信号灯控制方案确定方法及智能交通设备的数据处理方法与流程

1.本发明涉及道路交通管理技术领域，具体而言，涉及一种信号灯控制方案确定方法及智能交通设备的数据处理方法。


背景技术：

2.对于交通信号灯，一般具有一套信号灯控制方案进行灯组亮暗及颜色切换，以此实现汽车和行人的通行控制，例如对于十字路口，通常包括东西南北四个方向的灯组以及行人红绿灯组，这些灯组统一连接集成有信号灯控制方案的信号机，实现控制，在控制过程中这些灯组中的所有或者部分实现灯组亮暗及颜色的变化，进而实现道路的通行疏导。
3.在道路交通管理中，通常需要了解信号机中道路信号灯控制方案的具体情况，以在路口的控制、分析、预测等场景，提高路口的通行效率。例如，随着城市智慧交通的不断推进，越来越多的智能交通设备出现在人们的眼前，这些设备一般以路段信号灯控制方案和路侧感知信息为支撑，使交通系统在区域内具备更强的感知、互联、分析、预测、控制等能力。但目前信号机一般由专门的厂家生产，不同厂家通信标准不同，并且有的不对外开放，因此对信号灯控制方案的获取成了问题，即使与厂家对接开发完成，以得到信号灯控制方案后，如果更换信号机厂家，就需要再次进行开发，增加更多的时间、精力消耗。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题，为达上述目的，本发明提供了一种信号灯控制方案确定方法，包括步骤：获取信号灯的灯色信息，其中，所述信号灯包括多个灯组；当根据所述灯色信息确定所述信号灯出现灯色变化时，生成信号灯步伐数据，其中，每个所述信号灯步伐数据均包括各所述灯组的灯色信息和所述信号灯出现所述灯色变化的灯色变化间隔时间；根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案。
5.本发明中的信号灯控制方案确定方法，在获取信号灯的灯色信息时，可以用于信号灯灯色变化的判断，以及记录后作为信号灯步伐数据，信号灯控制方案按照周期性控制，因此生成的多个包括灯色信息和灯色变化间隔时间的信号灯步伐数据也同样会体现周期性变化，以此，将各信号灯步伐数据进行对比，能够用于确定出信号灯控制方案，在信号灯控制方案的确定过程中，无需对接信号机厂商开发专门的接口直接进行信息交互，直接采集信号灯的灯色变化情况即能够实现信号灯控制方案的确定，以此，开发成本更低，适用性更强，使用也更加便捷，能够避免多次开发。
6.进一步地，所述根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案包括步骤：设定所述信号灯步伐数据中的其中一个为所述信号灯控制方案的一个周期的周期头数据；
将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据；根据所述周期头数据以及所述周期头数据与所述下一周期头数据之间的所述信号灯步伐数据确定所述信号灯控制方案。
7.进一步地，所述将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据包括步骤：确定所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据中与所述周期头数据匹配的第一个所述信号灯步伐数据，作为初步匹配数据；将所述周期头数据与所述初步匹配数据之间的所述信号灯步伐数据分别与所述初步匹配数据后的所述信号灯步伐数据进行对比；若对比一致，则确定所述初步匹配数据为所述下一周期头数据；否则，在所述初步匹配数据后的所述信号灯步伐数据中，重新确定所述下一周期头数据。
8.进一步地，所述将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据包括步骤：在所述周期头数据间隔第一预设数量个所述信号灯步伐数据后，将所述信号灯步伐数据依次与所述周期头数据进行对比，根据对比情况确定所述下一周期头数据。
9.进一步地，所述根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案还包括步骤：当持续对比所述周期头数据和所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据符合预设对比情况时，重新设定所述周期头数据，所述重新设定的所述周期头数据为前一个所述周期头数据后间隔第二预设数量的所述信号灯步伐数据；其中，所述预设对比情况包括：持续生成的所述信号灯步伐数据对应的数量达到预设阈值，和/或与所述周期头数据进行对比的所述信号灯步伐数据的数量达到预设对比数量。
10.进一步地，所述当根据所述灯色信息确定所述信号灯出现灯色变化时，生成信号灯步伐数据包括步骤：当接收到第一个所述灯组出现灯色变化后，经预设延迟时间生成所述信号灯步伐数据，其中，所述预设延迟时间根据所述灯组的数量确定。
11.进一步地，信号灯控制方案确定方法，还包括步骤：获取所述信号灯的电压值；根据所述电压值确定所述信号灯的所述灯色信息。
12.本发明还提出了一种智能交通设备的数据处理方法，根据如上所述的信号灯控制方案确定方法得到的信号灯控制方案进行智能交通设备的数据处理。
13.本发明中的智能交通设备的数据处理方法，其可以用于路侧的智能交通设备，以能够在在快速准确地确定出信号灯控制方案后，根据信号灯控制方案进行数据处理，进而在智能交通设备实现交通数据分析、预测以及设备控制，其技术效果与上述信号灯控制方案确定方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
14.本发明还提出了一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处
理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的信号灯控制方案确定方法，或实现如上所述的智能交通设备的数据处理方法。
15.本发明中的计算设备与上述信号灯控制方案确定方法和智能交通设备的数据处理方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
16.本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的信号灯控制方案确定方法，或实现如上所述的智能交通设备的数据处理方法。
17.本发明中的计算机可读存储介质与上述信号灯控制方案确定方法和智能交通设备的数据处理方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
附图说明
18.图1为本发明实施例中信号灯控制方案确定方法的流程示意图；图2为本发明实施例中交通信号灯的数据传输示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
20.要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
21.参照图1所示，本发明实施例提出了一种信号灯控制方案确定方法，包括步骤：s1、获取信号灯的灯色信息，所述信号灯包括多个灯组；具体地，本发明实施例中，对于信号灯控制方案的确定，基于信号的灯色信息实现，信号灯包括多个灯组，如东西南北方向的机动车通信灯组和行人灯组等，对应地，在同一时刻，获取的是所有灯组的灯色信息。
22.s2、当根据所述灯色信息确定所述信号灯出现灯色变化时，生成信号灯步伐数据，其中，每个所述信号灯步伐数据均包括各所述灯组的灯色信息和所述信号灯出现所述灯色变化的灯色变化间隔时间；当灯色信息出现变化，如获取的灯色信息为绿灯变换为黄灯，即可以判定出现灯色变化，该信号灯灯组的灯色信息（黄灯）即为当前获取信号灯步伐数据的灯色信息的其中一个。
23.由于信号灯控制过程中会频繁出现灯色变化，因此每次灯色变化时均会产生一条信号灯步伐数据，灯色依次变化生成的多条信号灯步伐数据即分别为第一步伐、第二步伐
…
第n步伐的信号灯步伐数据。
24.对于灯色变化间隔时间，本发明实施例中，为信号灯整体出现灯色变化时确定的灯色变化间隔时间，如第一步伐的信号灯步伐数据在出现东西方向灯色变化采集，第二步伐的信号灯步伐数据在出现南北方向灯色变化时采集，对于相邻的两个步伐，灯色变化间隔时间即两个步伐初始时间的间隔时间，也即前一步伐的持续时间。
25.s3、根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案。
26.在信号灯控制中，信号灯控制方案一般涉及到信号灯灯色的切换以及在一个周期中灯色的维持时间，在一个信号灯控制方案周期中，当灯色维持时间达到预定时间，将当前灯色切换至下一灯色，并且下一灯色按照预设的时间持续，以此持续按照周期循环。在此过程中，生成的多个包括灯色信息和灯色变化间隔时间的信号灯步伐数据也同样会体现周期性变化，以此，持续检测信号灯步伐数据，并将各信号灯步伐数据之间进行对比，能够准确确定出信号灯控制方案的周期，进而在周期确定后，可以根据信号灯步伐数据所记录的灯色和各个灯组中灯色变化的时间点，确定出信号灯控制方案的灯色序列和倒计时序列。由此，本发明实施例中的对于信号灯控制方案的确定，无需对接信号机厂商开发专门的接口直接进行信息交互，通过直接采集信号灯的灯色变化情况，即能够实现，以此，开发成本更低，适用性更强，使用也更加便捷，能够避免多次开发。
27.在其它实施例中，灯色变化间隔时间也可以是信号灯中出现灯色变化的灯组对应的灯色变化间隔时间，如红灯变为绿灯时之间的间隔时间，在这种情况下，对于包括多个灯组的信号灯整体，一个信号灯步伐数据可能包括多个灯色变化间隔时间，如东西方向和南北方向同时产生颜色变化，此时确定新的一个信号灯步伐数据中存在两个灯色变化间隔时间，由于东西方向和南北方向上一次颜色变化时间可能存在不同，因此两个灯色变化间隔时间不同，以此构成一个信号灯步伐数据，用于与其它信号灯步伐数据对比，以确定信号灯控制方案的周期，进而确定出具体的信号灯控制方案。
28.在本发明的一个可选的实施例中，所述信号灯控制方案确定方法，还包括步骤：获取所述信号灯的电压值；根据所述电压值确定所述信号灯的所述灯色信息。
29.本发明实施例中，通过采集信号灯的电压值，以根据电压值确定信号灯的灯色信息，通常情况下，信号灯的各灯组连接灯控板进行控制，可通过获取灯控板传输的数据以确定信号灯的电压值，进而获取信号灯的灯色信息，具体地，可以将信号灯中各个灯组的电压值与预设电压值进行对比，从而确定该灯组中的各显示灯的点亮状态，从而确定各灯组的灯色信息，以图2为例，若信号灯东方向机动车红、黄、绿三个灯接入的是灯控板一的三条输入，三条输入分别对应数模转换器1、2、3三条通道，即红灯对应通道1，黄灯对应通道2，绿灯对应通道3，数模转换完成后，每个通道会有一个转换结果值，考虑电压不稳定时浮动情况，设定电压值高于预设电压值200v时为灯亮，若此时通道3转换结果大于200v，那么此时认为东方向机动车灯组灯色为绿灯，同理，若通道1电压值大于200v，则此时灯色为红灯。由此，本发明实施例中，通过电压值能够快速判断信号灯中各灯组的灯色，并且实时性通用性均较好。
30.在本发明的一个可选的实施例中，所述当根据所述灯色信息确定所述信号灯出现灯色变化时，生成信号灯步伐数据包括步骤：当接收到第一个所述灯组出现灯色变化后，经预设延迟时间生成所述信号灯步伐数据，其中，所述预设延迟时间根据所述灯组的数量确定。
31.本实施例中，信号灯包括多个灯组，对应地，在生成信号灯步伐数据时，每个信号灯步伐数据包括数据生成时刻每个灯组的灯色情况，如图2中所示的信号灯，其在东西南北方向上均包括4个灯组，每个灯组包括3个显示灯，以此每个方向包括12个显示灯，对于每个
方向连接的灯控板，12个显示灯通过12根线与灯控板的输入口连接，每个输入口对应一个数模转换器的转换通道，数模转换器转换结果为当前通道的电压值，通过电压值能够判断出当前通道对应的灯的亮灭状态，再通过通道与显示灯的对应关系，就能够推导出当前路口各个灯组的状态，如果判断出当前方向灯色有改变，则将当前方向的所有灯组的状态打包，通过串口进行数据传输，进而通过本发明所述的信号灯控制方案确定方法确定信号灯控制方案，由于数据传输过程中存在延时，且对于多方向的灯组，其存在多个灯组灯色同时变化的情况，因此，本发明实施例中，当接收到第一个所述灯组出现灯色变化时，并不立刻确定当前所有灯组的灯色信息，并结合灯色变化间隔时间生成信号灯步伐数据，而是在经过一定的预设延迟时间后，进行数据采集并生成所述信号灯步伐数据，以此消除时延，保证数据完整性。
32.在一具体的示例中，对于图2中东西方向的灯控板，即灯控板一和灯控板二检测到灯色发生变化，分别将两个方向的灯组灯色信息进行打包发送（两块灯控板独立工作，互不干扰），串口传输数据按照队列的形式传输，灯控板一数据先到串口，此时灯控板一的数据在此排队，一位一位向计算设备传输，灯控板二数据排于灯控板一数据后，待其传输完成后开始传输，一块灯控板数据传输完成需要10ms，灯控板一接收完成后还需要等待10ms，等待灯控板二数据传输完成，此时该步伐的数据才算完整准确，如果不进行等待，接收到一块直接就开始进行计算，那么结果将不正确。两块板需要10ms，那么四块板的时候可能需要30ms，设置延迟时间可稍大于30ms，所以可以设置预设延迟时间为40ms，等待40ms后，若无新数据到达，我们判定数据接收完成，此时才生成完整的信号灯步伐数据，用于进行信号灯控制方案的确定。
33.对于在新的信号灯步伐数据生成的过程中，未产生灯色变化的灯组，新的信号灯不发数据的灯色数据采用上一步伐的数据，即维持不变。
34.在初次进行信号灯步伐数据生成以及确定信号灯控制方案的过程中，可将按顺序得到的前面两条信号灯步伐数据当作无效数据处理，以此确保数据有效性。
35.在本发明的一个可选的实施例中，所述根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案包括步骤：设定所述信号灯步伐数据中的其中一个为所述信号灯控制方案的一个周期的周期头数据；将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据；根据所述周期头数据以及所述周期头数据与所述下一周期头数据之间的所述信号灯步伐数据确定所述信号灯控制方案。
36.本发明实施例中，在对比各个信号灯步伐数据确定信号灯控制方案时，生成信号灯步伐数据后，可将信号灯步伐数据进行存储，以供后续对比，其中，在存储过程中，可记录信号灯步伐数据对应的步伐数，以减少不必要的比较。由于信号灯控制方案以周期进行运转，因此确定出信号灯控制方案的一个周期，结合该周期内的信号灯各类数据，即可以确定出最终的信号灯控制方案。
37.在进行对比时，预设一个信号灯步伐数据为信号灯控制方案的一个周期的周期头数据，可以理解，在信号灯控制方案运转过程中，持续对信号灯步伐数据进行对比，可以找
到与周期头数据相匹配的下一个周期头数据，即确定出一个信号灯控制方案周期，周期头数据、所述周期头数据与所述下一周期头数据之间的所述信号灯步伐数据即体现的是一个信号灯控制方案周期内灯组灯色变化情况，对于信号灯步伐数据，其包括有所有灯组的灯色信息，相应地，这些灯组灯色信息相关的时间信息可以在确定一个周期内所有步伐数据后进行单独确定或者提前计时采集，最终，灯色信息和时间信息共同构成信号灯控制方案。
38.其中，结合灯色和灯色变化间隔时间等两类不同性质的参数结合判断数据之间是否匹配对应，以此能够准确判断出两个相邻的周期头。
39.在本发明的一个可选的实施例中，所述将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据包括步骤：确定所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据中与所述周期头数据匹配的第一个所述信号灯步伐数据，作为初步匹配数据；将所述周期头数据与所述初步匹配数据之间的所述信号灯步伐数据分别与所述初步匹配数据后的所述信号灯步伐数据进行对比；若对比一致，则确定所述初步匹配数据为所述下一周期头数据；否则，在所述初步匹配数据后的所述信号灯步伐数据中，重新确定所述下一周期头数据。
40.本实施例在周期头数据后的信号灯步伐数据中确定下一周期头数据时，将确定的第一个与周期头数据匹配的数据视为初步匹配数据，而并不直接作为下一周期头数据，在确定初步匹配数据后，将周期头数据与初步匹配数据之间的信号灯步伐数据分别与初步匹配数据后的信号灯步伐数据进行对比，以此判断信号灯控制方案的周期是否开始重复，例如周期头数据为第三步伐的信号灯步伐数据，初步匹配数据为第十二步伐的信号灯步伐数据，若初步匹配数据为下一周期头数据，则第三步伐的信号灯步伐数据到第十一步伐的信号灯步伐数据应当与第十二步伐的信号灯步伐数据到第二十步伐的信号灯步伐数据一一对应。
41.在对比过程中若确定对比一致，则表示周期开始重复，此时初步匹配数据即可确定为下一周期头数据。否则即表示该初步匹配数据可能仅仅是一个控制周期中的数据，而不能视为下一周期的头部数据，因此，在初步匹配数据后的信号灯步伐数据中，重新进行下一周期头数据的寻找。
42.在本发明的一个可选的实施例中，所述将所述周期头数据与所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据进行对比，根据对比情况确定下一周期头数据包括步骤：在所述周期头数据间隔第一预设数量个所述信号灯步伐数据后，将所述信号灯步伐数据依次与所述周期头数据进行对比，根据对比情况确定所述下一周期头数据。
43.在本发明实施例中，在周期头数据后寻找下一周期头数据，并具体在周期头数据后间隔第一预设数量个信号灯步伐数据后，才开始进行信号灯步伐数据与周期头数据对比，以进行下一周期头数据的对比确定，以此减少计算工作量，提升对比效率。
44.其中，第一预设数量具体可根据道路交通规划经验进行设定，例如一个四个方向的十字路口，没有行人灯组，机动车灯组每个方向按照绿、黄、红的顺序进行轮放，那么在进行信号灯步伐数据生成中，每方向有3个步伐，4个方向12个步伐，所以一个信号灯控制方案周期可能是12个步伐，此时可设置第一预设数量为9，周期头数据视为步伐0的数据，那么步
伐1-9将不会进行校验，减少了比对次数，提升了程序效率。
45.在本发明的一个可选的实施例中，所述根据各个所述信号灯步伐数据之间的对比情况，确定信号灯控制方案还包括步骤：当持续对比所述周期头数据和所述周期头数据后的所述信号灯步伐数据符合预设对比情况时，重新设定所述周期头数据，所述重新设定的所述周期头数据为前一个所述周期头数据后间隔第二预设数量的所述信号灯步伐数据；其中，所述预设对比情况包括：持续生成的所述信号灯步伐数据对应的数量达到预设阈值，和/或与所述周期头数据进行对比的所述信号灯步伐数据的数量达到预设对比数量。
46.某些情况下，初次设定的周期头数据可能有误，因此判断确定的周期头数据是否有误以及重新设定周期头数据，以确保能够确定出信号灯控制方案的周期，具体地，在信号灯控制方案的确定过程中，信号灯步伐数据为实时持续获得，并在确定一个信号灯控制方案的周期以能够生成信号灯控制方案时，即能够停止进行信号灯步伐数据的生成，因此在持续生成的信号灯步伐数据较多，达到预设阈值时，则表示可能出现周期头数据设定有误的情况。
47.另外，与周期头数据进行对比的信号灯步伐数据的数量也可以进行确定，若数量较高，达到预设对比数量，明显不符合一个信号灯控制方案的周期情况，此时也可表示出现周期头数据设定有误的情况。
48.在符合上述情况的一种时，可以进行周期头数据的重新设定，在周期头数据后的信号灯步伐数据中设定新的周期头数据，具体地，可以设定周期头数据后一个信号灯步伐数据为新的周期头数据，进而利用新的周期头数据确定下一周期头数据，此时第二预设数量即被设定为0，在其它实施例中，也可设定为其它值。
49.在本发明的一个可选的实施例中，在确定信号灯控制方案后，可以将信号灯控制方案存储于设备，并将其标记变量置为1，否者标记变量置为0，当信号灯控制方案出现变化后，可将标记变量置为0，并对设备中存储的相应数据进行情况，进行重新确定。
50.本发明另一实施例的一种智能交通设备的数据处理方法，根据如上所述的信号灯控制方案确定方法得到的信号灯控制方案进行智能交通设备的数据处理。
51.本发明实施例中的智能交通设备的数据处理方法，其可以用于路侧的智能交通设备，以能够在快速准确地确定出信号灯控制方案后，根据信号灯控制方案进行数据处理，进而在智能交通设备实现交通数据分析、预测以及设备控制，其技术效果与上述信号灯控制方案确定方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
52.本发明另一实施例的一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上所述的信号灯控制方案确定方法，或实现如上所述的智能交通设备的数据处理方法。
53.本发明实施例中的计算设备与上述信号灯控制方案确定方法和智能交通设备的数据处理方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
54.本发明另一实施例的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的信号灯控制方案确定方法，或实现如上所述的智能交通设备的数据处理方法。
55.本发明所述的计算机可读存储介质与上述信号灯控制方案确定方法和智能交通设备的数据处理方法的技术效果相近似，在此不再进行赘述。
56.一般来说，用于实现本发明方法的计算机指令的可以采用一个或多个计算机可读的存储介质的任意组合来承载。非临时性计算机可读存储介质可以包括任何计算机可读介质，除了临时性地传播中的信号本身。
57.计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
58.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言，特别是可以使用适于神经网络计算的python语言和基于tensorflow、pytorch等平台框架。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
59.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。