所述进口方向对应目标车道的第一历史车辆状态，以及从所述进口方向至对应出口方向的第一历史车辆运动轨迹；

7、根据所述第一历史车辆运动轨迹以及所述第一历史车辆状态，采用预先构建的所述进口方向的预设交通信号灯的状态模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间的当前状态信息。

8、在可选的实施方式中，所述状态模型包括：通行状态模型以及周期模型；

9、所述根据所述第一历史车辆运动轨迹以及所述第一历史车辆状态，采用预先构建的所述进口方向的预设交通信号灯的状态模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间的当前状态信息，包括：

10、根据所述第一历史车辆运动轨迹，确定第一历史轨迹方向以及第一历史轨迹持续时长；

11、根据所述第一历史车辆状态，确定处于停车状态的第一目标车辆以及所述第一目标车辆的第一停车时长；

12、根据所述第一历史轨迹方向、所述第一历史轨迹持续时长以及所述第一停车时长，采用所述通行状态模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间的预测通行状态；

13、根据所述第一历史轨迹持续时长以及所述第一停车时长，采用所述周期模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间下所述预测通行状态的预测剩余时间，所述当前状态信息包括：所述预测通行状态以及所述预测剩余时间。

14、在可选的实施方式中，所述根据所述第一历史车辆运动轨迹，确定第一历史轨迹方向以及第一历史轨迹持续时长，包括：

15、根据所述第一历史车辆运动轨迹，采用预设的方向识别算法，确定所述第一历史轨迹方向；

16、根据所述第一历史车辆运动轨迹中起止位置的时间信息，确定所述第一历史轨迹持续时长。

17、在可选的实施方式中，所述根据所述第一历史车辆运动轨迹，采用预设的方向识别算法，确定所述第一历史轨迹方向，包括：

18、采用预设的方向识别算法对所述第一历史车辆运动轨迹的位置信息、所述进口方向的位置信息，以及所述预设交通路口各出口方向的位置信息进行识别，确定所述第一历史车辆运动轨迹对应的所述第一历史轨迹方向。

19、在可选的实施方式中，所述根据所述第一历史视频，生成所述进口方向的第一历史车辆跟踪轨迹，包括：

20、对所述第一历史视频中各个图像帧进行目标识别，得到所述各个图像帧中目标对象的位置以及类别；

21、根据所述各个图像帧中目标对象的位置以及类别，采用预设车辆轨迹跟踪算法进行车辆轨迹跟踪，得到所述第一历史车辆跟踪轨迹。

22、在可选的实施方式中，所述根据所述第一历史车辆运动轨迹以及所述第一历史车辆状态，采用预先构建的所述进口方向的预设交通信号灯的状态模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间的当前状态信息之前，所述方法还包括：

23、获取所述预设交通路口在第二历史时间段的进口方向的第二历史视频；

24、根据所述第二历史视频，生成所述进口方向的第二历史车辆跟踪轨迹；

25、从所述第二历史车辆跟踪轨迹中确定所述进口方向对应目标车道的第二历史车辆状态，以及从所述进口方向至对应出口方向的第二历史车辆运动轨迹；

26、根据所述第二历史车辆运动轨迹以及所述第二历史车辆状态，构建所述预设交通信号灯的通行状态模型和周期模型，所述状态模型包括所述通行状态模型和所述周期模型。

27、在可选的实施方式中，所述根据所述第二历史车辆运动轨迹以及所述第二历史车辆状态，构建所述预设交通信号灯的通行状态模型和周期模型，包括：

28、根据所述第二历史车辆运动轨迹，确定第二历史轨迹方向以及第二历史轨迹持续时长；

29、根据所述第二历史车辆状态，确定处于停车状态的第二目标车辆以及所述第二目标车辆的第二停车时长；

30、根据所述第二历史轨迹方向、所述第二历史轨迹持续时长以及所述第二停车时长，构建所述通行状态模型；

31、根据所述第二历史轨迹持续时长以及所述第二停车时长，构建所述周期模型。

32、第二方面，本技术实施例还提供了一种交通信号灯状态预测装置，包括：

33、视频采集模块，用于获取预设交通路口在当前时间之前的第一历史时间段的进口方向的第一历史视频；

34、轨迹生成模块，用于根据所述第一历史视频，生成所述进口方向的第一历史车辆跟踪轨迹；

35、确定模块，用于从所述第一历史车辆跟踪轨迹中确定所述进口方向对应目标车道的第一历史车辆状态，以及从所述进口方向至对应出口方向的第一历史车辆运动轨迹；

36、预测模块，用于根据所述第一历史车辆运动轨迹以及所述第一历史车辆状态，采用预先构建的所述进口方向的预设交通信号灯的状态模型，预测所述预设交通信号灯在所述当前时间的当前状态信息。

37、第三方面，本技术实施例还提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行如第一方面任一所述的交通信号灯状态预测方法的步骤。

38、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面任一所述的交通信号灯状态预测方法的步骤。

39、本技术的有益效果是：

40、本技术实施例提供了一种交通信号灯状态预测方法、装置、设备及存储介质，包括：获取预设交通路口在当前时间之前的第一历史时间段的进口方向的第一历史视频，然后根据第一历史视频，生成进口方向的第一历史车辆跟踪轨迹，从第一历史车辆跟踪轨迹中确定进口方向对应目标车道的第一历史车辆状态，以及从进口方向至对应出口方向的第一历史车辆运动轨迹，最后根据第一历史车辆运动轨迹以及第一历史车辆状态，采用预先构建的进口方向的预设交通信号灯的状态模型，预测预设交通信号灯在当前时间的当前状态信息。本技术的方法，通过对第一历史视频进行处理，从而确定进口方向的第一历史车辆跟踪轨迹，并确定对应目标车道的第一历史车辆状态，以及第一历史车辆运动轨迹，通过第一历史车辆状态和第一历史车辆运动轨迹对进口方向的预设交通信号灯的状态模型进行优化，使得状态模型准确预测出预设交通信号灯在当前时间的当前状态信息，实现了对预设交通信号灯的实时监控。