基于人行道通行末期的单行道智能交通灯控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉公开一种基于人行道通行末期的单行道智能交通灯控制系统及方法，所述控制系统包括控制单元、行人检测装置和车辆检测装置，并对每一个分车道设置单独的交通信号灯；利用红外检测技术和无线地磁传感技术分别对行人和车辆进行实时检测和数据分析；通过无线地磁传感器的设置位置设计实现对车辆信息数据的准确检测，并对人行道根据分车道数进行对应的模块划分，结合人行道坐标系和图像像素平面坐标系对图像数据分析处理，获得准确的行人信息数据，然后将行人信息数据和车辆信息数据传递到控制单元进行安全分析判断，对分车道交通信号灯进行单独控制，以做出红灯延时等控制，待行人完全通过再允许车辆通行，有效提高行人通行安全，具有较高的现实意义及广阔的市场应用前景。

A single lane intelligent traffic light control system and method based on the end of sidewalk traffic

The invention relates to a single line intelligent traffic light control system and method based on the end of the pedestrian passage. The control system includes a control unit, a pedestrian detection device and a vehicle detection device, and a separate traffic signal lamp for each lane. The infrared detection and wireless magnetomagnetic sensing technology are used respectively. The real-time detection and data analysis of pedestrians and vehicles are carried out, the location of the wireless geomagnetic sensor is designed to realize the accurate detection of the information data of the vehicle, and the corresponding module is divided according to the number of lane divided, and the image data is analyzed with the sidewalk coordinate system and the image pixel plane coordinate system. The pedestrian information data is accurately obtained, then the pedestrian information data and vehicle information data are transferred to the control unit for safety analysis and judgment, and the separate lane traffic signal is controlled separately to make the red light delay control. The pedestrian is completely allowed to pass through the traffic, and the pedestrian traffic safety is improved effectively. High practical significance and broad market application prospects.

【技术实现步骤摘要】
基于人行道通行末期的单行道智能交通灯控制系统及方法
本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种基于行人与车辆检测的智能交通灯控制系统及控制方法。
技术介绍
随着时代的发展，如今的车辆遍布千家万户，虽然汽车为人们出行提供了很大的便利，但是交通事故频发为人们的出行带来严重的问题。特别是在人行道通行末期(人行道绿灯通行时间即将结束的时间段)，位于人行道的行人对通行时间估计不足不能在绿灯通行时间内通过人行道，而车道上的车辆驾驶人会因旁边车道车辆的影响出现视觉盲区而不能及时发现位于人行道中的行人，此时极易发生交通事故。而目前尚未有针对该问题的解决方案，为了避免该种情况的发生，亟需设计一种基于行人绿灯通行末期检测的智能交通灯控制方案。
技术实现思路
为了解决驾驶员因周围车辆遮挡视线产生视觉盲区而与人行道行人发生交通安全事故的问题，本专利技术提供一种基于人行道通行末期的单行道智能交通灯控制系统及控制方法，通过分车道设置交通信号灯，并在行人绿灯通行时间末期检测行人和车辆状态，实现对各分车道交通信号灯的单独控制，即提高安全性，也提高通行效率。本专利技术是采用以下的技术方案实现的：基于行人通行末期的单行道智能交通灯控制方法，包括以下步骤：A、对单行道的每条分车道分别设置单独的交通信号灯，并将整个人行道根据分车道数量划分为多个单元模块，即每个单元模块与其相对的分车道相对应；B、当行人绿灯通行时间达到设定的行人通行末期时间段时，设人行道绿灯通行时间为t，行人通行末期时间段指绿灯通行最后1/4t的时间段或1/5t的时间段：通过一行人检测装置，采用红外检测技术对行人在人行道上的位置及行走方向进行实时检测及数据分析；与此同时，通过一车辆检测装置，采用无线地磁传感技术对各分车道上是否有车辆停泊、通过以及车辆位置进行检测及数据分析；C、结合步骤B中获得的行人和车辆的检测数据，进行安全综合分析，以判断是否存在交通安全隐患，然后分别控制对应分车道的交通信号灯变化，对可能发生交通事故的分车道的交通信号灯进行红灯延时，保证行人顺利通过人行道，以此来避免驾驶员因周围车辆遮挡视线而与人行道行人交通事故的发生。进一步的，所述步骤A中，还包括在每个分车道的人行道旁的停车线位置后方以及能在行人通行末期时间段内以正常车速到达人行道的最远距离位置处分别设置有无线地磁传感器的步骤。进一步的，所述步骤C中安全综合分析包括以下情况：设某单行道包括三个分车道，按顺序依次记为①车道、②车道和③车道，且①车道、②车道和③车道对应的交通信号灯分别记为A交通信号灯、B交通信号灯和C交通信号灯，则：(1)当行人从①车道方向一侧向③车道方向一侧行走时，①车道人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，若②车道和③车道停车线前没有车辆等待，但都有车辆正在行驶，位于②③车道正在行车的驾驶员此情况下可能会因为①车道的等待车辆出现视觉盲区，看不到处于①车道对应人行道位置行走的行人，可能会出现交通事故，则对B交通信号灯和C交通信号灯进行红灯延时；待检测到行人通过②车道对应的单元模块时，控制B交通信号灯为绿灯，②车道车辆通行，C交通信号灯保持红灯不变；待检测到行人通过③车道对应的单元模块时，控制C交通信号灯为绿灯，允许车辆通行；(2)当行人位于①车道和②车道对应的单元模块中，并且正在由①车道方向一侧向③车道方向一侧行走时，若①车道和②车道的人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，③车道停车线前没有车辆等待，但是有车辆正在行驶，位于③车道正在行车的驾驶员可能会因为①②车道的等待车辆出现视觉盲区，看不到位于①②车道对应人行道位置行走的行人，可能会出现交通事故，此时，则对C交通信号灯进行红灯延时，待检测到行人通过③车道对应的单元模块时，控制C交通信号灯为绿灯，允许车辆通行；(3)当行人位于①车道对应的单元模块中并且正在由①车道方向一侧向③车道方向一侧行走，①车道人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，且在②、③车道检测区域并无车辆通过或等待，行人可以安全通过人行道，此时则不用延长B、C交通信号灯的红灯时间，行人可安全通行；通过对不同情况的分析，实现每个分车道的交通信号灯的单独控制，保证行人安全。进一步的，所述步骤B中，采用红外检测技术对行人在人行道上的位置及行走方向进行检测时，采用以下方法：(1)建立人行道坐标系OXY：人行道的形状为矩形，以矩形的一个顶角为原点O，其相邻的两条边所在直线分别为X轴和Y轴建立平面直角坐标系，并标记人行道各单元模块边界点在坐标系中的坐标；(2)行人检测装置包括一红外热成像检测模块，将红外热成像检测模块检测区域覆盖整个人行道区域；(3)行人检测装置开始工作后，其红外热成像检测模块将实时采集并生成人行道的图像数据；然后基于该图像数据建立图像像素平面坐标系OUV，且图像像素平面坐标系OUV中的每个位置坐标与人行道坐标系OXY之间相互对应，即图像像素平面坐标系OUV中的任意点(un，vn)都有人行道坐标系OXY中的一个点(xn，yn)与之对应；(4)根据获得的图像数据的不同像素值及其分布，依据所建立的图像像素平面坐标系OUV中，将行人与人行道分割，得到行人在图像像素平面坐标系OUV中的位置坐标(u，v)，然后根据图像像素平面坐标系OUV与实际人行道坐标系OXY之间的对应转换关系获得行人在人行道的位置坐标(x，y)；(5)根据所得到的行人在人行道的位置坐标(x，y)，结合人行道各单元模块的坐标划分，进而判断行人在人行道上的具体位置；(6)根据行人在人行道上运动的连续两幅图像像素变化方向，即根据像素运动方向判定行人行动的方向。本专利技术另外还提出一种基于人行道通行末期的单行道智能交通灯控制系统，包括行人检测装置、车辆检测装置、控制单元以及交通信号灯，所述行人检测装置和车辆检测装置的输出端均与控制单元的输入端相连，交通信号灯与控制单元的输出端相连，交通信号灯包括多组，分别对应安装在单行道的每条分车道上，以实现对各个分车道的分别控制；另外，所述人行道根据分车道数量划分为多个单元模块，即每个单元模块与其相对的分车道相对应，以结合行人检测装置检测行人的具体位置；所述行人检测装置包括红外热成像检测模块、第一数据分析处理模块、无线通信模块以及供电模块，红外热成像检测模块与第一数据分析处理模块相连，第一数据分析处理模块通过无线通信模块与控制单元相连；红外热成像检测模块实时采集并生成人行道的图像采集，并传输至第一数据分析处理模块进行分析处理以获得行人在人行道上的行人信息数据，所述行人信息数据包括行人在人行道的位置以及行动方向；无线通信模块则将行人信息数据传输至控制单元所述车辆检测装置包括无线地磁传感器、地磁信号接收模块、第二数据分析处理模块以及有线通信模块，无线地磁传感器设置的位置包括人行道旁的停车线位置后以及能在行人通行末期时间段内以正常车速到达人行道的最远距离位置处，设置在停车线位置后无线地磁传感器用于检测是否有车辆在此处停留，能在行人通行末期时间段内以正常车速到达人行道的最远距离位置处的无线地磁传感器用于检测在行人通行末期是否有车辆经过该处；无线地磁传感器嵌入式安装在地表，当车辆通过或停留时，相应区域内的磁场会发生变化，地磁信号接收装置用于接收各个无线地磁传感器的数据，两者通过无线通信进行数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于行人通行末期的单行道智能交通灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、对单行道的每条分车道分别设置单独的交通信号灯，并将整个人行道根据分车道数量划分为多个单元模块；B、当行人绿灯通行时间达到设定的行人通行末期时间段时：通过一行人检测装置，采用红外检测技术对行人在人行道上的位置及行走方向进行实时检测及数据分析；与此同时，通过一车辆检测装置，采用无线地磁传感技术对各分车道上是否有车辆停泊、通过以及车辆位置进行检测及数据分析；C、结合步骤B中获得的行人和车辆的检测数据，进行安全综合分析，以判断是否存在交通安全隐患，然后分别控制对应分车道的交通信号灯变化，对可能发生交通事故的分车道的交通信号灯进行红灯延时，保证行人顺利通过人行道。

【技术特征摘要】
1.基于行人通行末期的单行道智能交通灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：A、对单行道的每条分车道分别设置单独的交通信号灯，并将整个人行道根据分车道数量划分为多个单元模块；B、当行人绿灯通行时间达到设定的行人通行末期时间段时：通过一行人检测装置，采用红外检测技术对行人在人行道上的位置及行走方向进行实时检测及数据分析；与此同时，通过一车辆检测装置，采用无线地磁传感技术对各分车道上是否有车辆停泊、通过以及车辆位置进行检测及数据分析；C、结合步骤B中获得的行人和车辆的检测数据，进行安全综合分析，以判断是否存在交通安全隐患，然后分别控制对应分车道的交通信号灯变化，对可能发生交通事故的分车道的交通信号灯进行红灯延时，保证行人顺利通过人行道。2.根据权利要求1所述的单行道智能交通灯控制方法，其特征在于：所述步骤A中，还包括在每个分车道的人行道旁的停车线位置后方以及能在行人通行末期时间段内以正常车速到达人行道的最远距离位置处分别设置有无线地磁传感器的步骤。3.根据权利要求2所述的单行道智能交通灯控制方法，其特征在于：所述步骤C中安全综合分析包括以下三种情况：设某单行道包括三个分车道，按顺序依次记为①车道、②车道和③车道，且①车道、②车道和③车道对应的交通信号灯分别记为A交通信号灯、B交通信号灯和C交通信号灯，则：(1)当行人从①车道方向一侧向③车道方向一侧行走时，①车道人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，若②车道和③车道停车线前没有车辆等待，但都有车辆正在行驶：则对B交通信号灯和C交通信号灯进行红灯延时；待检测到行人通过②车道对应的单元模块时，控制B交通信号灯为绿灯，②车道车辆通行，C交通信号灯保持红灯不变；然后待检测到行人通过③车道对应的单元模块时，控制C交通信号灯为绿灯，允许车辆通行；(2)当行人位于①车道和②车道对应的单元模块中，并且正在由①车道方向一侧向③车道方向一侧行走时，若①车道和②车道的人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，③车道停车线前没有车辆等待，但是有车辆正在行驶：则对C交通信号灯进行红灯延时，待检测到行人通过③车道对应的单元模块时，控制C交通信号灯为绿灯，允许车辆通行；(3)当行人位于①车道对应的单元模块中并且正在由①车道方向一侧向③车道方向一侧行走，①车道人行道旁的无线地磁传感器检测到有车等待，且在②、③车道检测区域并无车辆通过或等待，此时则不用延长B、C交通信号灯的红灯时间，行人可安全通行。4.根据权利要求3所述的单行道智能交通灯控制方法，其特征在于：所述步骤B中，采用红外检测技术对行人在人行道上的位置及行走方向进行检测时，采用以下方法：(1)建立人行道坐标系OXY：人行道的形状为矩形，以矩形的一个顶角为原点O，其相邻的两条边所在直线分别为X轴和Y轴建立平面直角坐标系，并标记人行道各单元模块边界点在坐标系中的坐标；(2)行人检测装置包括一红外热成像检测模块，将红外热成像检测模块检测区域覆盖整个人行道区域；(3)行人检测装置开始工作后，其红外热成像检测模块将实时采集并生成人行道的图像数据；然后基于该图像数据建立图像像素平面坐标系OUV，且图像像素平面坐标系OUV中的每个位置坐标与人行道坐标系OXY之间相互对应，即图像像素平面坐标系OUV中的任意点(un，vn)都有人行道坐标系OXY中的一个点(xn，yn)与之对应；(4)根据获得的图像数据的不同像素值及其分布，依据所建立的图像像素平面坐标系OUV中，将行人与人行道分割，得到行人在图像像素平面坐标系OUV中的位置坐标(u，v)，然后根据图像像素平面坐标系OUV与实际人行道坐标系OXY之间的对应转换关系获得行人在人行道的位置坐标(x，y)；(5)根据所得到的行人在人行道的位置坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：任传祥，张恒，尹唱唱，王建春，管德永，刘海青，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37