一种基于图像处理技术的交通管理装置的制作方法

本实用新型涉及交通管理技术领域，特别涉及一种基于图像处理技术的交通管理装置。

背景技术：

随着经济的发展、城市化进程的推进以及快速增长的人口加速了人们对交通的需求，机动车数量也呈指数型增长，使得交通拥堵、交通事故以及交通污染等一系列问题凸显，因此，智能交通系统将成为未来交通系统的发展方向。交通信号控制系统作为城市智能交通系统的一个重要分支，目前，我国十字路口交通灯控制依然采用较为传统的交通灯控制方法，即事先设定好交通灯控制时间和分时段控制红绿灯时长，但这样的设计往往会出现交通灯设置不合理的情况，如：在车流量不断变化的路口，很容易出现南北绿灯亮而车流量很少，东西红灯车辆却排成长队的情况；当前路段车流量大绿灯通行时间较短而相邻路段车流量小绿灯通行时间却较长等交通信号分配不均的情况，这些都是对道路资源的浪费。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种基于图像处理技术的交通管理装置，能合理的分配十字路口车辆通行时间，以及综合路网车辆信息实时调节红绿灯状态，保障车辆顺利通行，为导航系统提供实时路况信息，规划便捷路线，具有可靠性高、适用范围广的特点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于图像处理技术的交通管理装置，包括车辆检测摄像头1、方向指示信号灯组2、倒计时显示器3和悬臂式信号灯杆4；

车辆检测摄像头1，用于实时采集路面车流量信息；

方向指示信号灯组2，包括左转信号灯6和直行信号灯7，用于显示左转车辆与直行车辆的通行状态；

倒计时显示器3，用于同步显示交通信号灯色所剩余的时间；

悬臂式信号灯杆4上安装有嵌入式控制器模块5，嵌入式控制器模块5输出端分别连接左转信号灯6、直行信号灯7和倒计时显示器3的输入端；

嵌入式控制器模块5的输出端连接车流量检测8，车流量检测8安装在悬臂式信号灯杆4上，车流量检测8输出端连接智能配对9，并将车辆信息上传至云服务器10，云服务器10将得到的信息传递给导航系统11。

所述车流量检测8根据车辆检测摄像头1提供的实时道路车辆视频信息，应用图像处理技术检测直行车辆与左转车辆的车流量大小。

所述智能配时9根据车流量检测8所提供的实时左转车流量与直行车流量大小，同时结合相邻路段车流量大小智能分配该路口的红绿灯时长。

所述云服务器10存储各路段车流量信息，实现信息共享。

所述导航系统11根据路段车流量信息为出行者提供便捷有效的出行路线。

所述的悬臂式信号灯杆4，高度一般规定为5.5-7米。

一种基于图像处理技术的交通管理方法，包括；

摄像头初始角度设为θ1，可拍摄左转车道和中间直行车道的路面信息；当南北方向左转信号与直行信号为红灯时，提取摄像头所拍摄的路面车辆信息，通过图像处理技术分别检测左转车道与中间直行车道的车辆长度m1、n1，当检测到的车辆长度超过摄像头所能拍摄到的最远距离b时，旋转摄像头使其角度增加到θ2，此时检测的车辆长度分别为：左转车道：a2-a1+m2、直行车道：a2-a1+n2；

悬臂式信号灯杆的高度表示为h，a1为悬臂式信号灯杆与路面车道起点间的距离，表示为：a1＝h×tanθ1，调节摄像头的角度为θ2时，a2为悬臂式信号灯杆与摄像头所能拍摄的画面初始位置间的距离，表示为：a2＝h×tanθ2，所述m1、n1表示摄像头角度为θ1时检测到的车辆长度，m2、n2表示摄像头角度为θ2时检测到的车辆长度，所述摄像头所能拍摄到的最远距离b表示为：b＝h×tan(α+θ1)-a1，其中α为摄像头的拍摄角度。

所述车辆检测摄像头1，由水平电机和垂直电机控制，水平电机保证摄像头所拍摄到的道路全部信息(通常用于摄像头的初始化设置)，当摄像头所拍摄的道路信息有偏差时，发送信号控制水平电机调节摄像头位置；垂直电机控制电机的仰角角度，当车流量检测模块检测到车辆长度超过b时，通过嵌入式微控制器模块5发送信号来控制垂直电机使其旋转角度至θ2，提取道路车辆信息进行车流量检测。

所述的嵌入式控制器模块5提供检测信号给车流量检测8，通过车辆检测摄像头1提取车道车辆信息，采用图像处理技术检测各车道车流量大小，并将检测结果与相邻路段车流量大小同时输入红绿灯智能配时9，根据车流量大小分配红绿灯时长，最后通过嵌入式微控制器模块5控制方向指示信号灯组2(包括直行信号灯模块6和左转信号灯模块7)和倒计时显示器3，同时将车流量检测8检测到的各车道车流量大小上传至云服务器10，便于导航系统11提取各道路方向的车流量大小，为用户提供快捷顺畅的行车路线。

所述交通管理系统包括嵌入式微控制器5、直行信号灯6、左转信号灯7、倒计时显示器3、车流量检测8、智能配时9、云服务器10以及导航系统11。

所述嵌入式微控制器5作为交通管理系统的核心控制器。

所述直行信号灯6显示直行车辆的行驶状态。

所述左转信号灯7显示左转车辆的行驶状态。

本实用新型的有益效果：

本实用新型基于图像处理技术的交通管理装置及方法，可以实时检测道路车流量信息，根据车流量大小合理分配车辆通行时间，减少车辆过长时间的等候，缓解交通压力。同时，共享各路段的车流量信息，通过调节相邻路段的红绿灯分配时间，有效提高车辆的通行效率。另外，通过共享的各路段车流量情况，为导航系统提供实时准确的交通路况信息，便于为出行者规划更便捷有效的行车路线。

附图说明

图1为本实用新型交通信号灯结构图。

图2为本实用新型车流量检测流程图。

图3为本实用新型车流量检测原理图。

图4为本实用新型交通管理结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，包括：车辆检测摄像头1，用于实时采集路面车流量信息，摄像头初始角度设为，可拍摄左转车道和中间直行车道的路面信息。

方向指示信号灯组2，包括左转信号灯6和直行信号灯7，用于显示左转车辆与直行车辆的通行状态。

倒计时显示器3，用于同步显示交通信号灯色所剩余的时间。

悬臂式信号灯杆4，高度一般规定为5.5-7米。

如图2图3所示，一种基于图像处理技术的交通管理方法，其车流量检测过程为：

当南北方向左转信号与直行信号为红灯时，提取摄像头所拍摄的路面车辆信息，通过图像处理技术分别检测左转车道与中间直行车道的车辆长度m1、n1，当检测到的车辆长度超过摄像头所能拍摄到的最远距离b时，旋转摄像头使其角度增加到θ2，此时检测的车辆长度分别为：左转车道：a2-a1+m2、直行车道：a2-a1+n2。

悬臂式信号灯杆的高度表示为h。

a1为悬臂式信号灯杆与路面车道起点间的距离，表示为：a1＝h×tanθ1。

调节摄像头的角度为θ2时，a2为悬臂式信号灯杆与摄像头所能拍摄的画面初始位置间的距离，表示为：a2＝h×tanθ2。

m1、n1表示摄像头角度为θ1时检测到的车辆长度，m2、n2表示摄像头角度为θ2时检测到的车辆长度。

摄像头所能拍摄到的最远距离b表示为：b＝h×tan(α+θ1)-a1，其中α为摄像头的拍摄角度。

如图4所示，其交通管理系统包括嵌入式微控制器5、直行信号灯6、左转信号灯7、倒计时显示器3、车流量检测8、智能配时9、云服务器10以及导航系统11。

嵌入式微控制器5作为交通管理系统的核心控制器。

直行信号灯6显示直行车辆的行驶状态。

左转信号灯7显示左转车辆的行驶状态。

倒计时显示器3显示剩余时间。

所述车流量检测8根据车辆检测摄像头1提供的实时道路车辆视频信息，应用图像处理技术检测直行车辆与左转车辆的车流量大小。

所述智能配时9根据车流量检测8所提供的实时左转车流量与直行车流量大小，同时结合相邻路段车流量大小智能分配该路口的红绿灯时长。

所述云服务器10存储各路段车流量信息，实现信息共享。

所述导航系统11根据路段车流量信息为出行者提供便捷有效的出行路线。

交通管理方法为：通过车流量检测装置实时检测道路车流量信息，根据车流量信息通过嵌入式微控制器控制直行信号灯、左转信号灯以及倒计时显示器的不同状态，同时将车流量信息实时共享至交通管理云服务器，为导航系统提供实时路况信息，并为出行者规划更便捷有效的出行路线。