CN106652490A - 基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统，其能够对机动车进行连续跟踪，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。同时能够实时监测路面是否有积雪，当路面停止线被积雪覆盖时，则保证正在放行方向停止线上游预设距离范围内的车辆全部越过停止线后再将当前方向的绿灯信号变为黄灯信号后，再变为红灯，即路口处于全红阶段，并且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。采用上述方案，能够保证在有积雪的情况下，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

基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统

技术领域

本发明涉及路口信号灯控制领域，具体是一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统。

背景技术

目前，为了提高路口的控制效率，国内外的路口交通信号控制器，均采用了在路面的断面上设置机动车检测器，控制信号灯的周期、绿信比和相位差等参数的变化。断面检测器检测的数据受到驾驶员驾驶水平、机动车状况、道路条件等的影响，在常态下，通过断面检测的数据可以推算机动车通过路口的全部轨迹状态，能满足提高路口通行效率的需求，当支撑算法模型中所需要的条件发生变化时，控制效率就会明显降低。特别是降雪发生时，路面停止线被积雪覆盖，停止线就无法辨识，刹车距离延长等因素，导致驾驶员无法确定停车线准确位置，也就无法将车准确地停在停止线后，如果这时，信号灯变化不考虑降雪覆盖停止线的因素，按照常规由放行信号转换为停止信号，容易导致追尾等交通事故或路口塞死现象发生。

发明内容

本发明要解决现有技术中，一是无法实时检测路口是否积雪；二是停止线是否被积雪覆盖无法辨认；三是机动车是否在绿灯变红灯时能平稳停车；四是对通过路口的车辆运行轨迹进行平面检测等问题，提出一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；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；

S2：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；

S3：若停止线被积雪覆盖，则执行步骤S4，否则返回步骤S1；

S4：判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车，若有机动车则进入步骤S5，否则进入步骤S6；

S5：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；

S6：改变信号灯放行方向；

S7：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，否则执行步骤S8；

S8：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。

根据权利要求1所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于：

S21：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；

S22：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S23，否则进入步骤S24；

S23：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；

S24：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；

S25：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S26；否则进入步骤S27；

S26：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；

S27：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。

所述步骤S3中，若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

在步骤S8之后，还包括如下步骤：

根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的系统，包括：

积雪检测单元，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

车辆跟踪单元，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；

信号灯调控单元：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；

第一判断单元，若积雪检测单元检测到停止线被积雪覆盖，则判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车；

所述信号灯调控单元，在所述第一判断单元的判断结果为是时，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；在所述第一判断单元的判断结果为否时，改变信号灯放行方向；

第二判断单元，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，当所述第二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。

所述信号灯调控单元具体包括：

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：若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

所述电磁波生成单元还用于，根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

与现有技术相比，本发明的上述方案至少具有以下有益效果：

本发明所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法及系统，其能够对机动车进行连续跟踪，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。同时能够实时监测路面是否有积雪，当有积雪的情况下，路面停止线被积雪覆盖，则保证在当前放行方向，停止线上游预设距离范围内的车辆全部越过停止线后在将当前方向的信号灯灯色改变，即将当前方向的绿灯信号变为黄灯信号，并且在任一方向上的绿灯信号结束转换信号灯灯色时，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。采用上述方案，能够保证在有积雪的情况下，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，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明一个实施例所述基于积雪监测立体感知的信号灯控制方法的流程图；

图2是本发明一个实施例所述路口示意图；

图3是图1所述步骤S2的具体实现方式的流程图；

图4是本发明一个实施例所述基于积雪监测立体感知的信号灯控制系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。并且下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。在对各个实施例进行详细描述之前，需要说明的是，本发明所涉及到的所有坐标数据均是指在同一特定坐标系下的坐标数据。另外，本发明所述的平面感知检测是相对于现有技术中断面检测而言的说法，对机动车当前位置轨迹的连续检测即平面数据的采集可以说是平面感知检测。

实施例1

本实施例提供一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；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；当机动车瞬时速度持续为零时则判定机动车处于停止状态；所述路口如图2所示，其中，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：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；

S3：若停止线被积雪覆盖，则执行步骤S4，否则返回步骤S1；

S4：判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车，若有机动车则进入步骤S5，否则进入步骤S6；

S5：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而不用急刹车。所述设定阈值距离可以轨迹具体情况选择五十米、六十米等。

S6：改变信号灯放行方向，即由绿灯转换为黄灯，之后转换为红灯。

S7：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，否则执行步骤S8；

S8：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，如果遇到积雪情况，由于机动车速度下降，固定的全红时间显然是不能满足需求的，经常因为路口内车辆没有清空就转换成另一方向绿灯，导致路口塞死或交通事故。

采用本实施例的上述方案，其能够对机动车进行连续跟踪，同时对路口是否有积雪进行监测，在进行信号灯控制时，根据不同方向上机动车遇红灯的停车次数进行控制。另外，当路口有积雪时时，能够在任一方向上的绿灯信号结束转换信号灯灯色时，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后，再放行另一方向机动车。采用本发明的上述技术方案，能够保证在路口有积雪时，车辆也能够在确保安全的前提下有序行驶，不会因为路口有积雪而导致追尾交通事故或路口内塞车现象出现。

实施例2

本实施例中，在实施例1的基础上，其中步骤S2可通过如下方式实现，如图3所示：

S21：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；

S22：判断第一方向是否为红灯，若是则执行步骤S23，否则执行步骤S24；

S23：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；

S24：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；

S25：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S26；否则进入步骤S27；

S26：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；

S27：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。

实施例3

本实施例中，在实施例1或实施例2的基础上：

所述步骤S3中，若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

在步骤S8之后，还包括如下步骤：

根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

本实施例中的方案，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。这样无论是在什么位置，只要接近存在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4

本实施例提供一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的系统，如图4所示，包括：

积雪检测单元1，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；其中，积雪检测可以采用已有的积雪测技术实现。本实施例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。

车辆跟踪单元2，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；

信号灯调控单元3：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；

第一判断单元4，若积雪检测单元检测到停止线被积雪覆盖，则判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车；

所述信号灯调控单元，在所述第一判断单元的判断结果为是时，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；在所述第一判断单元的判断结果为否时，改变信号灯放行方向；因为积雪已经覆盖了停止线，则可以说明一是现有道路会因为积雪而导致路面湿滑；二是驾驶员无法判断停止线的准确位置，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。

第二判断单元5，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3，当所述第二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，如果遇到有积雪的情况，由于机动车速度下降，固定的全红时间显然是不能满足需求的，经常因为路口内车辆没有清空就转换成另一方向绿灯，导致路口塞死或交通事故。

所述信号灯调控单元3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，

所述信号灯控制模块，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。

以上各个模块的工作方式与实施例2中的方法相似，本实施例中不再详细描述。

优选地，上述系统中还包括电磁波生成单元6：若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。所述电磁波生成单元6还用于，根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。本实施例中的方案，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。这样无论是在什么位置，只要接近存在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 (8)

1.一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；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；

S2：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；

S3：若停止线被积雪覆盖，则执行步骤S4，否则返回步骤S1；

S4：判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车，若有机动车则进入步骤S5，否则进入步骤S6；

S5：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；

S6：改变信号灯放行方向；

S7：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，否则执行步骤S8；

S8：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所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于，所述步骤S2中具体包括：

S21：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；

S22：判断第一方向是否为红灯状态，若是则进入步骤S23，否则进入步骤S24；

S23：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；

S24：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；

S25：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S26；否则进入步骤S27；

S26：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；

S27：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。

3.根据权利要求1或2所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于：

所述步骤S3中，若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

4.根据权利要求3所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于，在步骤S8之后，还包括如下步骤：

根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

5.一种基于积雪监测立体感知的信号灯控制的系统，其特征在于，包括：

积雪检测单元，实时监测路口各个行驶方向的停止线是否被积雪覆盖；

车辆跟踪单元，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；

信号灯调控单元：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；

第一判断单元，若积雪检测单元检测到停止线被积雪覆盖，则判断距离当前放行方向的停止线上游设定阈值距离的范围内是否有机动车；

所述信号灯调控单元，在所述第一判断单元的判断结果为是时，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；在所述第一判断单元的判断结果为否时，改变信号灯放行方向；

第二判断单元，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，当所述第二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。

6.根据权利要求5所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的系统，其特征在于，所述信号灯调控单元具体包括：

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。

7.根据权利要求5或6所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的系统，其特征在于，还包括电磁波生成单元：若停止线被雪覆盖，则根据当前信号灯状态信息生成第一电磁波信号，将所述第一电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。

8.根据权利要求7所述的基于积雪监测立体感知的信号灯控制的方法，其特征在于，所述电磁波生成单元还用于，根据当前路口车辆行驶状况，生成第二电磁波信号，将所述第二电磁波信号发送至车辆上的电磁波接收装置。