一种交通信号灯控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交通信号灯控制系统，包括：图像采集模块，分别获取交汇于同一路口的各条路段的路面图像；图像处理模块，从图像中检测车辆特征并分别统计各条路段上分别向不同方向行驶车辆的车流量数据；时间分配模块，对各条路段的分别向不同方向行驶车辆的车流量数据进行综合分析，计算各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，以使得各条路段上车辆在最短时间内通过路口；信号灯控制模块，根据计算得到的各条路段对应的交通信号灯的点亮时间计算结果，分别控制各条路段对应的交通信号灯亮灭变化。本发明专利技术交通信号灯控制系统实现优化地分配交通路口对应各道路设置的交通信号灯的点亮时间，有助于减少在交通路段出现车辆积压情况。

A Traffic Signal Light Control System

The invention discloses a traffic signal lamp control system, which comprises: an image acquisition module, which obtains road surface images of each section intersecting at the same intersection; an image processing module, which detects vehicle characteristics from the image and counts vehicle flow data of each section in different directions respectively; and a time allocation module, which travels in different directions for each section respectively. The traffic flow data of vehicles are analyzed comprehensively, and the lighting time of corresponding traffic lights and prohibited traffic lights in each section is calculated so that the vehicles can pass through the intersection in the shortest time. The signal control module controls the corresponding traffic lights in each section according to the calculation results of the lighting time of corresponding traffic lights in each section. Bright out changes. The traffic signal light control system of the invention realizes the optimal distribution of the lighting time of traffic signal lights set at traffic intersections corresponding to each road, and helps to reduce the backlog of vehicles in traffic sections.

【技术实现步骤摘要】
一种交通信号灯控制系统
本专利技术涉及智能交通
，特别是涉及一种交通信号灯控制系统。
技术介绍
交通对城市经济、社会等方面发展起着至关重要的作用，并且与人们的日常生活息息相关。但随着经济社会的高速发展和城市化进程的加快，机动车保有量迅速增加，城市交通问题日趋严重。在道路交通中存在这种现象，在一些由多条道路交叉的路口，在同一路口沿某一道路行驶的车辆车流量较大，而沿其它道路行驶的车辆车流量较小，但对应各条道路设置的交通信号灯的点亮时间是相同的，因此容易造成车流量较大的车道出现车辆积压情况，降低了城市道路运行的效率。并且，由于车辆在等待通行过程中仍处于工作状态，长时间原地不动或者龟速前进，会产生大量的有毒气体以及悬浮颗粒物，会对自然环境造成影响。也会对居民的身心健康产生危害。因此，如何优化地分配交通路口交通指示灯的点亮时间，以减少在交通路段出现车辆积压情况，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种交通信号灯控制系统，实现了优化地分配交通路口对应各道路设置的交通信号灯的点亮时间，有助于减少在交通路段出现车辆积压情况。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种交通信号灯控制系统，包括：图像采集模块，用于分别获取交汇于同一路口的各条路段的路面图像，并将获得的图像传输给图像处理模块；所述图像处理模块，用于从所述图像中检测车辆特征并分别统计各条路段上分别向不同方向行驶车辆的车流量数据；时间分配模块，用于对所述各条路段的分别向不同方向行驶车辆的车流量数据进行综合分析，计算所述各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，以使得所述各条路段对应的交通信号灯按照计算的点亮时间亮灭变化时所述各条路段上车辆在最短时间内通过所述路口；信号灯控制模块，用于根据计算得到的各条路段对应的交通信号灯的点亮时间计算结果，分别控制所述各条路段对应的交通信号灯亮灭变化。优选的，所述图像采集模块包括多个分别设置在交汇于同一路口的所述各条路段上的摄像装置，所述摄像装置用于以预设频率拍摄其所在路段的路面图像；所述图像采集模块还包括摄像控制器，所述摄像控制器用于若路段的车流量大于第一阈值，则控制该路段上设置的摄像装置增大拍摄频率，若路段的车流量小于第二阈值，则控制该路段上设置的摄像装置减小拍摄频率，所述第一阈值大于所述第二阈值。优选的，所述图像处理模块具体用于根据所述图像中显示的路面车道线将所述图像划分为分别对应于不同车道的图像部分，分别从各图像部分提取车辆特征，并统计出该路段上直行的车流量、向左方行驶的车流量以及向右方行驶的车流量。优选的，所述图像处理模块使用检测窗口从图像中检测车辆特征，所述检测窗口具体用于：将所述图像转换为灰度图像；对得到的灰度图像的每一像素计算一阶梯度；将所述图像分解为多个大小相同的单元，将彼此相邻的预设数量个所述单元构成一区块，将所述区块包括的所有像素的梯度矢量集合为所述区块的特征向量，将所述图像包括的所有区块的特征向量依次串联生成所述图像的特征向量。优选的，所述检测窗口还具体用于对所述图像的特征向量中每一像素的梯度矢量强度进行归一化处理。优选的，所述图像处理模块用于从图像中检测车辆特征并统计车流量包括所述图像处理模块具体用于：使用所述检测窗口对所述图像扫描，筛选出能够检测出车辆特征的窗口；将筛选出的窗口图像输入到预先训练好的分类器中，筛选出窗口图像被确定存在车辆的窗口图像；对确定存在车辆的窗口图像统计数量。优选的，所述图像处理模块还具体用于使用非极大值抑制法对筛选出的确定存在车辆的窗口图像进行处理，具体包括：将筛选出的确定存在车辆的窗口图像按照检测分数从高到低依次排列，将第一个窗口作为抑制窗口，所述检测分数表征了窗口图像包含车辆特征的多少，所述检测分数越高表示窗口图像包含车辆特征越多；从第二个窗口开始依次将排列的每一窗口作为被抑制窗口，计算所述抑制窗口与所述被抑制窗口的面积重合率，若计算得到的面积重合率大于阈值，则将当前的被抑制窗口排除，计算两窗口面积重合率的公式如下：P＝S1/S2，其中，P表示面积重合率，S1表示两个窗口面积的交，S2表示两个窗口面积的并。优选的，训练所述分类器的方法包括：制作图像样本，所制作的图像样本包括只包含单个车辆的图像样本以及不包含车辆的图像样本；使用所述检测窗口采用的提取图像特征向量的方法对图像样本提取特征向量；使用由图像样本得到的特征向量训练分类器。优选的，使用由图像样本得到的特征向量训练分类器具体包括：确定训练集合A＝{(x1,y1),…,(xi,yi)}∈(Rn×Y)I，其中，xi表示第i个图像样本的特征向量，xi∈Rn，yi∈Y＝{1，-1}，当输入的xi对应正样本时yi＝1，当输入的xi对应负样本时yi＝0，i＝1,2,…,I，I为图像样本的总数量；确定核函数K(xi,yi)和惩罚参数C，其中C＞0；根据以下公式构造凸二次规划问题并求解：其约束条件为：求解出α*＝(α1*，α2*，…，αl*)；根据以下公式计算b*：并根据以下公式构造决策函数，表示为：f(x)＝sgn(g(x))；其中，f(x)表示决策函数，由上述技术方案可知，本专利技术所提供的一种交通信号灯控制系统包括图像采集模块、图像处理模块、时间分配模块和信号灯控制模块，其中，图像采集模块分别获取交汇于同一路口的各条路段的路面图像，并将获得的图像传输给图像处理模块，图像处理模块从图像中检测车辆特征并分别统计各条路段上分别向不同方向行驶车辆的车流量数据，时间分配模块对各条路段的分别向不同方向行驶车辆的车流量数据进行综合分析，计算各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，以使得各条路段对应的交通信号灯按照计算的点亮时间亮灭变化时各条路段上车辆在最短时间内通过路口，信号灯控制模块根据计算得到的各条路段对应的交通信号灯的点亮时间计算结果，分别控制各条路段对应的交通信号灯亮灭变化。本专利技术提供的交通信号灯控制系统，对于交汇于同一路口的各条路段，综合地分析各条路段的车流量而分配各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，使得各条路段上车辆在最短时间内通过，从而实现优化地分配交通路口对应各道路设置的交通信号灯的点亮时间，有助于减少在交通路段出现车辆积压情况。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种交通信号灯控制系统的示意图；图2为本专利技术又一实施例提供的一种交通信号灯控制系统的示意图；图3为本专利技术实施例中从图像中检测车辆特征的方法流程图；图4为本专利技术实施例中从图像中检测车辆特征并统计车流量的方法流程图；图5为本专利技术实施例中训练分类器的方法流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通信号灯控制系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于分别获取交汇于同一路口的各条路段的路面图像，并将获得的图像传输给图像处理模块；所述图像处理模块，用于从所述图像中检测车辆特征并分别统计各条路段上分别向不同方向行驶车辆的车流量数据；时间分配模块，用于对所述各条路段的分别向不同方向行驶车辆的车流量数据进行综合分析，计算所述各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，以使得所述各条路段对应的交通信号灯按照计算的点亮时间亮灭变化时所述各条路段上车辆在最短时间内通过所述路口；信号灯控制模块，用于根据计算得到的各条路段对应的交通信号灯的点亮时间计算结果，分别控制所述各条路段对应的交通信号灯亮灭变化。

【技术特征摘要】
1.一种交通信号灯控制系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于分别获取交汇于同一路口的各条路段的路面图像，并将获得的图像传输给图像处理模块；所述图像处理模块，用于从所述图像中检测车辆特征并分别统计各条路段上分别向不同方向行驶车辆的车流量数据；时间分配模块，用于对所述各条路段的分别向不同方向行驶车辆的车流量数据进行综合分析，计算所述各条路段对应的通行信号灯和禁行信号灯的点亮时间，以使得所述各条路段对应的交通信号灯按照计算的点亮时间亮灭变化时所述各条路段上车辆在最短时间内通过所述路口；信号灯控制模块，用于根据计算得到的各条路段对应的交通信号灯的点亮时间计算结果，分别控制所述各条路段对应的交通信号灯亮灭变化。2.根据权利要求1所述的交通信号灯控制系统，其特征在于，所述图像采集模块包括多个分别设置在交汇于同一路口的所述各条路段上的摄像装置，所述摄像装置用于以预设频率拍摄其所在路段的路面图像；所述图像采集模块还包括摄像控制器，所述摄像控制器用于若路段的车流量大于第一阈值，则控制该路段上设置的摄像装置增大拍摄频率，若路段的车流量小于第二阈值，则控制该路段上设置的摄像装置减小拍摄频率，所述第一阈值大于所述第二阈值。3.根据权利要求1所述的交通信号灯控制系统，其特征在于，所述图像处理模块具体用于根据所述图像中显示的路面车道线将所述图像划分为分别对应于不同车道的图像部分，分别从各图像部分提取车辆特征，并统计出该路段上直行的车流量、向左方行驶的车流量以及向右方行驶的车流量。4.根据权利要求1-3任一项所述的交通信号灯控制系统，其特征在于，所述图像处理模块使用检测窗口从图像中检测车辆特征，所述检测窗口具体用于：将所述图像转换为灰度图像；对得到的灰度图像的每一像素计算一阶梯度；将所述图像分解为多个大小相同的单元，将彼此相邻的预设数量个所述单元构成一区块，将所述区块包括的所有像素的梯度矢量集合为所述区块的特征向量，将所述图像包括的所有区块的特征向量依次串联生成所述图像的特征向量。5.根据权利要求4所述的交通信号灯控制系统，其特征在于，所述检测窗口还具体用于对所述图像的特征向量中每一像素的梯度矢量强度进行归一化处理。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨祖元，汪振，李珍妮，谢胜利，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44