CN106600987A - 一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法及系统,能实时监测路口的积水高度、能见度、路面是否湿滑以及积雪，除了根据不同方向上机动车遇红灯的停车次数对信号灯进行控制之外，还能够在路口某一范围有积水且积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，对已经进入路口内的机动车进行监控，判断路口内的机动车是否已经清空，如果路口内的机动车没有清空，则延长信号灯的全红时间，直到路口内的机动车全部驶出路口。能够保证在积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，车辆也能够在确保安全的前提下顺利通过路口，不会导致路口内塞车现象出现。

Description

一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法及系统

技术领域

本发明涉及路口信号控制领域，具体是一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法及系统。

背景技术

目前，国内外普遍采用的路口信号控制器及系统，均是在上世纪七十年代研发的，由于受到当时的检测手段限制，只考虑断面检测技术，也就是点检测，随着信号控制系统在世界范围内的广泛应用，遇到的问题也就越来越多。如：断面检测的结果能否反映机动车通过路口过程中的全部轨迹数据，遇到驾驶员水平差异导致控制算法出现偏差无法纠正。而且，目前的路口信号灯控制方法，在遇到路面湿滑、积水、积雪等恶劣天气发生时，与正常情况下采用的信号灯控制方法、周期相同。经常在恶劣天气发生时，出现路口堵车塞死的情况，如何在恶劣天气情况下能够确保道路安全的同时提高路口通行效率，使交通管理部门亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了具有多维检测功能的路口交通信号控制方法。这样，在各种突发事件发生时，信号控制系统也能提高平面检测器检测的机动车数据与路面湿滑、路面积水、路面积雪检测器构成的多维数据去控制路口信号灯的周期、绿信比、相位差以及路口清空用的全红时间。

一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度、路口的能见度、路面是否湿滑、路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

S2：连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；

S3：根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；

S4：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，则进入步骤S8；

S5：若路口能见度是否低于设定阈值，则进入步骤S8；

S6：若路面湿滑，则进入步骤S8；

S7：若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车，则进入步骤S8；

S8：改变信号灯放行方向；

S9：判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口，若是则返回步骤S1，否则延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

所述步骤S7中：

若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车，则延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。

所述步骤S3中具体包括：

S31：建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S32：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S33，否则进入步骤S34；

S33：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

S34：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S35：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S36；否则进入步骤S37；

S36：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则返回步骤S1；若否，则将信号周期延长；

S37：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

步骤S4中还包括：若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；

若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

还包括如下步骤：

S10：生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间。

本发明还提供一种具有多维检测功能的路口交通信号控制系统，包括：

积水监测单元，实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度；

能见度监测单元，实时监测路口的能见度；

湿滑监测单元，实时监测路面是否湿滑；

积雪监测单元，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

平面跟踪监测单元，连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；

信号灯控制单元，根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；以及：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，或者若路口能见度是否低于设定阈值，或者若路面湿滑，或者若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车的情况下，改变信号灯放行方向；

判断单元，判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口；

所述信号灯控制单元在所述判断单元的判断结果为否时，延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

所述信号灯控制单元，在停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车时，延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。

所述信号灯控制单元具体包括：

行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

第一判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，用于修订所述行驶状态表：

当所述第一判断模块的判断结果为是时，对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

当所述第一判断模块的判断结果为否时，对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第二判断模块，判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第三判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为是时，判断遇红灯的最高停车次数是否为零；

第四判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为否时，判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，

所述信号灯控制单元，用于在第三判断模块的判断结果为否时将信号周期延长；在第四判断模块的判断结果为是时增加第一方向上信号灯周期的绿信比；在第四判断模块的判断结果为否时增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

还包括：

电磁波生成单元，若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；

若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

所述电磁波生成单元，还用于生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间

本发明提供的上述技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

本发明提供的具有多维检测功能的路口交通信号控制方法及系统，能实时监测路口的积水高度、对能见度进行监测、监测路面是否湿滑以及路面是否有积雪，在根据不同方向上机动车遇红灯的停车次数对信号灯进行控制之外，还能够在路口某一范围有积水且积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，对已经进入路口内的机动车进行监控，判断路口内的机动车是否已经清空，如果路口内的机动车没有清空，则延长信号灯的全红时间，直到路口内的机动车全部驶出路口。因为积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况会影响机动车的行驶速度，因此根据路口内是否有机动车没有驶离路口，进行动态调整路口全红时间长度，能够保证在积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，车辆也能够在确保安全的前提下顺利通过路口，不会导致路口内塞车现象出现。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1为本发明一个实施例所述具有多维检测功能的路口交通信号控制方法的路程图；

图2为本发明一个实施例所述路口的示意图；

图3为本发明一个实施例所述步骤S3的实现方法流程图；

图4为本发明一个实施例所述具有多维检测功能的路口交通信号控制系统的原理框图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度、路口的能见度、路面是否湿滑、路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；所述路口如图2所示。图中标出了一个行驶方向范围内的积水检测区域。该积水检测区域在图中西向东方向的直行出口处。具体地，其与路口之间的距离可以根据实际情况进行设定，例如设定一百米，一百五十米等。目的是能够根据该位置的积水检测，提醒后续车辆不要进入路口或者避免在该处因为积水导致车辆拥堵。能见度检测可以采用已有的能见度检测技术实现。本步骤中直接获得能见度检测的结果。图中标出了一个能见度检测装置的设置区域，事实上，可以多个路口共用一个能见度检测结果，或者设定距离采用同一个能见度检测结果，例如两公里设置一个能见度检测装置。如图2所示，在路口的各个方向上设置了多个湿滑监测传感器。每一湿滑监测传感器可以有自己的监测范围，能够得到其工作范围内的路面是否湿滑，多个湿滑监测传感器的监测结果还可以进行相互验证，因此能够得到较为准确的结果，监测湿滑的方式可以采用现有技术中相关方法。积雪检测可以采用已有的积雪检测技术实现。本步骤中直接获得积雪检测的结果。图中所示，在每一方向的入口处，均设置积雪检测装置，也可以直接利用视频检测结果，检测积雪是否已经覆盖了停止线。

S2：连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；

S3：根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数相等且均为零，则保持当前信号周期；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数相等且均不为零，则延长信号周期；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比。由于能够采用平面连续跟踪每一台机动车，因此能够准确获得每一台机动车的行驶状态，而信号灯是否为红灯可以直接通过交通信号控制器获得，因此可以直接得到在机动车是否因为在等待红灯而停车，由于精准获得了机动车的位置，能够得到机动车是否在停止线后遇红灯停车等待，因此本实施例的上述方案能够准确得到每一台机动车在停止线后因为遇红灯而停车的次数。

S4：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，则进入步骤S8；

S5：若路口能见度是否低于设定阈值，则进入步骤S8；

S6：若路面湿滑，则进入步骤S8；

S7：若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车，则进入步骤S8；

S8：改变信号灯放行方向；

S9：判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口，若是则返回步骤S1，否则延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

正常情况下，某一方向的绿灯信号结束之后，会经过一段时间(例如2秒钟)的全红时间，即各个方向的信号灯都为红灯，目的是确保绿灯方向在变为黄灯之前进入路口内的机动车全部驶出路口后才能够将另一方向的机动车信号灯变为绿灯。现有技术中，这一全红时间是固定的，在正常天气情况下，一般是可以满足车辆全部通过路口的。但是当有积水、能见度低、路面湿滑、有积雪等异常情况时，现有的全红时间可能并不能保证在红灯之前进入路口的全部车辆都通过路口。因此，本实施例中，根据路口内的车辆是否全部通过，对信号灯的全红时间进行动态调整，以保证路口内的全部车辆被清空后，在置相应方向的信号灯为绿灯。

本实施例的上述方案中，能实时监测路口的积水高度、对能见度进行监测、监测路面是否湿滑以及路面是否有积雪，在根据不同方向上机动车遇红灯的停车次数对信号灯进行控制之外，还能够在路口某一范围有积水且积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，对已经进入路口内的机动车进行监控，判断路口内的机动车是否已经清空，如果路口内的机动车没有清空，则延长信号灯的全红时间，直到路口内的机动车全部驶出路口。因为积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况会影响机动车的行驶速度，因此根据路口内是否有机动车没有驶离路口，进行动态调整路口全红时间长度，能够保证在积水高度超过设定阈值或者路面湿滑或者有积雪的情况下，车辆也能够在确保安全的前提下顺利通过路口，不会导致路口内塞车现象出现。

另外，所述步骤S7中若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车，则延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。因为积雪已经覆盖了停止线，则可以说明在现有道路会因为积雪而导致路面湿滑，如果此时车辆因为绿灯变换黄灯进行刹车操作的话，则可能会因为积雪导致车辆滑移，严重的话可能会导致追尾事故的发生，因此为了防止这种情况出现，如果在距离停止线距离较近的范围内有机动车，则延长绿灯时间，保证这部分车辆能够顺利通过路口。所述设定阈值距离可以选择五十米、六十米等。

进一步优选地，其中步骤S3可通过如下方式实现，如图3所示：

S31：记录每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中每一机动车遇红灯的停车等待次数的初始值为零；具体地，可以建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S32：判断第一方向是否为红灯，若是则执行步骤S33，否则执行步骤S34；

S33：对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；对于第二方向，将越过停止线的机动车从记录中清除，即从列表中清除；

S34：对于第一方向，将越过停止线的机动车从记录中清除，即从列表中清除；对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S35：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S36；否则进入步骤S37；

S36：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则保持当前信号周期；若否，则将信号周期延长；

S37：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

以上所述行驶状态表可以如表1所示：

表1-行驶状态表

车辆编号	遇红灯停车次数	是否为当前方向最高值
			1-1	3	是
1-2	2	否
			1-3	1	否
……	0	否
			1-N	0	否
2-1	4	是
			2-2	3	否
2-3	1	否
			……	0	否
2-M	0	否

其中两个方向上的机动车可以写入同一个表格中，采用1-n的形式来表示第一方向上的第n辆机动车；采用2-m的形式来表示第二方向第m辆机动车。也可以设置两个表格分别记录两个方向上的机动车。而机动车的编号可以根据实际情况自行拟定，目的是将机动车车辆进行区分。并且，显然对于等待红灯次数最多的机动车一定是最先能够通过路口的机动车，因此等待次数并不会无限制的递增下去，某一辆机动车在绿灯状态下通过路口后便可以从上述表格中清除，而清除的同时，该机动车对应的编号也释放出来可以供新进入表格中的机动车使用。由于本实施例中，能够采用平面连续跟踪每一台机动车，因此能够准确获得每一台机动车的行驶状态，而信号灯是否为红灯可以直接通过交通信号控制器获得，因此可以直接得到在机动车是否因为在等待红灯而停车，由于精准获得了机动车的位置，能够得到机动车是否在停止线后遇红灯停车等待，因此本实施例的上述方案能够准确得到每一台机动车在停止线后因为遇红灯而停车的次数。

而根据机动车遇红灯停车次数对信号灯的周期及绿信比进行调整是现有技术中已有的方案，在本实施例中不再详细描述。

另外，平面精准连续跟踪可以包括如下步骤：

S11：在路口上设置若干平面检测器，所述平面检测器用于对机动车进行连续跟踪；将所述检测器的检测范围、车道信号灯的上游路段、车道信号灯的下游路段标注到带有经纬度的电子地图上，并且将检测器的位置坐标数据(X_j,Y_j)标注到电子地图上；

S12：获取检测器的当前检测误差(X_c,Y_c)，判断当前检测误差(X_c,Y_c)是否在设定阈值范围内，若是则进入步骤S13，否则发出报警信号，提示无法准确获取校正标志位坐标数据；

S13：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

S14：根据机动车当前位置的坐标数据和当前检测误差获得机动车当前位置的实际坐标数据：(X_dj,Y_dj)＝(X_d,Y_d)-(X_c,Y_c)。

具体包括以下情况：

所述检测器采用检测雷达的情况下，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SA1：选定校正标志位，并将校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)标注到电子地图上，并实际测量雷达检测器到校正标志的距离L_lb和校正标志位到车道灯所在位置的距离L_jt；校正标志位可以为路面上设置的固定标志物所在的位置，例如显示牌、天桥桥梁、电线杆等，这些物体不会轻易发生位移。

SA2：判断是否能读取到校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若读取到则根据校正标志位的当前坐标数据和校正标志位的实际坐标数据得到当前检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)。

在电子地图上标注校正标志位的实际位置坐标，在对车辆位置进行检测时，实时获得校正标志位的坐标数据与实际坐标数据进行比较，当二者之间的偏差超过一定阈值时，发出故障报警信息提醒工作人员。当二者之间的偏差在阈值范围内时，根据偏差值对采集到的车辆位置坐标进行校正，因此，即便是检测器发生了抖动，也能保证最终获得的车辆位置坐标数据是准确的。

所述检测器采用视频跟踪单元的情况时，所述步骤S12中获得当前检测误差(X_c,Y_c)的步骤包括：

SB1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上；以道路上施划的分道线的端点作为分界点。因为分道线是虚线形式，对于其中的实线长度和空白距离都是有规定的，一般情况下实线长度为2米，空白距离为4米，因此如果直接以实线的两个端点作为分界点，则很容易得到每一个分界点的坐标值。

SB2：以每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)作为校正标志位的实际坐标数据(X_b，Y_b)。

SB3：判断是否能检测到每一个校正标志位的当前坐标数据(X_bd，Y_bd)，若检测到则根据检测到的每一校正标志位当前坐标数据和该校正标志位的实际坐标数据，得到与该标志位对应的检测误差：(X_c,Y_c)＝(X_bd，Y_bd)-(X_b，Y_b)；

所述步骤S13和所述步骤S14之间还包括如下步骤：

根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)得到与机动车距离最近的校正标志位，以与机动车距离最近的校正标志位的检测误差作为机动车的当前检测误差(X_c,Y_c)。

在本实施例中，将每一个分界点都作为校正标志位，无论机动车当前位置在哪，都能够立即确定与机动车距离最近的校正标志位，利用该校正标志位的检测误差对机动车的位置进行校正，使得到的机动车的实际位置坐标更准确，从而准确得到的机动车当前的瞬时速度。

所述检测器为视频跟踪单元的情况下还包括如下步骤：

SC1：在视频跟踪单元的视频监控范围内施划分道线，所述分道线上设置有分界点F_i，获得每一分界点的实际坐标数据(X_f，Y_f)并将其标注到电子地图上,以及每两个相邻分界点之间的距离L_fi；

SC2：在视频监控画面中得到分道线的监控图像，依次人工标注每一个分界点F_i，并获得每两个相邻分界点之间的像素行数H_h或像素列数H_l，得到：

每两个相邻分界点之间的每一行像素对应的距离L_fi/H_h；

或者每两个相邻分界点之间的每一列像素对应的距离L_fi/C_l；

在实际应用中，当视频检测单元在检测不同距离的目标时，同一行像素以及同一列像素所表示的距离完全不同。例如，道路的宽度是固定的，但是在画面下方道路宽度占用了43列像素，在画面上方只占用了28列像素，假设其宽度为3米，那么对于画面下方每一列像素表示的距离为3/430.07米，道路上方每一列像素表示的距离为3/280.1米。同样的道理，在路面上施划的分道线，实线长度为两米，在画面下方15行像素表示实线两个端点的距离，在画面上方7行像素即可表示实线两个端点，则在画面下方，每行像素代表的距离为2/150.133米，在画面上方，每行像素代表的距离为2/70.286米。

SC3：获取机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)；

SC4：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)判断机动车当前位置在视频监控画面中的哪两个相邻的分界点之间，并进一步判断该坐标数据对应该相邻分界点之间的哪一行像素点或哪一列像素点；

SC5：根据机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)，结合在实际中每一个分界点的相对位置坐标、以及机动车当前位置的坐标数据(X_d,Y_d)所在区域每一行像素对应的距离或者每一列像素对应的距离，得到机动车当前位置的实际坐标数据(X_dj,Y_dj)。

假设当前时刻，机动车位于画面上方实线的两个端点之间，而两个端点的实际坐标可以测量得到，是非常准确的位置坐标，那么我们只要得到机动车与其中一个端点的距离就可以得到机动车当前实际的位置坐标。因为，我们已经获得，两个端点之间共有7行像素，每一行像素所表示的距离为0.286米，此时如果机动车与下方端点之间距离为4行像素，与上方端点之间的距离为3行像素，那么可以得到机动车与上方端点之间的距离为0.2863＝0.858米，则机动车实际的位置坐标与上方断电之间的距离为0.858米，通过计算即可得到机动车的实际位置坐标。

如图2所示的路口，每个方向上都设置有显示屏，因此可以用显示屏来显示相应的提示信息以提示给驾驶员。但是道路上的显示屏数量有限，一般都设置在距离路口较近的位置，一般情况下，驾驶员可能不便于看清楚。尤其在下大雨的天气情况下，雨水影响驾驶员视线，驾驶员可能更不容易看到显示屏上的通知。因此，本实施例进一步优选地，步骤S4中还包括：若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。采用一种电磁波方式传递相应的信号。相应地，车辆上设置有接收电磁波的接收装置，接收装置解析接收到的电磁波，能够得到电磁波所传达的信息，之后通过车辆中的仪表盘或者设置的提示装置对驾驶员进行提示。这样无论是什么样的天气情况，驾驶员都能够得到相应的积水信息提示。

而且，上述方法中还可以包括如下步骤：

S10：生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间。这样无论是在什么位置，只要接近存在积水、能见度低、路面湿滑或者由积雪的路口的驾驶员都能够得到相应的信号灯灯色信息，可以知道当前信号灯是什么颜色的，并且能够知道当前信号灯灯色的剩余时间。进一步地，驾驶员还能够根据电磁波信号得知当前路口车辆行驶状况，例如路口内车辆未全部驶出路口，因此需要延长全红时间等提示。对于驾驶员来说，能够及时了解信号灯变化情况，同时当信号灯全红时间延长时，还能够及时了解原因，从而提升了用户体验。

实施例2

本实施例中提供一种多维检测功能的路口交通信号控制方法，如图4所示，包括：

积水监测单元1，实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度；能见度监测单元2，实时监测路口的能见度；湿滑监测单元3，实时监测路面是否湿滑；积雪监测单元4，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；平面跟踪监测单元5，连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；该积水检测区域在图中西向东方向的直行出口处。具体地，其与路口之间的距离可以根据实际情况进行设定，例如设定一百米，一百五十米等。目的是能够根据该位置的积水检测，提醒后续车辆不要进入路口或者避免在该处因为积水导致车辆拥堵。能见度检测可以采用已有的能见度检测技术实现。本步骤中直接获得能见度检测的结果。图中标出了一个能见度检测装置的设置区域，事实上，可以多个路口共用一个能见度检测结果，或者设定距离内采用同一个能见度检测结果，例如两公里设置一个能见度检测装置。如图2所示，在路口的各个方向上设置了多个湿滑监测传感器。每一湿滑监测传感器可以有自己的监测范围，能够得到其工作范围内的路面是否湿滑，多个湿滑监测传感器的监测结果还可以进行相互验证，因此能够得到较为准确的结果，监测湿滑的方式可以采用现有技术中相关方法。积雪检测可以采用已有的积雪检测技术实现。本步骤中直接获得积雪检测的结果。图中所示，在每一方向的入口处，均设置积雪检测装置，也可以直接利用视频检测结果，检测积雪是否已经覆盖了停止线。

信号灯控制单元6，根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；以及：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，或者若路口能见度是否低于设定阈值，或者若路面湿滑，或者若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车的情况下，改变信号灯放行方向；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数相等且均为零，则保持当前信号周期；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数相等且均不为零，则延长信号周期；若第一方向遇红灯的最高停车等待次数大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比。由于能够采用平面连续跟踪每一台机动车，因此能够准确获得每一台机动车的行驶状态，而信号灯是否为红灯可以直接通过交通信号控制器获得，因此可以直接得到在机动车是否因为在等待红灯而停车，由于精准获得了机动车的位置，能够得到机动车是否在停止线后遇红灯停车等待，因此本实施例的上述方案能够准确得到每一台机动车在停止线后因为遇红灯而停车的次数。

判断单元7，判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口；

所述信号灯控制单元6在所述判断单元的判断结果为否时，延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

正常情况下，某一方向的绿灯信号结束之后，会经过一段的黄灯时间(例如3秒钟)和全红时间(例如2秒钟)，即各个方向的信号灯都为红灯，目的是确保绿灯方向在变为黄灯之前进入路口内的机动车全部驶出路口后才能够将另一方向的机动车信号灯变为绿灯。现有技术中，这一全红时间是固定的，在正常天气情况下，一般是可以满足车辆全部通过路口的。但是当有积水、能见度低、路面湿滑、有积雪等异常情况时，现有的全红时间可能并不能保证在红灯之前进入路口的全部车辆都通过路口。因此，本实施例中，根据路口内的车辆是否全部通过，对信号灯的全红时间进行动态调整，以保证路口内的全部车辆被清空后，在置相应方向的信号灯为绿灯。

进一步地，所述信号灯控制单元6，在停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车时，延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。因为积雪已经覆盖了停止线，则可以说明在现有道路会因为积雪而导致路面湿滑，如果此时车辆因为绿灯变换黄灯进行急刹车操作的话，则可能会因为积雪导致车辆滑移，严重的话可能会导致追尾事故的发生，因此为了防止这种情况出现，如果在距离停止线距离较近的范围内有机动车，则延长绿灯时间，保证这部分车辆能够顺利通过路口。所述设定阈值距离可以根据实际路况选择五十米、六十米等。

优选地，所述信号灯控制单元6具体包括：

行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

第一判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，用于修订所述行驶状态表：

当所述第一判断模块的判断结果为是时，对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

当所述第一判断模块的判断结果为否时，对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第二判断模块，判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第三判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为是时，判断遇红灯的最高停车次数是否为零；

第四判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为否时，判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，

所述信号灯控制单元，用于在第三判断模块的判断结果为否时将信号周期延长；在第四判断模块的判断结果为是时增加第一方向上信号灯周期的绿信比；在第四判断模块的判断结果为否时增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

进一步优选地，上述系统还包括电磁波生成单元8，若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。所述电磁波生成单元8，还用于生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间。这样无论是在什么位置，只要接近存在积水、能见度低、路面湿滑或者由积雪的路口的驾驶员都能够得到相应的信号灯灯色信息，可以知道当前信号灯是什么颜色的，并且能够知道当前信号灯灯色的剩余时间。进一步地，驾驶员还能够根据电磁波信号得知当前路口车辆行驶状况，例如路口内车辆未全部驶出路口，因此需要延长全红时间等提示。对于驾驶员来说，能够及时了解信号灯变化情况，同时当信号灯全红时间延长时，还能够及时了解原因，从而提升了用户体验。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做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发明范围的所有变更和修改。

Claims (10)

1.一种具有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度、路口的能见度、路面是否湿滑、路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

S2：连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；

S3：根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；

S4：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，则进入步骤S8；

S5：若路口能见度低于设定阈值，则进入步骤S8；

S6：若路面湿滑，则进入步骤S8；

S7：若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车，则进入步骤S8；

S8：改变信号灯放行方向；

S9：判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口，若是则返回步骤S1，否则延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

2.根据权利要求1所述的具有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于，所述步骤S7中：

若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车，则延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。

3.根据权利要求2所述的有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于，所述步骤S3中具体包括：

S31：建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

S32：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S33，否则进入步骤S34；

S33：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；

对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

S34：修订所述行驶状态表：

对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

S35：判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等，若相等则进入步骤S36；否则进入步骤S37；

S36：判断遇红灯的最高停车次数是否为零，若是零，则返回步骤S1；若否，则将信号周期延长；

S37：判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，若是则增加第一方向上信号灯周期的绿信比；若否则增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

4.根据权利要求1-3任一项所述的有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于:

步骤S4中还包括：若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；

若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

5.根据权利要求4所述的有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

S10：生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间。

6.一种具有多维检测功能的路口交通信号控制系统，其特征在于，包括：

积水监测单元，实时监测路口各个行驶方向范围内的积水高度；

能见度监测单元，实时监测路口的能见度；

湿滑监测单元，实时监测路面是否湿滑；

积雪监测单元，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

平面跟踪监测单元，连续平面精准跟踪路口每个方向上的机动车，实时获取每个方向的机动车的数量、每一台机动车的瞬时速度和精准位置；

信号灯控制单元，根据不同方向机动车遇红灯的停车等待次数的关系，对路口信号灯进行控制；以及：若某一行驶方向范围有积水且积水高度超过设定阈值，或者若路口能见度是否低于设定阈值，或者若路面湿滑，或者若停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车的情况下，改变信号灯放行方向；

判断单元，判断已进入路口内的车辆是否全部通过路口；

所述信号灯控制单元在所述判断单元的判断结果为否时，延长该路口的信号灯的全红时间，直到路口内的车辆全部通过路口。

7.根据权利要求6所述的具有多维检测功能的路口交通信号控制系统，其特征在于：

所述信号灯控制单元，在停止线被积雪覆盖，且距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内有机动车时，延长当前放行方向的绿灯时间，直到停止线上游设定阈值距离的范围内没有机动车。

8.根据权利要求7所述的有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于，所述信号灯控制单元具体包括：

行驶状态记录模块，建立行驶状态表，记录每一台机动车的行驶状态，所述行驶状态包括每一台机动车在越过停止线之前遇红灯的停车等待次数；其中某一机动车首次写入所述行驶状态表时，遇红灯的停车等待次数的初始值为零；

第一判断模块，判断第一方向是否为红灯状态；

修订模块，用于修订所述行驶状态表：

当所述第一判断模块的判断结果为是时，对于第一方向，将已有机动车的停车次数加1，并获取第一方向上遇红灯的最高停车等待次数K1；对于第二方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；

当所述第一判断模块的判断结果为否时，对于第一方向，将越过停止线的机动车从列表中清除；对于第二方向，将已有机动车的遇红灯的停车等待次数加1，并获取第二方向上遇红灯的最高停车等待次数K2；

第二判断模块，判断第一方向的遇红灯的最高停车等待次数与第二方向的遇红灯的最高停车等待次数是否相等；

第三判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为是时，判断遇红灯的最高停车次数是否为零；

第四判断模块，当所述第二判断模块的判断结果为否时，判断第一方向遇红灯的最高停车等待次数是否大于第二方向遇红灯的最高停车等待次数，

所述信号灯控制单元，用于在第三判断模块的判断结果为否时将信号周期延长；在第四判断模块的判断结果为是时增加第一方向上信号灯周期的绿信比；在第四判断模块的判断结果为否时增加第二方向上信号灯周期的绿信比。

9.根据权利要求6-8任一项所述的有多维检测功能的路口交通信号控制系统，其特征在于，还包括：

电磁波生成单元，若路口某一行驶方向范围的积水高度超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向禁止通行的信息对应的第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；

若路口某一行驶方向范围的积水高度未超过设定阈值，则生成与该路口的该行驶方向有积水的信息对应的第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

10.根据权利要求9所述的有多维检测功能的路口交通信号控制方法，其特征在于：

所述电磁波生成单元，还用于生成与信号灯灯色信息对应的电磁波信号，将所述电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置；所述信号灯灯色信息包括当前时刻信号灯灯色以及当前信号灯灯色的剩余时间。