本申请涉及交通灯控制技术领域，尤其涉及基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制方法及系统，以降低和防止车辆在交通路口发生拥堵的几率。
背景技术：
在城市交通中，随着车辆数目的增加，道路拥堵的情况越来越普遍，而其中一个重要的原因就是车辆在绿灯通过一个路口时，由于前方车辆已经占满了前方路段，而不能在绿灯结束时离开路口，因此不得不停留在路口当中，同时阻碍其它方向依绿灯通行的车流，造成路口上的车辆拥堵或“叉”住的现象；又或者，在一些交叉路口某些路段上的车辆拥堵不堪地等待绿灯，而在交叉路口的另一些路段上的车流量极少而又给予了太多绿灯时间。
目前，现有的交通灯的时间切换都是固定时间，这种控制固定的红绿灯时间易造成道路交通的利用率低，加速车辆拥塞，甚至发生交通事故。
技术实现要素：
本申请实施例提出了基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制方法及系统，以解决现有交通灯的控制还无法具体到对单个路口实行实时地智能化管理的技术问题。
在一个方面，本申请实施例提供了基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制方法，包括：
当交通灯为绿灯时，获取第一摄像头采集到的交通灯导流的车流去向信息及第二摄像头采集到的交通灯导流的车流来向信息；
根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度；
根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
优选地，所述根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度的步骤包括：
当监测到车流去向方向的路段上的车辆处于行驶速度减缓状态或停止状态时，计算出车流去向方向上，处于行驶速度减缓状态或停止状态的最后车辆到达所述交通灯一端的路段长度。
优选地，所述车流来向信息至少包括已经在路口上的车辆数目及车辆类型，以及即将通过路口的车辆数目、车辆类型和车辆平均行驶速度。
优选地，根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间的步骤包括：
根据车辆类型计算出车辆长度；
当已经在路口上的车辆总长度与即将通过路口的车辆总长度的总合不超过所述剩余路段长度时，确定即将通过路口的车辆数目；
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
优选地，所述已经在路口上的车辆总长度还包括，第一摄像头和第二摄像头之间的采集盲区距离。
优选地，所述根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间包括：
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，计算出所确定的即将通过路口的车辆总长度；
根据所确定的即将通过路口的车辆总长度以及车辆平均行驶速度，计算出所述交通灯绿灯的延时切换时长；
所述显示时间为，所述交通灯绿灯预置的显示时长与延时切换时长的总和。
优选地，所述交通灯绿灯的延时切换时长还包括冗余时长，根据车辆之间的距离以及车辆平均行驶速度计算得到所述冗余时长。
在另一个方面，本申请实施例提供了基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统，包括：
摄像头装置，用于当交通灯为绿灯时，获取第一摄像头采集到的交通灯导流的车流去向信息及第二摄像头采集到的交通灯导流的车流来向信息；
处理器，用于根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度；以及，
根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
优选地，所述处理器包括：
当监测到车流去向方向的路段上的车辆处于行驶速度减缓状态或停止状态时，计算出车流去向方向上，处于行驶速度减缓状态或停止状态的最后车辆到达所述交通灯一端的路段长度。
优选地，所述车流来向信息至少包括已经在路口上的车辆数目及车辆类型，以及即将通过路口的车辆数目、车辆类型和车辆平均行驶速度。
优选地，所述处理器包括：
根据车辆类型计算出车辆长度；
当已经在路口上的车辆总长度与即将通过路口的车辆总长度的总合不超过所述剩余路段长度时，确定即将通过路口的车辆数目；
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
优选地，所述已经在路口上的车辆总长度还包括，第一摄像头和第二摄像头之间的采集盲区距离。
优选地，所述根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间包括：
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，计算出所确定的即将通过路口的车辆总长度；
根据所确定的即将通过路口的车辆总长度以及车辆平均行驶速度，计算出所述交通灯绿灯的延时切换时长；
所述显示时间为，所述交通灯绿灯预置的显示时长与延时切换时长的总和。
优选地，所述交通灯绿灯的延时切换时长还包括冗余时长，根据车辆之间的距离以及车辆平均行驶速度计算得到所述冗余时长。
有益效果如下：
本申请实施例所提供的基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制方法及系统，当交通灯为绿灯时，获取第一摄像头采集到的交通灯导流的车流去向信息及第二摄像头采集到的交通灯导流的车流来向信息；根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度；根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间。即通过判断车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度，智能化地控制交通灯绿灯的显示时间以避免放行过多的车辆而造成交通拥堵，实现对路口交通的精准调控。
附图说明
下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：
图1示出了本申请实施例一中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法原理图；
图2示出了本申请实施例二中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图一；
图3示出了本申请实施例三中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图二；
图4示出了本申请实施例四中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图三；
图5示出了本申请实施例五中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的系统架构图。
具体实施方式
为了使本申请的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。
发明人在研究本申请的过程中注意到：利用摄像头来获取路口车流和道路拥堵信息，利用图像处理与分析技术来调控交通灯，即基于对交通路口的实时、精准地调控，以最大限度地增加车流，同时减少车辆拥堵在路口的机率，实现交通灯显示时间的合理控制以保持车流畅通。
为了便于本申请的实施，下面以实例进行说明。
实施例一、
图1示出了本申请实施例一中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法原理图，如图1所示，包括：
步骤101：当交通灯为绿灯时，获取第一摄像头采集到的交通灯导流的车流去向信息及第二摄像头采集到的交通灯导流的车流来向信息。
步骤102：根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度。
步骤103：根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
实施中，所述交通灯导流的方向包含前行、左转、右转。
实施中，在步骤102中，所述根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度的步骤包括：
当监测到车流去向方向的路段上的车辆处于行驶速度减缓状态或停止状态时，计算出车流去向方向上，处于行驶速度减缓状态或停止状态的最后车辆到达所述交通灯一端的路段长度。
实施中，所述车流来向信息至少包括已经在路口上的车辆数目及车辆类型，以及即将通过路口的车辆数目、车辆类型和车辆平均行驶速度。
实施中，根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间的步骤包括：
根据车辆类型计算出车辆长度；
当已经在路口上的车辆总长度与即将通过路口的车辆总长度的总合不超过所述剩余路段长度时，确定即将通过路口的车辆数目；
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
实施中，所述已经在路口上的车辆总长度还包括，第一摄像头和第二摄像头之间的采集盲区距离。
实施中，所述根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间包括：
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，计算出所确定的即将通过路口的车辆总长度；
根据所确定的即将通过路口的车辆总长度以及车辆平均行驶速度，计算出所述交通灯绿灯的延时切换时长；
所述显示时间为，所述交通灯绿灯预置的显示时长与延时切换时长的总和。
实施中，所述交通灯绿灯的延时切换时长还包括冗余时长，根据车辆之间的距离以及车辆平均行驶速度计算得到所述冗余时长。
实施中，交通灯显示的控制系统能够与现有的交通管理技术结合使用。
为描述方便，假设交通灯安装在一个直行的单一行车道的路口上，在该路口控制某一个方向的交通灯上同时安装有指向交通灯后方的第一摄像头和面向交通灯前方的第二摄像头。在交通灯为绿灯时，第一摄像头和第二摄像头同时采集并记录上述两个方向的车流数据，即利用图像处理软件，通过分析第一摄像头的视频可知，当下一路段车辆速度减缓或开始停止时，则说明下一路段不能持续通过车辆。在绿灯显示时间t内估计出下一路段能够容纳车辆的路段长度l，其中，第二摄像头的视频中包括，即将通过路口的前
其中，g1是已经在路口上的第一辆车的估计长度，gm是已经在路口上的最后一辆车的估计长度。类似地，f1是排在第二摄像头的视频中第一辆车的估计长度，
公式(2)为理想状态下通过
在上面描述的例子中，我们假设智能化交通灯安装在一个直行路口，在实际使用中，该智能化交通灯也可以装置在左转或右转路口上，并且可以同时安装在具有直行，左转，和右转的路口，以实现对不同方向车流的精准调控。
实施例二、
图2示出了本申请实施例二中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图一，如图2所示，利用摄像头实时采集车流数据，以一个十字路口为例，假设该路口只有自东向西一个单行线和一个自南向北的单行线，路口的车流自东向西方向行驶，交通灯包括两个摄像头，位于路口bc，第一摄像头对准路段ba，用于采集离开路口的车流信息，第二摄像头对准自东向西进入路口的车流，用于采集路段cd的车流信息。具体方法流程为：
步骤201：在交通灯为绿灯时，第一摄像头记录路段ba靠近路口bc一端的车流信息，用于判断路段ba能够容下车辆的路段长度。当第一摄像头记录并经数字信号处理器判断车辆1已经停止在路段ba上时，继续判断路段be能够继续容纳车辆的长度。
步骤202：第二摄像头记录已经在路口bc上的车辆数目、车辆类型，路段cd上的车辆数目、车辆类型，以及车辆的平均车速，并由数字信号处理器计算路段be上容纳路段bc和cd上前n个车辆所需的时间t，即东西向交通灯将在t秒后自动切换为红灯。
具体为，数字信号处理器计算出左侧路段be还能容纳三辆车，从而确定将放行路口上的车辆2和3，及右侧路段cd上的车辆4后切换为红灯，其中实线符号表示实际车辆，虚线符号表示可以容纳车辆的空间。
在本实施例中，东西向交通灯只允许3辆车通过，以保证该3辆车能够在东西向绿灯状态下离开路口bc并完全进入到路段ba，在东西向交通灯切换为红灯时，南北向交通灯从红灯切换为绿灯放行该方向的车辆，从而避免阻碍自南向北的车流。
其中，数字信号处理器实时分析路段ba、路口bc及路段cd上的车流信息，在对路段ba上的车流数据进行分析时，数字信号处理器跟踪并计算第二摄像头视野中的车流速度，当车流速度降低时，数字信号处理器确定路段ba上的车辆即将完全停止，从而开始估计路段ba还能容纳车辆的长度l。同时，数字信号处理器根据第一摄像头视野中的车流速度，计算交通灯绿灯继续放行的时间t。
实施例三、
图3示出了本申请实施例三中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图二，如图3所示，在第二摄像头a和第一摄像头b之间存在一个盲区，对于路段fg，在安装调试交通灯时已对fg的实际长度进行准确测量，对于盲区内的车流信息，数字信号处理器根据摄像头a和b的视屏估计盲区内的车辆数目k1。
实施例四、
图4示出了本申请实施例四中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的方法流程图三，如图4所示，交通灯同样能够应用在左转和右转路口，即将交通灯安装在自南向北的左转路口bc。在左转路口，第一摄像头和第二摄像头分别对准自东向西完成左转离开路口的车流，以及自南向北进入路口左转的车流，以获取车流信息。具体实现为：
第一摄像头对准路段ba，利用数字信号处理器确定已经完成左转离开路口的车辆1，以及剩余路段be的长度，即路段be还能够容纳三辆车；第二摄像头对准路段hj，利用数字信号处理器确定绿灯显示的时间长度，即放行路口bc上的车辆2及路段hj上的车辆3和4后切换为红灯。其中，实线符号表示实际车辆，虚线符号表示能够容纳车辆的空间。
实施中，本申请能够与现有的交通灯管理系统相结合，既支持独立运行也支持控制中心的调控。例如，在设有中央控制系统的交通灯上，当中央控制系统中一个路口某个方向的绿灯放行时间为k1秒时，设置在绿灯切换的最后k2秒时开始运行本申请涉及的控制方法，其中，k1>k2。
实施中，本申请支持中央控制系统的远程操控，在特殊情况下可以暂时取消其调节交通信号的功能，类似地，亦可在远程操控下恢复其调节交通信号的功能。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了一种基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统，由于这些设备解决问题的原理与一种基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制方法相似，因此这些设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
实施例五、
本申请的基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统包括两个或多个摄像头以及一个处理器，摄像头用于指向车流的不同方向并实时采集图像数据，即车流数据，处理器用于根据图像数据，利用图像处理算法控制交通灯的显示。
图5示出了本申请实施例五中基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示控制的系统架构图，如图5所示，系统可以包括：
摄像头装置501，用于当交通灯为绿灯时，获取第一摄像头采集到的交通灯导流的车流去向信息及第二摄像头采集到的交通灯导流的车流来向信息；
处理器502，用于根据所述车流去向信息，确定车流去向方向上靠近所述交通灯一端的剩余路段长度；以及，
根据所述车流来向信息及所述剩余路段长度，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
实施中，所述处理器501包括：
当监测到车流去向方向的路段上的车辆处于行驶速度减缓状态或停止状态时，计算出车流去向方向上，处于行驶速度减缓状态或停止状态的最后车辆到达所述交通灯一端的路段长度。
实施中，所述车流来向信息至少包括已经在路口上的车辆数目及车辆类型，以及即将通过路口的车辆数目、车辆类型和车辆平均行驶速度。
实施中，所述处理器501包括：
根据车辆类型计算出车辆长度；
当已经在路口上的车辆总长度与即将通过路口的车辆总长度的总合不超过所述剩余路段长度时，确定即将通过路口的车辆数目；
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间。
实施中，所述已经在路口上的车辆总长度还包括，第一摄像头和第二摄像头之间的采集盲区距离。
实施中，所述根据所确定的即将通过路口的车辆数目，确定所述交通灯绿灯的显示时间包括：
根据所确定的即将通过路口的车辆数目，计算出所确定的即将通过路口的车辆总长度；
根据所确定的即将通过路口的车辆总长度以及车辆平均行驶速度，计算出所述交通灯绿灯的延时切换时长；
所述显示时间为，所述交通灯绿灯预置的显示时长与延时切换时长的总和。
实施中，所述交通灯绿灯的延时切换时长还包括冗余时长，根据车辆之间的距离以及车辆平均行驶速度计算得到所述冗余时长。
实施中，本申请能够与现有的交通灯管理系统相结合，既支持独立运行也支持控制中心的调控。例如，在设有中央控制系统的交通灯上，将基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统设置为中央控制系统的从属系统。具体为，当中央控制系统中一个路口某个方向的绿灯放行时间为k1秒时，将基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统设置为在绿灯切换的最后k2秒时开始运行，其中，k1>k2。
实施中，基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统可以设置为支持中央控制系统的远程操控，在特殊情况下可以暂时取消其调节交通信号的功能。类似地，基于双向摄像头的防止路口车辆拥堵的交通灯显示的控制系统亦可在远程操控下恢复其调节交通信号的功能。
上述实施例中，均可以采用现有的功能元器件模块来实施。例如，处理模块可以采用现有的数据处理元器件，至少，现有定位技术中采用的定位服务器上便具备实现该功能元器件；至于接收模块，则是任意一个具备信号传输功能的设备都具备的元器件；同时，处理模块进行的a、n参数计算、强度调整等采用的都是现有的技术手段，本领域技术人员经过相应的设计开发即可实现。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。