专利名称：一种新型的智能红绿灯控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能型交通信号控制领域，具体来说是根据车流量、车型、号牌 等参数来实现的路口红绿灯控制系统。
背景技术：
早期的固定红绿灯系统没有智能化，红灯绿灯时间是固定设置的，不能根据 实际情况智能的变化。这样的管理体系显然会造成很大的道路浪费，比如， 一个 十字路口， 一个方向可能空无一车，另--个方向排起车流长队，却只有眼睁睁看 着空闲路口，等待绿灯来到。
当前的新的红绿灯系统可以根据车流量自动调节。这方面有发明人朱汪逸申 请的中国专利《根据车流量自动调节的红绿灯系统》(专利申请号 200410066927. 1)，该专利的目的是根据道路上不同方向的实际车流量自动动态 调节红绿灯。系统包括原有系统中的控制器、时间显示器、信号指示灯，在道路 上设置车流量传感器，该传感器与识别电路连接，控制器中的时钟震荡电路采用 可调频震荡电路，其控制端与识别电路的输出端连接。该专利可以用车流量传感 器，结合识别电路工作，测量车辆的多少，调节控制器中的时钟震荡电路的震荡 频率，控制各路口的信号切换时间，达到了合理调配车辆的等候时间，充分利用 道路资源的目的。该专利技术有以下不足
(1) 该系统的车流量传感器采用低感线圈，是一种基于计数型的传感技术。 系统的判断依据是通过车辆的数量，而无法知道车辆的其它信息。但是在实际情 况下，大车和小车之间差别是很大的，同样的绿灯时间，可以通过5个小车，可 能却只能通过3个大车。
(2) 低感线圈技术本身也不能完全适应我国城市道路交通的实际情况，计 数不准确，有很大的误差。这是因为我国的城市道路属于混合通行，除了汽车以 外，还有摩托车等在路上行驶。计数准确率能够达到70%就不错了。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题和不足之处而提供一种新型的智能红绿灯控制系统，旨在采用精确传感技术和车辆实时自动识别技术以更加准确 地调整红绿灯时间，充分利用城市交通资源。
本发明的目的是这样实现的 一种新型的智能型红绿灯控制系统，包括红绿 灯控制器，其特征在于，还具有摄像模块，识别器以及包含红绿灯时间运算模块
和数码通讯模块的服务器；识别器中含有车辆检测模块，流量检测模块，车辆抓 拍模块，车辆号牌识别模块，车型识别模块；其中
摄像模块，与LED补光控制模块和车辆检测模块以及车辆抓拍模块连接，将 对监控车道实时拍摄的摄像图像信号传至车辆检测模块，同时，接收车辆抓拍模 块触发信号，拍摄抓拍图像信号，并将其回传至车辆抓拍模块；
车辆检测模块，取得摄像模块来的图像信号后，提取虚拟线圈区域图像，将 其与无车时虚拟线圈区域图像比对判断，若二者相同，则再次重复上述步骤，若 二者不相同，则将检测到车辆的摄像图像信号输出至流量检测模块和车辆抓拍模 块；
流量检测模块,接收到车辆的摄像图像信号后，进行计数更新车辆流量数据， 并将其输出到服务器中的红绿灯时间运算模块；
车辆抓拍模块，当接收到车辆检测模块的信号时，给摄像模块发送一个触发 信号，摄像模块立即抓拍通过车辆，并将抓拍图像信号回传至车辆抓拍模块；
车辆号牌识别模块，对接收到的抓拍图像信号进行车辆号牌识别，将车辆的 号牌信息输出到车型识别模块和红绿灯时间运算模块；
车型识别模块，接收到抓拍图像信号以及车辆号牌信息后，二者结合识别出 车辆的车型，并将识别后的车辆大小类型信息输出到红绿灯时间运算模块；
运行在服务器上的红绿灯时间运算模块，根据路口红绿灯模型对红绿灯时间 进行运算；
运行在服务器上的数据通信模块，接受红绿灯时间运算模块输出的红绿灯时 间运算的结果以及车辆的其它信息，并将这些信息经网络发送到红绿灯控制器。
还具有LED补光控制模块，根据环境光照情况自动控制补光系统的启动或关 闭，使摄像机获取质量最佳的图像。
概括而言，本发明的方案是在道路上设置摄像机，该摄像机与识别器相连 接，识别器与后台服务器通过数据网络连接。当汽车驶过时，触发视频摄像头，
拍下该汽车的照片，传给识别器。识别器实时识别各路口通过的机动车牌照号码、 车型和车标等其他信息，识别的车辆信息数据通过网络传输系统传输到后台服务 器，在服务器端根据-定的交通控制模型，开发专门的软件进行计算和处理，最 后服务器将运算结果变成控制信息传输给网络红绿灯控制器。
有益效果是-
本发明的优点是
(1) 本发明采用视频虚拟线圈技术，解决了现有低感线圈作为车流量传感 器的不足，车辆计数准确性得到提高，在混合交通流的城市道路上可以达到98 %以上；
(2) 获得的信息量大大增加，可以更精确地得到车型和其它数据。根据车 辆号牌的识别可以知道车辆的牌照号码，根据车辆牌照的颜色(黄牌、兰牌)可 以判断是大车小车，根据车标等信息的识别可以确定车辆的基本属性，如车的型 号，当然，车辆通过的时间我们也可以轻易得到。这样，我们就可以知道在什么 时刻(When)、什么地点(Where)、什么车(Which)做了什么事情(What)。我 们同时可以得到该车的摄像图片巳备必要时查阅使用。
(3) 有了以上的准确的计数以及车型信息，可以在服务器端开发相应的软 件，计算出使车辆平均等待时间最短的红绿灯时间。最后将控制信息发送给现有 红绿灯系统的控制器。
本发明是新一代智能型红绿灯控制装置，它可以更加准确地调度路口红绿灯 时间，能最大限度地充分利用城市交通资源。
图1是道路上传感器设置图2是系统设备连接图(图中只画出一个方向道路的摄像机和识别器)；
图3是本发明的系统逻辑结构图4是图3所示车辆检测模块的程序流程图5是图3所示流量检测模块的程序流程图6是图3所示车辆抓拍模块的程序流程图7是图3所示车辆号牌识别模块的程序流程图8是图3所示车型识别模块的程序流程图。
具体实施例方式
图2示出，本发明在道路上设置摄像机，该摄像机与识别器相连接，识别器 与后台服务器13通过网络连接，服务器10的控制信号通过网络送至红绿灯控制 器。参见图l,在道路i、 2、 3、 4上设置视频摄像机5、 6、 7、 8和识别器9、 10、 11、 12，服务器放在机房里面。在每个车道均配置高速数字摄像机，摄像机 安装在路口信号灯杆的横臂上，对应所监测的车道，拍摄汽车的尾牌。高速数字 摄像机均带有防护罩。在信号灯杆上挂一个温控防尘机箱，机箱内放置识别器9、 10、 11、 12和网络设备。识别器接收高速数字摄像机送来的数字视频信号和模 拟视频信号，识别器也可以将控制信号传给高速数字摄像机对摄像机进行控制。
本发明的工作原理是当汽车驶过时，触发摄像机，拍下该汽车的图像，传 给识别器。识别器实时识别各路口通过的机动车牌照号码、车型和车标等其他信 息，识别的车辆信息数据通过网络传输系统传输到后台服务器，在服务器端根据 一定的交通控制模型(可以是一个区域的，也可以是一个城市的)，开发专门的 软件进行计算和处理，最后服务器将运算结果变成控制信息传输给网络红绿灯控 制器。
系统的逻辑结构见图3，以下为各模块的功能介绍
(1) 摄像模块，与LED补光控制模块和车辆检测模块以及车辆抓拍模块连 接，将对监控车道实时拍摄的摄像图像信号传至车辆检测模块，同时，接收车辆 抓拍模块触发信号，拍摄抓拍图像信号，并将其回传至车辆抓拍模块；摄像模块 为通用货架硬件产品。相关硬件由摄像机、防护罩等相关设备组成，安装在需要 的路口。摄像机安装在路口信号灯杆的横臂上，对应所监测的车道，拍摄汽车的 尾牌。
摄像模块将实时拍摄所监控车道的情况，并通过视频线路将拍摄的实时信号 传回到识别器中，进入后续模块(抓拍、检测模块)。
(2) Lf:I)补光控制模块为通用货架硬件产品。本系统配置的摄像机能自动 根据环境光照情况自动控制补光系统的启动或关闭，并调整适应，保证在工程应 用情况下--直取得质量最佳的图象，解决了长期以来影响牌照自动识别系统性能 的反光、强光、逆光问题。LED补光控制模块是根据环境光强足或不足时，自动 关闭或开启，以弥补夜间环境光不足，导致图像偏暗，噪声增大，降低图像识别质量。
(3) 车辆检测模块为一个软件模块，运行在识别器上。车辆检测模块采用 视频虚拟线圈技术，不需要额外的感应线圈，不用破坏路面。车辆检测模块一旦 监测到有车辆通过，立即通知后续模块对视频信息进行处理。同时，本模块对车 辆进行计数。视频虚拟线圈技术为一个行业通用技术，其原理是在路面画出一个 区域作为虚拟线圈区域，当车辆通过这个区域时，摄像机捕捉到的画面会与没有 车辆的画面有区别。通过采用模式识别技术进行计算，车辆检测模块就会检测到 车辆通过信息。检测准确率超过98%以上，大大高于感应线圈的准确率。车辆 检测模块检测到车辆后，将此信息立即传递给车辆抓拍模块和流量检测模块。具 体处理过程见图4:车辆检测模块，取得摄像模块来的图像信号后，提取虚拟线 圈区域图像，将其与无车时虚拟线圈区域图像比对判断，若二者相同，则再次重 复上述歩骤，若二者不相同，则将检测到车辆的摄像图像信号输出至流量检测模 块和车辆抓拍模块；
(4) 流量检测模块为一个软件模块，运行在识别器上。它接收车辆检测模块的数据，并进行计数，输出通过所监视的路口的流量信息。具体处理过程见图5:流量检测模块，接收到车辆的摄像图像信号后，进行计数更新车辆流量数据， 并将其输出到服务器中的红绿灯时间运算模块。
(5) 车辆抓拍模块为一个软件模块，运行在识别器上。当车辆检测模块检 测到有车辆通过时，就给车辆抓拍模块送一个触发信息。车辆抓拍模块立即抓拍通过车辆的图像，将车辆图像传递给车辆号牌识别模块、车型识别模块进行处理。 与车辆图像同时传递给车辆号牌识别模块、车型识别模块的还有通过时间等相关的信息。具体处理过程见图6:车辆抓拍模块，当接收到车辆检测模块的信号时，给摄像模块发送一个触发信号，摄像模块立即抓拍通过车辆，并将抓拍图像信号回传至车辆抓拍模块。
(6) 车辆号牌识别模块为一个软件模块，运行在识别器上。其作用是识别通过车辆的号牌信息。车辆号牌识别模块接收到车辆抓拍模块提供的图像后，经 过判断对图中汽车的牌照进行识别并自动纠错处理后，将识别出的号牌结果传入 到红绿灯时间运算模块中。识别时将不受图像中车辆牌照安装位置的限制。具体处理过程见图7:车辆号牌识别模块，对接收到的抓拍图像信号进行车辆号牌识
别，将车辆的号牌中信息输出到车型识别模块和红绿灯时间运算模块；
(7) 车型识别模块为一个软件模块，运行在识别器上。其作用是识别通过 车辆的车型信息(主要是车辆大小信息)。接收到车辆抓拍模块提供的图像后， 在车牌识别的基础上，识别出车辆的车型，将识别出的车辆大小类型信息传输到 红绿灯时间运算模块中。具体处理过程见图8:车型识别模块，接收到的抓拍图 象信号以及车辆号牌信息后，二者结合识别出车辆的车型，并将识别后的车辆大 小类型信息输出到红绿灯时间运算模块。
(8) 红绿灯时间运算模块为一个软件模块，运行在服务器上。其作用是根 据一定的模型对红绿灯时间进行计算。这样的红绿灯模型可以是针对一个路口的 简单红绿灯模型，也可以是一个区域的，甚至可能是覆盖整个城市的极其复杂的 模型。本实施例为一个针对路口的简单模型。
(9) 数据通信模块为一个软件模块，运行在服务器上。将红绿灯时间运算 的结果及其它信息经网络发送到原来系统的红绿灯控制器。
权利要求
1、一种新型的智能型红绿灯控制系统，包括红绿灯控制器，其特征在于，还具有摄像模块，识别器以及包含红绿灯时间运算模块和数码通讯模块的服务器；识别器中含有车辆检测模块，流量检测模块，车辆抓拍模块，车辆号牌识别模块，车型识别模块；其中摄像模块，与LED补光控制模块和车辆检测模块以及车辆抓拍模块连接，将对监控车道实时拍摄的摄像图像信号传至车辆检测模块，同时，接收车辆抓拍模块触发信号，拍摄抓拍图像信号，并将其回传至车辆抓拍模块；车辆检测模块，取得摄像模块来的图像信号后，提取虚拟线圈区域图像，将其与无车时虚拟线圈区域图像比对判断，若二者相同，则再次重复上述步骤，若二者不相同，则将检测到车辆的摄像图像信号输出至流量检测模块和车辆抓拍模块；流量检测模块，接收到车辆的摄像图像信号后，进行计数更新车辆流量数据，并将其输出到服务器中的红绿灯时间运算模块；车辆抓拍模块，当接收到车辆检测模块的信号时，给摄像模块发送一个触发信号，摄像模块立即抓拍通过车辆，并将抓拍图像信号回传至车辆抓拍模块；车辆号牌识别模块，对接收到的抓拍图像信号进行车辆号牌识别，将车辆的号牌信息输出到车型识别模块和红绿灯时间运算模块；车型识别模块，接收到抓拍图像信号以及车辆号牌信息后，二者结合识别出车辆的车型，并将识别后的车辆大小类型信息输出到红绿灯时间运算模块；运行在服务器上的红绿灯时间运算模块，根据路口红绿灯模型对红绿灯时间进行运算；运行在服务器上的数据通信模块，接受红绿灯时间运算模块输出的红绿灯时间运算的结果以及车辆的其它信息，并将这些信息经网络发送到红绿灯控制器。
2、 根据权利要求1所述红绿灯控制系统，其特征在于，还具有LED补光控 制模块，根据环境光照情况自动控制补光系统的启动或关闭，使摄像机获取质量 最佳的图像。
全文摘要
一种新型的智能型红绿灯控制系统，它主要由摄像模块，识别器，服务器以及红绿灯控制器顺次级联组成。识别器中包括车辆检测模块、流量检测模块、车辆抓拍模块、车辆号牌识别模块及车型识别模块；识别器采用视频虚拟线圈技术对通过车辆进行计数，计算车流量，根据抓拍图象进行车型和号牌识别，并将车流量、车型和号牌所形成的其它信息输入至红绿灯时间运算模块。本发明车辆计数准确性高，获取的信息量大大增加，可计算得到车辆平均等待时间最短的红绿灯时间，节省道路交通资源。
文档编号G08G1/07GK101197080SQ20061002258
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者岸 柳, 游志胜 申请人:四川川大智胜软件股份有限公司;四川大学