CH678667A5

CH678667A5 -

Info

Publication number: CH678667A5
Application number: CH296290A
Authority: CH
Inventors: Edmond Golaz
Original assignee: Serel France
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1990-09-12
Publication date: 1991-10-15
Also published as: EP0475874A3; EP0475874A2

Description

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CH 678 667 A5 CH 678 667 A5

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Description Description

L'invention concerne une installation pour la régulation automatique des feux de signalisation commandant le passage des véhicules à un carrefour. The invention relates to an installation for the automatic regulation of signaling lights controlling the passage of vehicles at a crossroads.

A l'heure actuelle, on utilise des installations centralisées gérant le trafic dans toute une région contenant plusieurs carrefours. Ces installations ont accès aux mesures fournies par un certain nombre de capteurs, et utilisent, pour gérer l'enchaînement des configurations des feux de signalisation, des chronogrammes pré-établis. Toutes les dix minutes environ, une telle installation réévalue l'état du trafic à partir des mesures fournies par quelques capteurs sélectionnés, en général moins de dix capteurs, et à partir de ces mesures décide s'il y a lieu de changer de chronogramme. Le temps de réaction, de l'ordre de dix minutes, d'une telle installation, ne permet pas toujours une détection suffisamment rapide des premiers symptômes de congestion du trafic. Currently, centralized traffic management facilities are used throughout an area containing several crossroads. These installations have access to the measurements provided by a certain number of sensors, and use, to manage the sequence of configurations of signaling lights, pre-established chronograms. Every ten minutes or so, such an installation reassesses the state of the traffic on the basis of the measurements supplied by a few selected sensors, in general less than ten sensors, and on the basis of these measurements decides whether to change the timing diagram. The reaction time, on the order of ten minutes, of such an installation does not always allow sufficiently rapid detection of the first symptoms of traffic congestion.

On connaît aussi des installations dites «en temps réel»; de telles installations ont la possibilité par exemple d'interrompre le déroulement régulier des phases des feux pour laisser passer un véhicule qui a été détecté arrivant sur une voie latérale lorsque ce dernier a passé sur un capteur situé en amont du carrefour. Ce dernier type d'installation ne permet pas non plus d'éviter totalement la congestion du trafic. En effet les actions de régulation, basées sur des événements parfois éphémères, obligent les différents carrefours, faisant partie d'une zone, à entreprendre des phases transitoires au détriment de la fluidité du trafic à plus long terme. So-called "real time" installations are also known; such installations have the possibility, for example, of interrupting the regular progress of the phases of the lights in order to let pass a vehicle which has been detected arriving on a lateral lane when the latter has passed over a sensor situated upstream of the crossroads. The latter type of installation also does not completely avoid traffic congestion. Indeed, regulatory actions, based on sometimes ephemeral events, oblige the various crossroads, being part of an area, to undertake transitional phases to the detriment of the fluidity of traffic in the longer term.

Comme on le voit, les types d'installations connus, qu'ils fonctionnent en «temps différé» ou en «temps réel» présentent un inconvénient majeur. En effet ils sont incapables à la fois de réagir suffisamment vite aux variations du trafic et de sélectionner une succession de configurations des feux de signalisation qui soit favorable à plus long terme. As can be seen, the known types of installations, whether they operate in "deferred time" or in "real time" have a major drawback. In fact, they are unable both to react quickly enough to variations in traffic and to select a succession of configurations of traffic lights which is favorable in the longer term.

La présente invention vise à combler cette lacune. Une installation selon l'invention est conforme à la revendication 1, Elle comprend des moyens d'accès à une base de temps lui permettant de déterminer une succession de cycles de relativement courte période. Elle comprend des moyens pour compter ou estimer le nombre de véhicules passant durant chacun desdits cycles par chacun des points d'un ensemble de points prédéterminés situés à des distances connues en amont du carrefour. Elle comprend enfin une unité de traitement numérique pour effectuer lors de chacun desdits cycles les opérations suivantes: The present invention aims to fill this gap. An installation according to the invention conforms to claim 1, it comprises means of access to a time base allowing it to determine a succession of cycles of relatively short period. It comprises means for counting or estimating the number of vehicles passing during each of said cycles through each of the points of a set of predetermined points located at known distances upstream from the crossroads. Finally, it includes a digital processing unit for performing the following operations during each of said cycles:

— à partir du nombre de véhicules qui ont passé pendant chacun des cycles précédents par des points situés à des distances connues en amont du carrefour sur chacune de ses voies d'accès, déduire le nombre de véhicules qui vont se présenter au carrefour durant chacun des cycles suivants, jusqu'à un nombre de cycles fixé d'avance et supérieur à un; - from the number of vehicles which have passed during each of the preceding cycles through points located at known distances upstream of the crossroads on each of its access roads, deduct the number of vehicles which will present themselves at the crossroads during each of the following cycles, up to a number of cycles fixed in advance and greater than one;

— à partir de ces déductions, choisir pour chacun desdits cycles suivants, une configuration à donner à la signalisation telle que l'enchaînement de configurations ainsi déterminé minimise la moyenne au cours du temps de la somme des longueurs des files d'attente à toutes les entrées du carrefour, - à la fin de chaque cycle, donner à la signalisation la configuration qui vient d'être choisie pour le cycle suivant. - from these deductions, choose for each of the following cycles, a configuration to be given to the signaling such that the sequence of configurations thus determined minimizes the average over time of the sum of the lengths of the queues at all crossroads entrances, - at the end of each cycle, give the signaling the configuration which has just been chosen for the next cycle.

L'unité de traitement numérique peut naturellement donner, consécutivement, à plusieurs cycles la même configuration. Ce principe de fonctionnement a l'avantage de tenir compte de l'évolution du trafic à relativement long terme (20 ou 30 cycles par exemple), tout en réévaluant la situation à chaque cycle (toutes les 5 ou 6 secondes par exemple), de façon à faire face à tout brusque changement dans la densité du trafic. Ce principe de fonctionnement basé sur une planification pour un nombre de cycles constant dans l'avenir sera appelé ici principe de «l'horizon glissant». Comme indiqué ci-dessus, la grandeur que l'installation cherche à minimiser est la moyenne au cours du temps de la somme des longueurs des files d'attente à toutes les entrées du carrefour. On peut se convaincre que le choix de ce critère de minimisation est judicieux, en effet, s'il était possible de ramener à zéro toutes les files de véhicules arrêtés, la moyenne ci-dessus serait égale à zéro, ce qui signifierait en pratique, que tout véhicule arrivant à l'intersection trouverait le feu au vert et poursuivrait sa route sans retard. The digital processing unit can naturally give the same configuration, consecutively, to several cycles. This operating principle has the advantage of taking into account the relatively long-term evolution of traffic (20 or 30 cycles for example), while reassessing the situation on each cycle (every 5 or 6 seconds for example), to deal with any sudden change in traffic density. This operating principle based on planning for a constant number of cycles in the future will here be called the "rolling horizon" principle. As indicated above, the size that the installation seeks to minimize is the average over time of the sum of the lengths of the queues at all the entrances to the intersection. We can be convinced that the choice of this minimization criterion is judicious, indeed, if it were possible to reduce to zero all the queues of stopped vehicles, the above average would be equal to zero, which would mean in practice, that any vehicle arriving at the intersection would find the green light and continue on its way without delay.

Précisons finalement que ledit compte, des véhicules passant par des points en amont du carrefour, peut éventuellement être un compte approximatif, comme c'est le cas dans l'exemple qui sera décrit en détail plus loin. Finally, it should be noted that said account, of vehicles passing through points upstream of the crossroads, may possibly be an approximate account, as is the case in the example which will be described in detail below.

Dans ce qui suit, une réalisation particulière de l'invention est décrite plus en détail, à titre d'exemple, à l'aide des dessins annexés. In the following, a particular embodiment of the invention is described in more detail, by way of example, using the accompanying drawings.

La fig. 1 est un diagramme d'opérations relatif au mode de fonctionnement de l'installation. Fig. 1 is a diagram of operations relating to the operating mode of the installation.

La fig. 2A est une représentation schématique d'un carrefour dont les feux sont commandés par l'installation. Fig. 2A is a schematic representation of a crossroads whose lights are controlled by the installation.

La fig. 2B est une représentation schématique de la disposition des caméras vidéo équipant une installation particulière, capable de commander les feux de la fig. 2A. Fig. 2B is a schematic representation of the arrangement of video cameras equipping a particular installation, capable of controlling the lights of FIG. 2A.

La fig. 3 est un schéma synoptique de l'installation. Fig. 3 is a block diagram of the installation.

La fig. 4 est un schéma d'un module d'acquisition vidéo de cette installation. Fig. 4 is a diagram of a video acquisition module of this installation.

La fig. 5 est un schéma plus détaillé d'une partie de ce module. Fig. 5 is a more detailed diagram of part of this module.

La fig. 6 est un schéma d'un module de stockage des informations de l'installation. Fig. 6 is a diagram of a module for storing information of the installation.

La fig. 7 est un schéma plus détaillé d'un des quatre sous-modules de ce module de stockage des informations. Fig. 7 is a more detailed diagram of one of the four sub-modules of this information storage module.

La fig. 8 est un chronogramme des tensions de commande dans un de ces sous-modules. Fig. 8 is a timing diagram of the control voltages in one of these sub-modules.

La fig. 9 est un schéma des liaisons entre l'unité de traitement numérique et le reste de l'installation. Fig. 9 is a diagram of the connections between the digital processing unit and the rest of the installation.

La fig. 10 est un schéma de l'interface entre l'unité de traitement et les feux de signalisation. Fig. 10 is a diagram of the interface between the processing unit and the traffic lights.

La fig. 11A est un graphe de l'état du compteur de déplacement en fonction de la fluidité du trafic. Fig. 11A is a graph of the status of the trip counter as a function of traffic flow.

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La fig. 11B est un graphe de l'état du compteur d'occupation en fonction de la fluidité du trafic. Fig. 11B is a graph of the state of the occupancy counter as a function of traffic flow.

Dans l'installation à laquelle correspond la fig. 1, l'horizon glissant est à 19 cycles dans le futur et la durée d'un cycle est de six secondes. In the installation to which fig. 1, the rolling horizon is 19 cycles in the future and the duration of a cycle is six seconds.

Pour effectuer son travail, l'unité de traitement fonctionne selon un plan. Voici la démarche permettant d'élaborer un tel plan. To perform its work, the processing unit operates according to a plan. Here is the process for developing such a plan.

Pour permettre la mise sous forme mathématique du problème, nous introduisons maintenant les notations suivantes: To allow the problem to be put in mathematical form, we now introduce the following notations:

k: un indice permettant de numéroter les cycles successifs. k: an index allowing to number the successive cycles.

j: un indice permettant de numéroter les différentes voies d'accès au carrefour. j: an index allowing to number the different access roads to the crossroads.

NF (nombre de files): le nombre total de voies d'accès au carrefour. NF (number of queues): the total number of access roads to the crossroads.

Les feux tricolores à un carrefour qui comporte un nombre donné (NF) de voies d'accès, peuvent prendre un nombre limité de configurations. Parmi celles-ci, une partie seulement sont permises, par exemple, dans le cas du carrefour représenté sur la fig. 2, la configuration dans laquelle les quatre feux sont verts entraînerait des conséquences catastrophiques. Cette configuration n'est donc pas permise. Introduisons encore les notations suivantes: NC; le nombre de configurations permises. The traffic lights at a crossroads which have a given number (NF) of access roads, can take a limited number of configurations. Among these, only a part is permitted, for example, in the case of the crossroads shown in FIG. 2, the configuration in which the four lights are green would have catastrophic consequences. This configuration is therefore not permitted. Let us also introduce the following notations: NC; the number of configurations allowed.

Ui<: le numéro de la configuration en vigueur durant le cycle k. On a donc: Ui <: the number of the configuration in force during cycle k. So we have:

Uk e {0,1,...,NC} Uk e {0,1, ..., NC}

Comme nous l'avons dit, il s'agit de sélectionner pour les prochains cycles un enchaînement de configurations des feux de signalisation qui minimise la moyenne au cours de ces cycles de la somme des longueurs des files d'attente à toutes les entrées du carrefour. Il est équivalent de minimiser la somme sur tous ces cycles du nombre total des véhicules dans les files d'attente à toutes les entrées du carrefour au commencement de chaque cycle. Notons encore: As we said, it is a question of selecting for the next cycles a sequence of configurations of traffic lights which minimizes the average during these cycles of the sum of the lengths of the queues at all the entrances to the crossroads . It is equivalent to minimize the sum over all these cycles of the total number of vehicles in the queues at all entrances to the crossroads at the beginning of each cycle. We also note:

xi k: le nombre de véhicules dans la file d'attente j au commencement du cycle k. xi k: the number of vehicles in the queue j at the start of cycle k.

Nous pouvons maintenant écrire la somme qui nous intéresse sous la forme: We can now write the sum that interests us in the form:

pi le pi le

Nous définissons encore: We still define:

Di k: le nombre de véhicules qui ont le temps de démarrer et de franchir la ligne des feux pendant le cycle k à partir de la file j. Di k: the number of vehicles that have time to start and cross the line of traffic lights during cycle k from queue j.

Ai k: le nombre de véhicules qui atteindraient la ligne des feux durant le cycle k si il n'y avait ni ralentissement ni file d'attente sur la voie d'accès j. L'évolution du nombre de véhicules en files d'attente est approchée par la relation itérative: Ai k: the number of vehicles that would reach the line of lights during cycle k if there was no slowdown or queue on access path j. The evolution of the number of vehicles in queues is approached by the iterative relation:

xi k+1 = Max (xi k + Ai k- DJ' k,0) xi k + 1 = Max (xi k + Ai k- DJ 'k, 0)

L'expression «Max» est là parce que le nombre de voitures ne peut jamais être inférieur à zéro. The expression "Max" is there because the number of cars can never be less than zero.

5 Les paramètres Di k peuvent être établis une fois pour toutes car ils ne dépendent pas de la densité du trafic. Ces paramètres dépendent en revanche de la couleur des feux durant le cycle concerné. En particulier Di k = 0 lorsque le feu est rouge. 5 The parameters Di k can be established once and for all because they do not depend on the density of the traffic. However, these parameters depend on the color of the lights during the cycle concerned. In particular Di k = 0 when the light is red.

10 Les paramètres Ai k sont déterminés à partir du nombre de véhicules qui ont passé par des points en amont du carrefour pendant les cycles précédents. La détermination des paramètres Ai k peut également être mise sous forme mathématique à l'aide des notations suivantes: The parameters Ai k are determined from the number of vehicles which have passed through points upstream of the crossroads during the preceding cycles. The determination of the parameters Ai k can also be put into mathematical form using the following notations:

d: la distance que parcourt un véhicule sur la voie d'accès au carrefour durant un cycle en l'absence de ralentissement. d: the distance traveled by a vehicle on the access road to the crossroads during a cycle in the absence of deceleration.

Nous pouvons maintenant scinder le tronçon de route s'étendant en amont de la ligne de feux en segments successifs de longueur d. We can now divide the section of road extending upstream from the line of lights into successive segments of length d.

Nous notons maintenant: We now note:

n: l'indice permettant de numéroter les segments contigus de longueur d, en commençant par n = 1 pour le segment situé directement en amont de la ligne des feux. n: the index used to number the contiguous segments of length d, starting with n = 1 for the segment located directly upstream of the line of lights.

Le nombre de véhicules qui quittent le segment n durant le cycle k est, en l'absence de ralentissement, égal au nombre de voitures qui quittent le segment n-1 durant le cycle k+1. Ce qui correspond à la relation itérative suivante: The number of vehicles leaving segment n during cycle k is, in the absence of deceleration, equal to the number of cars leaving segment n-1 during cycle k + 1. Which corresponds to the following iterative relation:

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30 30

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nAi k = 0-1 Ai k+1 nAi k = 0-1 Ai k + 1

avec: 1Ai k = Ai k with: 1Ai k = Ai k

A partir de cette relation il est possible de déduire, à partir du nombre de véhicules sortant du segment n durant le cycle k, le terme Al k+n-i From this relationship it is possible to deduce, from the number of vehicles leaving segment n during cycle k, the term Al k + n-i

Durant le cycle k = 1 par exemple, l'unité de traitement peut calculer, à partir du nombre de véhicules qui sont entrés dans le segment n durant chacun des cycles antérieurs (ksO) la somme During the cycle k = 1 for example, the processing unit can calculate, from the number of vehicles which entered the segment n during each of the previous cycles (ksO) the sum

NF NF

S= S =

El k=l j-1 El k = l j-1

X* X *

Puisque les termes Di k dépendent de l'état des feux durant le cycle k concerné, il existe autant de sommes S différentes possibles qu'il y a d'enchaînements différents de configurations des feux entre 55 le début du cycle k = 1 et la fin du cycle k = n. En effectuant chacune de ces sommes l'unité de traitement va repérer la plus petite et sélectionner l'enchaînement de configurations des feux qui lui correspond. Since the terms Di k depend on the state of the lights during the cycle k concerned, there are as many different possible sums S as there are different sequences of configurations of lights between 55 the start of the cycle k = 1 and the end of cycle k = n. By performing each of these sums, the processing unit will identify the smallest and select the sequence of light configurations that corresponds to it.

60 Outre le problème des configurations interdites décrit plus haut, l'installation doit respecter d'autre contraintes. En particulier, la durée pendant laquelle une configuration reste en vigueur doit être bornée intérieurement et supérieurement. Ceci 65 pour éviter de trop pénaliser un faible courant. Pré- 60 In addition to the problem of prohibited configurations described above, the installation must comply with other constraints. In particular, the period during which a configuration remains in force must be limited internally and above. This 65 to avoid penalizing too weak a current. Pre-

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CH 678 667 A5 CH 678 667 A5

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eîsons encore que tout écart entre l'évolution réelle et les prévisions peut être détecté en comparant le nombre de voitures comptées à moindre distance des feux (éventuellement le nombre de véhicules arrêtés dans les files d'attente si l'installation est équipée pour cela) et le nombre de voitures qui a été calculé à partir des mesures faites plus en amont. En outre, pour éviter que l'unité de traitement numérique n'opte pour des configurations qui sont défavorables à la fluidité du trafic à long terme (au-delà de l'horizon, cycle au-delà de n), on peut ajouter à la somme un terme correctif empirique. It should also be noted that any discrepancy between the actual development and the forecasts can be detected by comparing the number of cars counted within a short distance from the traffic lights (possibly the number of vehicles stopped in the queues if the installation is equipped for this). and the number of cars that was calculated from the measurements made earlier. In addition, to prevent the digital processing unit from opting for configurations which are unfavorable to the fluidity of long-term traffic (beyond the horizon, cycle beyond n), we can add to the sum an empirical corrective term.

II est utile de préciser maintenant que l'invention englobe aussi bien le cas où l'on opère en minimisant la longueur des files, que celui où l'on opère en minimisant le nombre de véhicules dans ces files. It is useful to specify now that the invention encompasses both the case where one operates by minimizing the length of the queues, and the one where one operates by minimizing the number of vehicles in these queues.

L'installation qui va être maintenant décrite en détail est prévue pour commander un carrefour qui comporte quatre voies d'accès, comme celui de la fig. 2. Dans cette réalisation, les moyens permettant de compter les véhicules sont des caméras vidéo, qui sont disposées comme indiqué sur la fig. 2B. L'utilisation de caméras vidéo permet d'éviter les coûts prohibitifs qu'entraîne la mise en œuvre de lignes de mesure avec de nombreux capteurs. La fig. 3 est un schéma d'ensemble de l'installation (sans les caméras et les feux) montrant les différents composants de l'installation. The installation which will now be described in detail is provided for controlling a crossroads which has four access routes, like that of FIG. 2. In this embodiment, the means for counting the vehicles are video cameras, which are arranged as shown in FIG. 2B. The use of video cameras avoids the prohibitive costs involved in implementing measurement lines with numerous sensors. Fig. 3 is an overall diagram of the installation (without the cameras and the lights) showing the various components of the installation.

1) Digîtafîsatïon de l'image vidéo. 1) Digitafîsatïon of the video image.

On voit sur le schéma synoptique de l'installation (fig 3) l'élément 1 qui permet l'acquisition d'un signal vidéo. Quatre entrées vidéo sont disponibles permettant ainsi de visualiser et donc de prendre en compte l'ensemble des paramètres du carrefour. We see on the block diagram of the installation (fig 3) element 1 which allows the acquisition of a video signal. Four video inputs are available, making it possible to view and therefore take into account all the parameters of the crossroads.

Les liaisons 6 et 7 permettent le dialogue avec l'élément 3 (CPU). Connections 6 and 7 allow dialogue with element 3 (CPU).

La liaison 10 transfère des informations digitalisées vers l'élément 2. Link 10 transfers digital information to element 2.

La fig. 4 montre plus en détail l'acquisition vidéo. Fig. 4 shows in more detail the video acquisition.

a) Sur la fig. 4 on peut voir que le signal vidéo est tout d'abord préamplifié 21 avant d'être introduit dans le multiplexeur 22. La sortie du multiplexeur 29 est sélectionnée par te CPU 27 et 28. Ce signal est d'une part amplifié 23 avant d'attaquer le convertisseur analogique/numérique 25 et d'autre part dé-Composé 24 pour obtenir une sortie synchro trame 30 et une sortie synchro ligne 31. Le convertisseur A/N 25 délivre un signal digitalisé sur 4 bits 17. Sa fréquence d'échantillonnage 15 ainsi que la validité dés données en sortie 16 sont engendrées par une logique de commande 32. La définition de l'image numérisée étant de 128 x 128, la logique de commande 32 fournit un bus d'adresses sur 14 bits 18, ainsi que des signaux de contrôle 33, 34,19 pour les éléments 2,3. a) In fig. 4 it can be seen that the video signal is first preamplified 21 before being introduced into the multiplexer 22. The output of the multiplexer 29 is selected by the CPU 27 and 28. This signal is firstly amplified 23 before d 'attack the analog / digital converter 25 and on the other hand de-Compound 24 to obtain a frame sync output 30 and a line sync output 31. The A / D converter 25 delivers a digital signal on 4 bits 17. Its frequency sampling 15 as well as the validity of the output data 16 are generated by a control logic 32. The definition of the digitized image being 128 x 128, the control logic 32 provides a 14-bit address bus 18, thus as control signals 33, 34,19 for elements 2,3.

b) La fig. 5 détaille la logique de commande qui pilote les éléments 3, 2, 25. L'installation traitera successivement les signaux issus de chacune des caméras, le traitement total de l'image d'une caméra dure 80 ms soit 4 trames. Cette durée est donc décomposée en 4 périodes «TO», «T1», «T2», «T3». La période «TO» correspond à l'acquisition de l'image, «T1» et «T2» au traitement CPU 3, «T3» au rafraîchissement éventuel de l'image de référence. La décomposition s'effectue à l'aide d'un compteur 37 incrémenté par la synchro trame 30. La sortie de ce compteur délivre des périodes qui sont envoyées 33, 34, 19' et 19" au CPU 3 ainsi qu'à l'élément de stockage des informations 2. b) Fig. 5 details the control logic which controls the elements 3, 2, 25. The installation will successively process the signals from each of the cameras, the total processing of the image of a camera lasts 80 ms, ie 4 frames. This duration is therefore broken down into 4 periods "TO", "T1", "T2", "T3". The period “TO” corresponds to the acquisition of the image, “T1” and “T2” to the processing CPU 3, “T3” to the possible refreshment of the reference image. The decomposition is carried out using a counter 37 incremented by the frame synchronization 30. The output of this counter delivers periods which are sent 33, 34, 19 'and 19 "to the CPU 3 as well as to the information storage element 2.

Les 14 bits d'adresses sont issus de 2 compteurs 35 et 36. Le premier compteur 35 incrémenté par un oscillateur interne 40 permet d'une part de générer un cycle de 8 états 42, 43 et 44 entre chaque incrémentation d'adresses, et d'autre part de fournir les 7 adresses poids forts 41. Son incrémentation est faite sur la synchro ligne 31. Ces compteurs sont verrouillés lorsqu'ils atteignent leur valeur finale 45, 46 et 47, 48. Leur remise à zéro permet de les relancer 30 et 31. Durant la période «T0» les données du convertisseur A/N 25 sont validées en sortie 38. L'échantillonnage s'effectue sur les cycles «0» 39 de la période «T0»: The 14 address bits come from 2 counters 35 and 36. The first counter 35 incremented by an internal oscillator 40 allows on the one hand to generate a cycle of 8 states 42, 43 and 44 between each incrementation of addresses, and on the other hand to provide the 7 most significant addresses 41. Its incrementation is done on the line synchro 31. These counters are locked when they reach their final value 45, 46 and 47, 48. Resetting them enables them to be restarted 30 and 31. During the period “T0” the data of the A / D converter 25 is validated at output 38. The sampling is carried out on the cycles “0” 39 of the period “T0”:

On peut naturellement utiliser tout autre type d'unité d'acquisition ayant des performances permettant de digitaliser l'image vidéo avec une définition et une vitesse suffisantes tout en fournissant des moyens pour la synchronisation des diverses opérations de l'installation. One can naturally use any other type of acquisition unit having performances making it possible to digitize the video image with a sufficient definition and speed while providing means for the synchronization of the various operations of the installation.

Il) Stockage des informations. II) Storage of information.

Sur la fig. 3 l'élément 2 (stockage d'information) permet de mémoriser les données nécessaires au traitement CPU 3. Les liaisons 8, 9,11, permettent le transfert de ces informations. In fig. 3 element 2 (information storage) makes it possible to memorize the data necessary for processing CPU 3. The connections 8, 9, 11 allow the transfer of this information.

La fig. 6 détaille les types d'informations mémorisées. Fig. 6 details the types of information stored.

a) La fig. 6 nous montre le découpage en éléments 2A, 2B, 2C, 2D de la fonction Stockage d'Informations. Chaque élément correspond à la base de données d'une caméra. Les bus d'adresses 18, de données 17 et de contrôles 20, sont envoyés sur les éléments 2A, 2B, 2C, 2D l'un d'entre eux étant sélectionné par le CPU 9A, 9B, 9C, 9D, Les informations issues de l'élément sélectionné sont envoyées au CPU 8A, 8B, 8C, 8D. a) Fig. 6 shows us the division into elements 2A, 2B, 2C, 2D of the Information Storage function. Each element corresponds to the database of a camera. The address 18, data 17 and control 20 buses are sent to elements 2A, 2B, 2C, 2D, one of them being selected by the CPU 9A, 9B, 9C, 9D, The information from of the selected element are sent to the CPU 8A, 8B, 8C, 8D.

b) La fig. 7 nous décrit l'un de ces éléments. Parallèlement à la mémorisation de l'image 17, 18, 49 deux traitements s'effectuent afin de prétraiter les informations qui seront lues par le CPU 8', 8". Le premier traitement consiste à faire la différence entre deux images successives 17, 51, 52. Plus précisément, l'élément 52 fournit en sortie la différence entre les deux nombres de quatre bits qui correspondent aux niveaux de gris d'un pixel donné dans deux images successives. Cette différence est seuillée par l'élément 54 pour éliminer les faibles variations qui ne sont pas significatives. En sortie de l'élément 54 on obtient le signal suivant: b) Fig. 7 describes one of these elements. In parallel with the storage of the image 17, 18, 49 two treatments are carried out in order to preprocess the information which will be read by the CPU 8 ', 8 ". The first processing consists in making the difference between two successive images 17, 51 , 52. More specifically, the element 52 provides as output the difference between the two four-bit numbers which correspond to the gray levels of a given pixel in two successive images. This difference is thresholded by the element 54 to eliminate the slight variations which are not significant. At the output of element 54, the following signal is obtained:

- Valeur 0 — Le niveau de gris du pixel n'a pas changé de façon significative. - Value 0 - The gray level of the pixel has not changed significantly.

- Valeur 1 — Le niveau de gris du pixel a changé. - Value 1 - The gray level of the pixel has changed.

Le signal de sortie de l'élément 54 incrémente un compteur 57. Une fois les opérations ci-dessus effectuées pour tous les pixels constituant une trame, le compteur 57 nous fournit une représentation quantifiée des déplacements dans une image. Le second traitement effectue la différence 58 entre The output signal from the element 54 increments a counter 57. Once the above operations have been carried out for all the pixels constituting a frame, the counter 57 provides us with a quantified representation of the displacements in an image. The second treatment makes the difference 58 between

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CH 678 667 A5 CH 678 667 A5

8 8

l'image courante 17 et l'image de référence 59, 60, seuille la valeur obtenue 61, 62 et incrémente éventuellement un compteur 63, 64, 65. Un séquenceur permet d'orchestrer les commandes de lectures et d'écritures des RAM 66, 67, de mettre en forme les signaux 68, 69, 70, 71 et d'incrémenter des compteurs 57, 65, tout cela en fonction des cycles (0 à 7) et des périodes («TO» à «T3») fournis par la fonction acquisition d'image. L'image de référence représentant une vue de la route sans véhicule, celle-ci doit tout d'abord être initialisée 72 et ensuite rafraîchie pour tenir compte des fluctuations de luminosité dans la journée 9. the current image 17 and the reference image 59, 60, thresholds the value obtained 61, 62 and possibly increments a counter 63, 64, 65. A sequencer makes it possible to orchestrate the read and write commands of the RAM 66 , 67, to format the signals 68, 69, 70, 71 and to increment counters 57, 65, all this according to the cycles (0 to 7) and the periods ("TO" to "T3") provided by the image acquisition function. Since the reference image represents a view of the road without a vehicle, this must first of all be initialized 72 and then refreshed to take account of the fluctuations in brightness during the day 9.

L'installation utilise pour accomplir cette dernière opération les périodes au cours desquelles il n'y a pas de véhicules dans le champ des caméras. Les signaux 9', 9" de remise à zéro des compteurs sont commandés par le CPU. The installation uses the periods during which there are no vehicles in the field of cameras to accomplish this last operation. The counter reset signals 9 ', 9 "are controlled by the CPU.

c) La fig. 8 nous donne le chronogramme des sorties du séquenceur 73. c) Fig. 8 gives us the timing diagram of the outputs of sequencer 73.

Les signaux clkl et clk2 sont les clocks des bascules D (fig. 6, 55 et 63), clr1 et clr2 sont les remises à zéro. Les valeurs du cycle et de la période sont données par le décodage des lignes 41, 42, 43 et 19', 19" de la fig. F. The signals clkl and clk2 are the clocks of flip-flops D (fig. 6, 55 and 63), clr1 and clr2 are the resets to zero. The values of the cycle and the period are given by the decoding of the lines 41, 42, 43 and 19 ', 19 "of fig. F.

III Unité de traitement. III Processing unit.

L'élément 3 de la fig. 3 (CPU) récolte les données 11,12,13 nécessaires à la mesure de fluidité du trafic dans la zone de contrôle. Les éléments 4 et 5 assurent les liaisons avec l'extérieur. La fig. 9 précise l'intégration de cet ensemble. Element 3 of fig. 3 (CPU) collects the data 11,12,13 necessary for the measurement of traffic flow in the control area. Elements 4 and 5 provide connections with the outside. Fig. 9 specifies the integration of this set.

Sur la fig. 9 nous voyons que le calculateur 3 recueille 3 types d'informations. In fig. 9 we see that the computer 3 collects 3 types of information.

- Données prétraitées provenant des caméras 8 +Indicateurs de déplacement 8' - Preprocessed data from cameras 8 + Displacement indicators 8 '

+lndicateurs du taux d'occupation 8" + 8 "occupancy rate indicators

- Données provenant du contrôleur de carrefour 12' - Data from the 12 'crossroad controller

+Etat des feux du carrefour 50 + State of lights at junction 50

- Données provenant des autres contrôleurs de carrefours et du PC central (liaison Modem) 13' - Data from other crossroad controllers and the central PC (Modem link) 13 '

+Etat des feux des carrefours voisins 26 +Consigne du PC 26 + State of the lights of the neighboring crossroads 26 + Setpoint of the PC 26

Les valeurs des compteurs de déplacement et d'occupation sont représentatives de l'état du trafic. Les fig. 11a et 11b représentent la relation entre l'état des deux compteurs et l'état du trafic. La relation entre l'état des deux compteurs et la valeur à donner à un paramètre "Ai k est établie empiriquement puis pré-programmée dans le CPU. Le CPU peut donc, à partir des «indicateurs de déplacement et d'occupation» ci-dessus, déterminer tous les coefficients "Ai k dont il a besoin comme paramètres pour déterminer les enchaînements de configurations des feux, conformément au plan décrit précédemment. The values of the displacement and occupancy counters are representative of the traffic condition. Figs. 11a and 11b show the relationship between the state of the two counters and the state of the traffic. The relationship between the state of the two counters and the value to be given to a parameter "Ai k is established empirically and then pre-programmed in the CPU. The CPU can therefore, from the" displacement and occupancy indicators " above, determine all the coefficients "Ai k which it needs as parameters for determining the sequences of light configurations, in accordance with the plan described above.

Signalons finalement qu'une installation telle que décrite peut soit être utilisée de manière indépendante pour commander un carrefour, soit être intégrée dans un ensemble plus vaste, de type classique, commandant tous les carrefours dans une région donnée. Dans le second cas, un ordinateur central de cet ensemble pourra imposer des stratégies tenant compte de la situation dans son ensemble, tout en laissant une autonomie locale aux installations commandant certains carrefours, lorsque le niveau général de la circulation dans l'ensemble le permet. Dans ce cas, l'ordinateur central comparera régulièrement les flux de véhicules détectés ou mesurés avec des valeurs pré-enregis-trées sous forme de tables de vérités et décidera en conséquence s'il y a lieu de maintenir en fonction l'installation ou de la rendre inopérante et de s'y substituer pour réaliser temporairement une commande des feux à tous les carrefours de l'ensemble, selon un principe connu. Ceci correspond en particulier au cas de l'introduction progressive de l'installation dans un système plus vaste. Finally, note that an installation as described can either be used independently to control a crossroads, or be integrated into a larger whole, of the classic type, controlling all the crossroads in a given region. In the second case, a central computer in this set will be able to impose strategies that take the whole situation into account, while leaving local autonomy to the facilities controlling certain crossroads, when the general level of traffic in the set allows. In this case, the central computer will regularly compare the flows of detected or measured vehicles with pre-recorded values in the form of truth tables and will therefore decide whether to maintain the installation in operation or make it inoperative and replace it to temporarily carry out an order for the lights at all the crossroads in the complex, according to a known principle. This corresponds in particular to the case of the gradual introduction of the installation into a larger system.

Claims

1. Installation for the automatic regulation of signaling lights controlling the passage of vehicles at a crossroads, characterized in that it comprises: a time base providing a succession of cycles, means for providing an account of the number of vehicles passing during each of said cycles by each of the points of a set of predetermined points located at known distances upstream of the crossroads, and a digital processing unit for carrying out during each of said cycles the following operations: from the number of vehicles which have passed during each of the preceding cycles by points located at known distances upstream from the crossroads on each of its access roads, deduct the number of vehicles that will present themselves at the crossroads during each of the following cycles, up to a number of cycles set in advance and greater than one, from these deductions, choose for each of the following cycles a configuration n to give to the signaling, such that the sequence of configurations thus determined minimizes the average over time of the sum of the lengths of the queues at all the entrances to the crossroads, at the end of each cycle, give to the signaling the configuration which has just been chosen for the next cycle.

2. Installation according to claim 1, characterized in that said means for providing an account of the number of vehicles passing during each of said cycles by points upstream of the crossroads, include video cameras.

3. Installation according to ia claim 1, characterized in that it also comprises means for determining the lengths of the lines of vehicles stopped at the crossroads.

4. Installation according to claim 3, characterized in that said means for determining the lengths of the lines of vehicles stopped at the crossroads, include video cameras.

5. Installation according to claim 4, characterized in that each video camera is placed so that its field includes the entirety of an access road at the crossroads of the line of lights to the most distant from said points located at known distances upstream from the crossroads.

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