智能交通信号灯控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能交通信号灯控制系统及其控制方法，其中控制系统包括视频采集模块、视频分析模块、中央处理模块及控制输出模块；所述视频分析模块的传输端口依次分别接视频采集模块及中央处理模块的传输端口；所述控制输出模块的端口接中央处理模块的端口；控制方法包括：１）若南北方向车辆已经走空，则南北方向左转通行；２）若南北方向左转车辆已经走空，则东西方向通行；３）若东西方向车辆已经走空，则东西左转通行；４）若东西左转车辆已经走空，则南北方向通行。本发明专利技术系统可达到全面图形监视，实现组态容易、简单、可扩展性好，兼容性好，操作简捷，实时性强，系统稳定，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属交通指挥管理系统领域，尤其涉及一种智能交通信号灯控制系统及其控 制方法。
技术介绍
现在城市里的交通信号灯大多为数年前建设安装的，当时城市是行人和车流量都 比较少，交通信号灯按固定时间周期来变化指挥交通，对车辆和行人的通行影响不大。而近 几年来，随着经济的迅猛发展，机动车量不断增加，原有交通信号灯的装置，已不能满足现 在车辆和行人通行的需求，现有的交通信号灯存在许多不合理的问题。如当车辆遇到红灯 等待信号的时候，绿灯通行方向没有车辆通过，或者车辆通过完毕信号灯不能及时转换，导 致红灯方向的车辆或行人无用的等待，造成交通拥堵，这样既延长了车辆等待时间，又浪费 了燃油，还增加了城市的空气污染。目前城市道路的交通阻塞，交通环境污染，交通治安混 乱等一系列问题，在一定程度上都是因为现有的交通信号灯指挥不合理造成的，这严重影 响着社会经济发展和人民的生活秩序，因此交通信号管理系统的升级改造是刻不容缓的。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足之处而提供一种成本低廉，可扩展性好，可靠性 高，具有检测复杂交通路况能力，可有效提高道路车辆通行效率，缓解道路交通拥堵，减轻 驾驶疲惫，减少交通事故，改善道路交通环境且节约交通能源的智能交通信号灯控制系统。 本专利技术还提供一种与上述系统相配套的智能交通信号灯控制方法。为达到上述目的，本专利技术是这样实现的一种智能交通信号灯控制系统，它包括视频采集模块、视频分析模块、中央处理模 块及控制输出模块；所述视频分析模块的传输端口依次分别接视频采集模块及中央处理模 块的传输端口 ；所述控制输出模块的端口接中央处理模块的端口 ；所述视频采集模块用于捕捉路口区域及各驶离方向道路交通的图像信息；所述视频分析模块将视频采集模块捕捉的视频数据进行分析整理，判断路口区域 有无车辆或行人等待，并将结果传入中央处理模块；所述中央处理模块将视频分析模块的数据进行分析，据此判断路口区域车辆或行 人的通行状态，生成控制逻辑，并将逻辑控制信号传输至控制输出模块；所述控制输出模块依据系统生成的控制逻辑控制信号灯的变化，保证同一方向信 号灯的变化相同，并排除各个方向绿灯的同时出现。作为一种优选方案，本专利技术所述中央处理模块采用嵌入式单板机。作为另一种优选方案，本专利技术所述视频采集模块可采用全景式摄像机。进一步地，本专利技术所述中央处理模块设有模式设置部分及人工操作部分；所述模 式设置部分用于设定红绿灯的工作参数；所述人工操作部分用于进行人工开关的操作，若 启动人工操作部分，红绿灯则进入人工操作控制状态。智能交通信号灯控制系统所采用的控制方法，可按如下步骤依次实施(1)默认南北方向通行，东西方向禁止通行；(2)若南北方向车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则南北方向左转通行；(3)若南北方向左转车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则东西方向通行；(4)若东西方向车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则东西左转通行；(5)若东西左转车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则南北方向通行。作为一种优选方案，本专利技术所述最大放行时间20秒< Tmax ^ 40秒。本专利技术系统可达到全面图形监视，实现组态容易、简单、可扩展性好，兼容性好，操 作简捷，实时性强，系统稳定，可靠性高。智能交通信号灯管理系统的出现，使交通路口的信号灯不再是按一天M小时固 定的周期变化，而是根据交通路口各方向车流量和行人的多少及有无，实时变化指挥交通。 通过采用视频检测技术，本专利技术可对交叉路口车辆通行、行人过街，以及环路出入口道路上 的交通流量进行实时检测，快速准确地了解控制区域内的道路交通状况，并根据实际情况 迅速调整信号灯的变化，凭借技术手段指挥交通，减少交通拥堵情况的发生。依靠视频图象 分析技术，通过分析交通路口的实际情况，控制交通信号灯指挥交通，本专利技术实现了有车的 方向是绿灯，无车的方向是红灯；交通路口通行量提高40 60%，车辆的等待时间平均缩 短了 40%左右。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。本专利技术的保护范围不仅局 限于下列内容的表述。图1为本专利技术的系统结构原理框图；图2为本专利技术的控制方法流程框图。具体实施例方式如图1所示，智能交通信号灯控制系统，它包括视频采集模块、视频分析模块、中 央处理模块及控制输出模块；所述视频分析模块的传输端口依次分别接视频采集模块及 中央处理模块的传输端口 ；所述控制输出模块的端口接中央处理模块的端口 ；所述视频采集模块用于捕捉路口区域及各驶离方向道路交通的图像信息；所述视频分析模块将视频采集模块捕捉的视频数据进行分析整理，判断路口区域 有无车辆或行人等待，并将结果传入中央处理模块；所述中央处理模块将视频分析模块的数据进行分析，据此判断路口区域车辆或行 人的通行状态，生成控制逻辑，并将逻辑控制信号传输至控制输出模块；所述控制输出模块依据系统生成的控制逻辑控制信号灯的变化，保证同一方向信 号灯的变化相同，并排除各个方向绿灯的同时出现。所述中央处理模块采用嵌入式单板机。所述视频采集模块采用全景式摄像机。所 述中央处理模块设有模式设置部分及人工操作部分；所述模式设置部分用于设定红绿灯的 工作参数；所述人工操作部分用于进行人工开关的操作，若启动人工操作部分，红绿灯则进 入人工操作控制状态。参见图2所示，智能交通信号灯控制系统所采用的控制方法，可按如下步骤依次 实施(1)默认南北方向通行，东西方向禁止通行；(2)若南北方向车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则南北方向左转通行；(3)若南北方向左转车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则东西方向通行；(4)若东西方向车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则东西左转通行；(5)若东西左转车辆已经走空或达到最大放行时间Tmax，则南北方向通行。上述步骤中所涉及的最大放行时间=Tmax = 30秒。交通信号灯或红绿灯控制的是否合理是影响道路路口通行能力的一个重要因素。 本专利技术在实际控制时，当东西方向是绿灯，通过车辆和行人已经走空，南北方向有人或者有 车辆在等待时，信号灯立即变为东西方向为红灯，南北方向为绿灯通行。当南北方向是绿灯，通行车辆和行人已经走空，东西方向有人或者有车辆在等 待时，信号灯立即变为南北方向为红灯，东西方向为绿灯通行。当一个方向是绿灯，并且一直有车辆或行人通行时，而另一个方向没有车辆也没 有行人等待，这时绿灯方向的信号灯保持不变，让有车辆或有行人的方向继续通行，当南北 方向和东西方向都有车辆或行人都很多时，按设定的时间控制交通信号灯。本专利技术智能交通信号灯控制系统具有如下特点(1)具有检测复杂交通路况的能力利用全方位摄像机动态拍摄路口交通状况，采用核心视觉技术，分别检测机动车、 非机动车、行人的交通动态信息，如左转、右转、直行等不同情况、为合理控制交通信号灯的 变化时间提供数据。(2)成本低廉，维护方便，可靠性高由于系统摒弃了传统的控制模式，实现系统模块化安装方式，因此该系统安装简 单，维护方便，本系统不但适用于新路口的安装，也使用于在用信号灯路口的升级改造；同 时由于系统基于视频采集技术，系统决策部分和信号灯控制部分相对独立，当决策系统出 现故障时，系统自动切换到控制模块独立运行状态，待决策部分自恢正常本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能交通信号灯控制系统，其特征在于，包括视频采集模块、视频分析模块、中央处理模块及控制输出模块；所述视频分析模块的传输端口依次分别接视频采集模块及中央处理模块的传输端口；所述控制输出模块的端口接中央处理模块的端口；所述视频采集模块用于捕捉路口区域及各驶离方向道路交通的图像信息；所述视频分析模块将视频采集模块捕捉的视频数据进行分析整理，判断路口区域有无车辆或行人等待，并将结果传入中央处理模块；所述中央处理模块将视频分析模块的数据进行分析，据此判断路口区域车辆或行人的通行状态，生成控制逻辑，并将逻辑控制信号传输至控制输出模块；所述控制输出模块依据系统生成的控制逻辑控制信号灯的变化，保证同一方向信号灯的变化相同，并排除各个方向绿灯的同时出现。

【技术特征摘要】
1.一种智能交通信号灯控制系统，其特征在于，包括视频采集模块、视频分析模块、中 央处理模块及控制输出模块；所述视频分析模块的传输端口依次分别接视频采集模块及中 央处理模块的传输端口 ；所述控制输出模块的端口接中央处理模块的端口 ；所述视频采集模块用于捕捉路口区域及各驶离方向道路交通的图像信息；所述视频分析模块将视频采集模块捕捉的视频数据进行分析整理，判断路口区域有无 车辆或行人等待，并将结果传入中央处理模块；所述中央处理模块将视频分析模块的数据进行分析，据此判断路口区域车辆或行人的 通行状态，生成控制逻辑，并将逻辑控制信号传输至控制输出模块；所述控制输出模块依据系统生成的控制逻辑控制信号灯的变化，保证同一方向信号灯 的变化相同，并排除各个方向绿灯的同时出现。2.根据权利要求1所述的智能交通信号灯控制系统，其特征在于所述中央处理模块 采用嵌入式单板机。3.根据权利要求2所述的智能交通信号灯控制系统，其特征在于所述视频采集模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨茂君，
申请(专利权)人：杨茂君，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]