本发明专利技术公开了一种动态自适应交通信号控制装置及方法，所述装置由一个安装在路口附近的交通信号控制器和安装在各入口方向上的多个视频检测设备组成，交通信号控制器和视频采集处理设备间通过无线通信模块进行通信，交通信号控制器根据各入口方向上的排队长度动态选择放行阶段并实时计算需要放行的时间。本发明专利技术还公开了一种利用所述交通信号控制装置对交通信号进行动态自适应控制的方法。本发明专利技术提出的装置简单灵活，易于实施，并可提高路口的通行能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通信号控制领域，特别是一种基于视频的动态自适应交通信号控制装置及方法。
技术介绍
通过优化的交通信号控制方法提高交叉口的通行效率，是改善城市交通环境的一种有效方法。城市交通流具有很大的随机性，为了充分发挥路口的通行能力，要求交通信号控制装置能够实时检测路口的交通状况，并根据检测结果动态调整交通信号的放行顺序和放行时间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种针对路口交通流具有随机性的特点，能够根据路口交通状况实时调整交通信号放行顺序和放行时间，且易于安装和实施的交通信号控制装置及方法。根据本专利技术一方面，提出一种动态自适应交通信号控制装置，该装置包括:多个视频采集设备A和一个交通信号控制器B，其中:所述视频采集设备A安装在路口各入口方向上，用于通过视频图像实时检测路口车辆的排队长度；所述交通信号控制器B安装在路口附近，通过其内置的无线通信模块与所述视频采集设备A进行通信，用于根据所述路口车辆的排队长度实时调整路口红绿灯的放行顺序和放行时间。根据本专利技术另一方面，提出一种利用所述交通信号控制装置对交通信号进行动态自适应控制的方法，所述方法包括以下步骤:步骤1，手动设定视频采集设备A的检测区域，并配置所述视频采集设备A的安装高度、车道宽度；步骤2，所述视频采集设备A实时检测所述检测区域内路口车辆的排队长度；步骤3，根据现场情况手动设定放行阶段集合；步骤4，交通信号控制器B根据所述视频采集设备A检测到的所述检测区域内路口车辆的排队长度，对于交通信号进行控制。本专利技术的有益效果是:交通信号控制器和视频检测设备间通过无线方式进行通信，很容易在现有的交通信号控制设备上进行改造实施，简化了安装与施工过程，从而可以减少对道路交通流的影响；使用本专利技术的这种装置能根据路口交通状况实时调整放行的顺序和时间，车流量较大的方向能够得到优先放行，获得的放行时间也较长，另外，在选择放行阶段的过程中还考虑了距离上次放行的时间，能避免车流量较小的方向长时间得不到放行，以保证行车安全。附图说明图1是根据本专利技术一实施例的交通信号控制装置结构图；图2是一个典型的十字路口拓扑图；图3是根据本专利技术一实施例的交通信号控制装置安装示意图；图4是根据本专利技术另一实施例的交通信号控制装置安装示意图；图5是根据本专利技术一实施例的视频采集设备的硬件结构图；图6是本专利技术交通信号控制方法的流程图；图7是根据本专利技术一实施例的合理的放行阶段集合示意图；图8是根据本专利技术另一实施例的合理的放行阶段集合示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。根据本专利技术的一方面，提供一种基于视频的动态自适应交通信号控制装置，如图1所示，所述交通信号控制装置包括多个视频采集设备A和一个交通信号控制器B，其中:所述视频采集设备A安装在路口各入口方向上，既可以安装在入口停车线的上方，也可以安装在距离入口停车线80 100米的位置，用于通过视频图像实时检测路口车辆的排队长度；在本专利技术实施例中，对于图2所示的一个典型十字路口，所述视频采集设备A有两种安装方式:I)从停车线往后照所述视频采集设备A安装在交叉口照明灯或信号灯的横杆或专用立柱上，位于停车线的上方，面向车辆驶来方向，如图3所示，图中，301是交通信号控制器，302、303、304、305是视频采集设备，交通信号控制器301和视频采集设备(302、303、304、305)之间通过Zigbee协议进行通信。视频采集设备安装高度大约在7 10米之间。视频采集设备需要具有O 100米的有效检测范围，可同时检测5条以上车道，为了保证检测精度，要尽量确保摄像机光轴在路面的映射与道路平行。2)从后往停车线照视频采集设备安装在照明灯横杆或专用立柱上，离停车线80 100米，照向停车线，如图4所示，图中401是交通信号控制器，402、403、404和405是视频采集设备，交通信号控制器401和视频采集设备(402、403、404、405)之间通过Zigbee协议进行通信。视频采集设备的视域一定要包括停车线，为了保证检测精度，要尽量确保视域中停车线保持水平，其它要求与从停车线往后照方式的相同。所述交通信号控制器B —般安装在路口附近，通过其内置的无线通信模块与所述视频采集设备A进行通信，用于根据所述路口车辆的排队长度实时调整路口红绿灯的放行顺序和放行时间。所述交通信号控制器B可由普通的交通信号控制器增加支持Zigbee等无线通信协议的无线通信模块构成。图5是根据本专利技术一实施例的视频采集设备的硬件结构图，如图5所示，所述视频采集设备A进一步包括处理模块1、无线通信模块2和电源模块3，其中:所述无线通信模块2支持Zigbee等无线通信协议，用于支持所述处理模块I与所述交通信号控制器B之间的通信，其通过电源线112与所述电源模块3相连；所述电源模块3采用太阳能电池控制器，用于为所述无线通信模块2和所述处理模块I供电；所述处理模块I通过串口 111与所述无线通信模块2相连，通过电源线113与所述电源模块3相连；所述处理模块I进一步包括视频采集单元101、图像处理单元102和存储单元103，其中，所述视频采集单元101用于实时检测视野范围内的车辆排队长度，在本专利技术一实施例中，所述视频采集单元101采用CMOS摄像机；所述图像处理单元102通过USB接口 106与所述视频采集单元101连接，用于接收并处理所述视频采集单元101采集得到的视频信号，这里的处理包括图像去噪、背景建模、前景分析，最后提取所述车辆排队长度，并将提取到的车辆排队长度信息存入所述存储单元103中；所述存储单元103通过数据线104和控制线105与所述图像处理单元102连接，用于保存所述图像处理单元102的处理结果O根据本专利技术的另一方面，提供一种利用所述交通信号控制装置基于视频对交通信号进行动态自适应控制的方法，如图6所示，所述方法包括以下步骤:步骤1，手动设定视频采集设备A的检测区域，并配置所述视频采集设备A的安装高度、车道宽度等信息；步骤2，所述视频采集设备A实时检测所述检测区域内路口车辆的排队长度；该步骤中，检测结果存放在本地的缓冲区内，并每秒更新一次。当所述视频采集设备A收到交通信号控制器B发来的查询消息后，将缓冲区内存储的检测结果发送给交通信号控制器B。步骤3，根据现场情况手动设定放行阶段集合，其中，根据车流方向划分放行阶段，多个放行阶段组成一个放行阶段集合，一个合理的放行阶段集合除了要保证交通安全，还要满足放行阶段集合中任意两个放行阶段间不包含相同的放行方向，并且放行阶段集合中所有的放行阶段全体涵盖了所有的放行方向；以图2所示的十字路口为例，假设右转灯不用控制，图7和图8是两个合理的放行阶段集合的示例。在实际应用中，可以将一天划分为多个时段，并为每个时段设定相应的放行阶段集合。例如，可将一天分为5个时段，分别是，[7:00-9:00],[9:00-17:00[，[17:00-19:00]和[19:00-24:00]，其中[7:00-9:00]和[17:00-19:00]是早高峰和晚高峰时段，采用图7所示的放行阶段集合，其余时段采用图8所示的放行阶段集入口 ο 步骤4，交通信号控制器B根据所述视频本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种动态自适应交通信号控制装置，其特征在于，该装置包括：多个视频采集设备A和一个交通信号控制器B，其中：所述视频采集设备A安装在路口各入口方向上，用于通过视频图像实时检测路口车辆的排队长度；所述交通信号控制器B安装在路口附近，通过其内置的无线通信模块与所述视频采集设备A进行通信，用于根据所述路口车辆的排队长度实时调整路口红绿灯的放行顺序和放行时间。
【技术特征摘要】
1.一种动态自适应交通信号控制装置，其特征在于，该装置包括:多个视频采集设备A和一个交通信号控制器B,其中: 所述视频采集设备A安装在路口各入口方向上，用于通过视频图像实时检测路口车辆的排队长度； 所述交通信号控制器B安装在路口附近，通过其内置的无线通信模块与所述视频采集设备A进行通信，用于根据所述路口车辆的排队长度实时调整路口红绿灯的放行顺序和放行时间。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述视频采集设备A进一步包括处理模块、无线通信模块和电源模块，其中: 所述无线通信模块用于支持所述处理模块与所述交通信号控制器B之间的通信，其通过电源线与所述电源模块相连； 所述电源模块3采用太阳能电池控制器，用于为所述无线通信模块和所述处理模块供电； 所述处理模块通过串口与所述无线通信模块相连，通过电源线与所述电源模块相连。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述处理模块进一步包括视频采集单元、图像处理单元和存储单元，其中: 所述视频采集单元用于实时检测视野范围内的车辆排队长度； 所述图像处理单元通过USB接口与所述视频采集单元连接，用于接收并处理所述视频采集单元采集得到的视频信号，提取所述车辆排队长度，并将提取到的车辆排队长度信息存入所述存储单元中； 所述存储单元通过数据线和控制线与所述图像处理单元连接，用于保存所述图像处理单元的处理结果。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述图像处理单元对视频信号进行的处理为图像去噪、背景建模和/或前景分析。5.一种利用权利要求1所述的交通信号控制装置对交通信号进行动态自适应控制的方法，所述方法包括以下步骤: 步骤1，手动设定视频采集设备A的检测区域，并配置所述视频采集设备A的安装高度、车道宽度； 步骤2，所述视频采集设备A实时检测所述检测区域内路口车辆的排队长度； 步骤3，根据现场情况手动设定放行阶段集合； 步骤4，交通信号控制器B根据所述视频采集设备A检测到的所述检测区域内路口车辆的排队长度，对于交通信号进行控制。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱凤华，陈松航，王飞跃，李镇江，吕宜生，熊刚，董西松，
申请(专利权)人：东莞中国科学院云计算产业技术创新与育成中心，中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：
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