一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯及信号控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯及信号控制方法，包括依次连接的视频检测装置、图像处理模块、优化配时计算模块和控制模块以及交通信号显示模块，首先，视频检测装置拍摄实际路况，得到车辆排队照片，并运用图像处理模块数字图像处理技术的边缘算子提取，根据建立的车队长度模型，计算得出当前车队长度；然后，通过无线通信将车队长度信息传递到单片机的通信端口上，由单片机中嵌入的线性算法，根据当前车队长度计算出最优绿灯时长，本发明基于信号控制处理技术的智能红绿灯及信号控制方法，解决了交通红绿灯根据车流量智能变换，从而达到减少交通压力，节能减排的目的。
【专利说明】一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯及信号控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通信号灯【技术领域】，具体涉及一种基于信号控制处理技术的智能红 绿灯，本发明还涉及采用上述智能红绿灯进行信号控制的方法。
【背景技术】
[0002] 目前广泛使用的交通指示灯存在有一定的不足，无论车流量的高峰期还是低谷 期，绝大部分的交通灯各个状态的工作时间相对固定，还有少部分的交通灯简单的设定了 根据时间段来调整指示灯的时间控制装置，但是这样的控制非常不灵活，不符合现代社会 "节能减排，高效发展"等理念。由于在大城市新建和扩建道路的可能性受空间制约越来越 小，当前城市交通管理的重点也侧重于加强交通管理，对平面交叉口的研究一般都是应用 交通信号在时间上给车辆分配通行权，从而实现车辆在时间上的分离。因此，针对以上不 足，设计一款智能的交通灯，通过采集车流量信息，使交通灯时间随着车流量的变化而灵活 改变，从而达到减少交通压力，节能减排的目的是非常必要的。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，解决了现有技术 中存在的交通红绿灯不能根据车流量智能变换的问题，从而达到减少交通压力，节能减排 的目的。
[0004] 本发明的另一目的在于提供一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯的信号控 制方法。
[0005] 本发明所采用的第一技术方案是，一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，包 括依次连接的视频检测装置、图像处理模块、优化配时计算模块、控制模块及交通信号显示 模块。
[0006] 本发明第一技术方案的特点还在于，
[0007] 控制模块为AT89C52单片机。
[0008] 交通信号显示模块由4组红绿黄三色信号灯指示模块组成。
[0009] 4组红绿黄三色信号灯指示模块由LED数码管构成。
[0010] 本发明采用的第二技术方案是，一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯的信号 控制方法，采用基于信号控制处理技术的智能红绿灯，所述基于信号控制处理技术的智能 红绿灯结构为：包括依次连接的视频检测装置、图像处理模块、优化配时计算模块、控制模 块及交通信号显示模块；
[0011] 具体按照以下步骤实施：
[0012] 步骤1 :通过视频检测装置采集路况车辆图片，再基于图像处理模块进行图像边 缘检测，将检测的像素点输到优化配时计算模块；
[0013] 步骤2 :优化配时计算模块计算所述步骤1得到的图像首尾的像素点的距离，得到 车队长度；
[0014] 步骤3 :将步骤2得到的车队长度以数字信号的形式输入控制模块，控制模块通过 内置的线性算法计算得出一个最优化的绿灯时间；将控制模块计算得到的最优化的绿灯时 间以电信号传输到交通信号显示模块实现对交通灯的智能实时控制。
[0015] 本发明第二技术方案的特点还在于，
[0016] 步骤2中计算车队长度具体按照以下步骤实施：
[0017] 根据车队长度计算公式：
【权利要求】
1. 一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，包括依次连接的视频检测 装置（1)、图像处理模块（2)、优化配时计算模块（3)、控制模块（4)及交通信号显示模块 (5)。
2. 根据权利要求1所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述控制模块（4)为AT89C52单片机。
3. 根据权利要求1所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述交通信号显示模块（5)由4组红绿黄三色信号灯指示模块组成。
4. 根据权利要求3所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述4组红绿黄三色信号灯指示模块由LED数码管构成。
5. -种基于信号控制处理技术的智能红绿灯的信号控制方法，其特征在于，采用基于 信号控制处理技术的智能红绿灯，所述基于信号控制处理技术的智能红绿灯结构为：包括 依次连接的视频检测装置（1)、图像处理模块（2)、优化配时计算模块（3)、控制模块（4)及 交通信号显示模块（5); 具体按照以下步骤实施： 步骤1 :通过视频检测装置（1)采集路况车辆图片，再基于图像处理模块（2)进行图像 边缘检测，将检测的像素点输到优化配时计算模块（3); 步骤2 :优化配时计算模块（3)计算所述步骤1得到的图像首尾的像素点的距离，得到 车队长度； 步骤3 :将步骤2得到的车队长度以数字信号的形式输入控制模块（4)，控制模块（4) 通过内置的线性算法计算得出一个最优化的绿灯时间；将控制模块（4)计算得到的最优化 的绿灯时间以电信号传输到交通信号显示模块（5)实现对交通灯的智能实时控制。
6. 根据权利要求5所述的基于信号控制处理技术的智能红绿灯的信号控制方法，其特 征在于，所述的步骤2中计算车队长度具体按照以下步骤实施： 根据车队长度计算公式：
公式中，Θ为视频检测装置（1)的视场角度；f为检测到的一像素点对应的角度；L为 r 检测到的一个像素点对应的实际长度；r为图像的垂直分辨率；h为视频检测装置（1)的安 装高度；d为摄像头到车队末端的水平距离。
7. 根据权利要求5所述的基于信号控制处理技术的智能红绿灯的信号控制方法，其特 征在于，所述的步骤3具体如下： 1) ，设摄像头拍摄的距离为Ltl，一个信号周期内绿灯最小时间Tmin，绿灯最大时间Tmax, 车队长度为L ; 2) ，单片机开始控制，初始化设定一个路口绿灯初始放行时间Ttl ; 3) ，视频检测装置（1)拍摄车流图片，通过图像处理模块（2)进行处理，计算获取该相 位的车辆排队长度L ; 4) ，设定绿灯放行时间是t_green = Τ。+ Λ tXL，其4
5) ,依据第三步获取另一相位的车辆长度L'，此时设定一个网但Lci = iUU，右L· < L。， 继续以绿灯放行时间t_green放行正在通行的相位，直至正在通行的相位达到最大周期， 转向另一个相位； 6) ，若L' > Lci,则中断正在通行的相位转向执行另一相位； 7) ，若正在放行的相位的绿灯时间t_green超过Tmax,转向下一个相位； 8) ，放行相位绿灯结束，另一个相位的绿灯放行Imin，并重复3)?6)，依次循环反复，从 而实现对信号灯系统的智能控制。
8. 根据权利要求5所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述控制模块（4)为AT89C52单片机。
9. 根据权利要求5所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述交通信号显示模块（5)由4组红绿黄三色信号灯指示模块组成。
10. 根据权利要求9所述的一种基于信号控制处理技术的智能红绿灯，其特征在于，所 述4组红绿黄三色信号灯指示模块由LED数码管构成。
【文档编号】G08G1/08GK104376732SQ201410606155
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】杨玮, 雷静琦, 黄璜, 张玥, 贺倩倩, 李程 申请人:陕西科技大学