一种基于专用短程通信的交通调节系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于专用短程通信的交通调节系统及方法，系统包括摄像头、图像处理器、信号机、专用短程通信系统，信号灯；摄像头连接图像处理器，用于采集路口的监控图像，通过无线通信传送到图像处理器；图像处理器安装在摄像头内部，用于处理采集的图像，进行行人车辆检测；所述信号机，用于接收图像处理的结果，获得车辆和行人的数量，从而根据结果控制信号灯的变化；所述专用短程通信系统，用于传输图像处理器的结果给信号机。本发明专利技术相比于现有系统用有线方式传输视频格式，数据传输量变小，而且在摄像头端设置图像处理器接收数据传输距离短，不易丢失数据；无线传输设备还有可移动性好，传输时信号无衰减的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于专用短程通信的交通调节系统及方法
本专利技术属于环境感知
，尤其是涉及一种基于专用短程通信的交通调节系统及方法。
技术介绍
智能交通是近年来交通科学发展的前沿方向，其建设目的在于缓解交通压力，加强出行安全，同时也为未来无人驾驶技术提供支持，其中路侧设备(摄像头、信号机)是交通中采集道路信息的基础设施，高质量的路侧监控设备能够准确捕捉信息，及时传递给处理终端并依托控制系统进行分析与决策。目前路侧监控设备包括摄像头主要依靠有线网络传输，自身不带有运算能力，因此需在路侧控制中心需铺设长距离、大规模的网络目前大部分控制中心仅具备数据存储功能，且对于图像数据，数据储存利用率低，数据冗杂，分类困难，难以高效利用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种基于专用短程通信的交通调节系统，解决了上述背景中提到的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种基于专用短程通信的交通调节系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理器、信号机、专用短程通信系统，信号灯；所述摄像头连接图像处理器，用于采集路口的监控图像，通过无线通信传送到图像处理器；所述图像处理器安装在摄像头内部，用于处理采集的图像，进行行人车辆检测；所述信号机，用于接收图像处理的结果，获得车辆和行人的数量，从而根据结果控制信号灯的变化；所述专用短程通信系统，用于传输图像处理器的结果给信号机。进一步的，所述专用短程通信系统包括集成在摄像头上的RSU和集成于信号机内的RSU，集成在摄像头上的RSU向集成于信号机内的RSU传递图像处理器处理后的结果，所述摄像头包括8个。进一步的，所述8个摄像头每个路口安装两个，其中一个为拍摄十字路口图像，另一个为拍摄此条道路上远处车辆状态。进一步的，所述图像处理器为ARM控制模块。相对于现有技术，本专利技术所述的一种基于专用短程通信的交通调节系统具有以下优势：现有的路口监控主要依靠有线网络传输，自身不带运算能力，因此需要铺设长距离、大规模的网络；此系统中的专用短程通信系统用于传输图像处理器处理好的数据给信号机，数据格式为二进制格式，相比于现有系统用有线方式传输视频格式(超大容量)，数据传输量变小很多，而且在摄像头端设置图像处理器接收数据传输距离短，不易丢失数据；而且有线传输布线繁琐，施工难度大，浪费大量人力、财力；无线传输设备还有可移动性好，传输时信号无衰减的优点。本专利技术的另一目的在于提出一种基于专用短程通信的交通调节方法，将基于卷积神经网络的行人和车辆检测算法应用到交通领域中，一方面进行交通规划，缓解交通压力，另一方面可实现保护行人车辆的安全。一种基于专用短程通信的交通调节方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)启动摄像头，获取路口监控视频，并将监控视频传输到图像处理器；(2)图像处理器获得监控视频，对图像进行基于卷积神经网络路口行人、车辆检测，检测出十字路口行人和道路车辆的数量；(3)对于步骤(2)得出的检测结果，由专用短程通信传输进入信号机，由信号机对检测结果进行计算得到拥堵率，控制信号灯的变化。进一步的，所述步骤(1)中定义十字路口拍摄东西方向道路且安装在十字路口以东的摄像头为Camera1，与Camera1相邻的摄像头为Camera2；十字路口拍摄南北方向道路且安装在十字路口以南的摄像头为Camera3，与Camera3相邻的摄像头为Camera4；十字路口拍摄东西方向道路且安装在十字路口以西的摄像头为Camera5，与Camera5相邻的摄像头为Camera6；十字路口拍摄南北方向道路且安装在十字路口以北的摄像头为Camera7，与Camera7相邻的摄像头为Camera8；通过Camera1检测的结果为汽车数量为V_Num1、行人数量为P_Num1；通过Camera2检测的结果行人数量为P_Num1；通过Camera3检测的结果为汽车数量为V_Num3、行人数量为P_Num3；通过Camera4检测的结果行人数量为P_Num4；通过Camera5检测的结果为汽车数量为V_Num5、行人数量P_Num5；通过Camera6检测的结果为汽车数量行人数量为P_Num6；通过Camera7检测的结果为汽车数量为V_Num7、行人数量P_Num7；通过Camera8检测的结果行人数量为P_Num8；其中，行人车辆检测结果由3位数字组成：第一位代表类型，0表示区域内检测出行人，1表示区域内检测出车辆，第二、三位代表目标数量，第二、三位数字用十六进制表示，表示检测出的行人或汽车数量。进一步的，所述方法步骤(1)还包括上电检测过程，8个图像处理器向信号机发送一个特定的信号，记录出信号机接收消息的时间，分别为t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8。由于传输时间越长，信号机收到的数据可信度越低，所以给各个摄像头测得的数据按照信号机接收的时间设置权重。进行归一化处理其中进一步的，所述步骤(2)具体包括如下步骤：(21)对监控视频切帧，将切帧后的图片Pi归一化处理后输入到卷积层，提取特征，得到特征图A；(22)将特征图A送入RPN网络，产生候选区域，其中RPN网络损失函数定义为：(23)将候选区域映射到特征图A上，产生感兴区域层，对感兴区域层进行池化；(24)利用softmax分类器进行分类，输出的识别结果，并通过Bbox回归方法在图片Pi中标出行人位置。进一步的，所述步骤(3)中，由于车辆对交通的影响大于行人对交通的影响，设置车辆的权重系数为0.7，行人的权重系数为0.3；设置车辆拥堵率C，若东西方向为绿灯，则若南北方向为绿灯，则进一步的，所述步骤(3)中根据计算得到的拥堵率C，按照下面的控制逻辑进行信号灯的控制：若0<C<0.5缩短10秒的绿灯时间；若0.5≤C<0.9，缩短5秒的绿灯时间；若0.9≤C≤1.1,红绿灯控制逻辑不变；若1.1<C≤1.5，延长5秒的绿灯时间；若C>1.5延长10秒的绿灯时间。相对于现有技术，本专利技术所述的一种基于专用短程通信的交通交通调节方法具有以下优势：(1)将基于卷积神经网络的路口行人车辆检测算法用在交通路口，改变了以往用在车载设备中的状况，使测量更加方便，测量范围更加广泛，更节省了资源。(2)设置上电检测，即通过信号从图像处理器到信号机的传播时间来决定在拥堵率计算过程中哪个摄像头所获得的数据所占权重大一些。传播时间越短，丢包率等就越小，传输的数据越精确。通过上电检测可以大大提高信号传输结果的准确率。(3)本专利技术提供的行人、车辆控制逻辑，可以通过获取路口的车辆、行人信息，更好的控制信号灯的状态，很好的进行交通规划。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术基于专用短程通信的交通调节系统的系统结构图图2是本专利技术基于专用短程通信的交通调节系统运行流程图图3是本专利技术基于专用短程通信的交通调节系统的基于卷积神经网络的路口行人、车辆检测算法流程图图4是本专利技术基于专用短程通信的交通调节系统的信号机处理流程图图5是本专利技术基于专用短程通信的交通调节系统设备搭建图。附图标记说明：1-图像处理器7；2-Came本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于专用短程通信的交通调节系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理器、信号机、专用短程通信系统，信号灯；所述摄像头连接图像处理器，用于采集路口的监控图像，通过无线通信传送到图像处理器；所述图像处理器安装在摄像头内部，用于处理采集的图像，进行行人车辆检测；所述信号机，用于接收图像处理的结果，获得车辆和行人的数量，从而根据结果控制信号灯的变化；所述专用短程通信系统，用于传输图像处理器的结果给信号机。

【技术特征摘要】
1.一种基于专用短程通信的交通调节系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理器、信号机、专用短程通信系统，信号灯；所述摄像头连接图像处理器，用于采集路口的监控图像，通过无线通信传送到图像处理器；所述图像处理器安装在摄像头内部，用于处理采集的图像，进行行人车辆检测；所述信号机，用于接收图像处理的结果，获得车辆和行人的数量，从而根据结果控制信号灯的变化；所述专用短程通信系统，用于传输图像处理器的结果给信号机。2.根据权利要求1所述的一种基于专用短程通信的交通调节系统，其特征在于：所述专用短程通信系统包括集成在摄像头上的RSU和集成于信号机内的RSU，集成在摄像头上的RSU向集成于信号机内的RSU传递图像处理器处理后的结果，所述摄像头包括8个。3.根据权利要求1所述的一种基于专用短程通信的交通调节系统，其特征在于：所述8个摄像头每个路口安装两个，其中一个为拍摄十字路口图像，另一个为拍摄此条道路上远处车辆状态。4.根据权利要求1所述的一种基于专用短程通信的交通检测系统，其特征在于：所述图像处理器为ARM控制模块。5.利用上述权利要求所述的一种基于专用短程通信的交通调节方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)启动摄像头，获取路口监控视频，并将监控视频传输到图像处理器；(2)图像处理器获得监控视频，对图像进行基于卷积神经网络路口行人、车辆检测，检测出十字路口行人和道路车辆的数量；(3)对于步骤(2)得出的检测结果，由专用短程通信传输进入信号机，由信号机对检测结果进行计算得到拥堵率，控制信号灯的变化。6.根据权利要求5所述的一种基于专用短程通信的交通调节方法，其特征在于：所述步骤(1)中定义十字路口拍摄东西方向道路且安装在十字路口以东的摄像头为Camera1，与Camera1相邻的摄像头为Camera2；十字路口拍摄南北方向道路且安装在十字路口以南的摄像头为Camera3，与Camera3相邻的摄像头为Camera4；十字路口拍摄东西方向道路且安装在十字路口以西的摄像头为Camera5，与Camera5相邻的摄像头为Camera6；十字路口拍摄南北方向道路且安装在十字路口以北的摄像头为Camera7，与Camera7相邻的摄像头为Camera8；通过Camera1检测的结果为汽车数量为V_Num1、行人数量为P_Num1；通过Camera2检测的结果行人数量为P_Num1；通过Camera3检测的结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭蓬，龚进峰，戎辉，唐风敏，王文扬，高嵩，何佳，蔡聪，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心，
类型：发明
国别省市：天津,12