基于图像检测与中断行驶分段跟驰约束模型的交通信号控制方法技术

为了解决现有交叉路口信号控制还不能同时考虑排队长度和交通流模型、影响车辆放行效率问题，本发明专利技术提出了一种基于图像检测与中断行驶分段跟驰约束模型的交通信号控制方法，该方法设计了完整的多路图像检测方案，并以FPGA芯片作为交叉路口各个方向车辆排队长度的检测和处理中心，完成对交叉路口各个方向的图像快速采集、图像处理、车辆排队长度和行人信息提取；同时，设置了完整的交通“绿冲突”约束、建立了优化指标函数和多车辆跟驰约束交通流模型，采用交叉路口放行车辆优化和依赖交通流模型时间对应的两步法进行交通信号的优化配时，完成一个完整周期的交通信号控制优化设计；提高了交叉路口车辆放行效率。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于图像检测与中断行驶分段跟驰约束模型的交通信号控制方法，其特征包含以下步骤：步骤1：交叉路口的交通信号控制方案每个信号周期设计一次，交通信号控制方案设计内容包括多路图像信息检测、“绿冲突”约束设置、排队车辆交通流模型、信号优化设计四部分内容；交通信号控制方案设计时间Tsheji小于给定值，在信号执行过程中不能反复调整；在执行下一个信号周期之前Tsheji时刻就设计该周期交通信号控制方案，以保证多路图像信息检测得到最新的交通状况；步骤2：将多路交通视频经过视频解码模块数字化后送入FPGA，在FPGA中先通过边缘检测和二值化、完成对图像进行预处理并将其存入SRAM缓冲，然后根据车道线像素构成的车道检测区域对图像进行分割和腐蚀，提取出路口各个方向排队车辆长度和车间距，并将相邻两帧图像中指定的同一区域在FPGA进行比较，获得有无目标运动信息以得到车辆运动速度；类似的方法用于检测行人多寡和行进速度；多路图像信息检测获取以下信息：⑴东向西直行：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达对面路口时间；⑵西向东直行：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达对面路口时间；⑶北向南直行：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达对面路口时间；⑷南向北直行：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达对面路口时间；⑸东向南左转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达南路口时间；⑹西向北左转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达北路口时间；⑺北向东左转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达东路口时间；⑻南向西左转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达西路口时间；⑼东向北右转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达北路口时间；⑽西向南右转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达南路口时间；⑾北向西右转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达西路口时间；⑿南向东右转：每个排队车辆的车间距、绿灯开启后排队车辆的每辆车到达斑马线时间、到达东路口时间；⒀行人东向西：分别从右、左两边分析行人在人行绿灯开启后与车辆冲突，分析人数多寡及构成情况；⒁行人西向东：分别从右、左两边分析行人在人行绿灯开启后与车辆冲突，分析人数多寡及构成情况；⒂行人南向北：分别从右、左两边分析行人在人行绿灯开启后与车辆冲突，分析人数多寡及构成情况；⒃行人北向南：分别从右、左两边分析行人在人行绿灯开启后与车辆冲突，分析人数多寡及构成情况；步骤3：绿冲突约束；⑴对于车辆，定义下标第一个字母s是车辆自北向南方向，n是车辆自南向北方向，e是车辆自西向东方向，w是车辆自东向西方向；下标第二个字母s是车辆直行、r是车辆右转、l是车辆左转；下标第三个字母i表示绿灯开启时刻，f表示绿灯关闭时刻；下标rwr为行人从右手边、即北边、自东向西方向穿越交叉路口，rwl为行人从左手边、即南边、自东向西方向穿越交叉路口，rer为行人从右手边、即南边、自西向东方向穿越交叉路口，rel为行人从左手边、即北边、自西向东方向穿越交叉路口，rnr为行人从右手边、即东边、自南向北方向穿越交叉路口，rnl为行人从左手边、即西边、自南向北方向穿越交叉路口，rsr为行人从右手边、即西边、自北向南方向穿越交叉路口，rsl为行人从左手边、即东边、自北向南方向穿越交叉路口；对于行人，下标第四个字母i表示绿灯开启时刻，f表示绿灯关闭时刻；⑵假设每个方向绿灯开启时间不同，每个周期内起始时间设为t0，周期设为T，车辆自北向南直行方向绿灯信号标识为车辆自北向南左转方向绿灯信号标识为车辆自北向南右转方向绿灯信号标识为车辆自南向北直行方向绿灯信号标识为车辆自南向北左转方向绿灯信号标识为车辆自南向北右转方向绿灯信号标识为车辆自西向东直行方向绿灯信号标识为车辆自西向东左转方向绿灯信号标识为车辆自西向东右转方向绿灯信号标识为车辆自东向西直行方向绿灯信号标识为车辆自东向西左转方向绿灯信号标识为车辆自东向西右转方向绿灯信号标识为⑶行人从右手边自东向西方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从左手边自东向西方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从右手边自西向东方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从左手边自西向东方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从右手边自南向北方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从左手边自南向北方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从右手边自北向南方向穿越交叉路口绿灯信号标识为行人从左手边自北向南方向穿越交叉路口绿灯信号标识为⑷必选的绿冲突约束为：...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史忠科，
申请(专利权)人：西安费斯达自动化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61