CN106781547B - 一种交通信号灯智能控制方法、路侧设备及系统 - Google Patents

一种交通信号灯智能控制方法、路侧设备及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种交通信号灯智能控制方法，包括路侧设备接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送；根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略；根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。进一步的，还公开了一种路侧设备和一种控制系统。适用本发明，能够有效感知路口车辆通行状态并及时更改运行策略使得通行更安全、高效。同时能快速适用不同的路口条件。

Description

一种交通信号灯智能控制方法、路侧设备及系统
技术领域
本申请涉及智能交通领域，特别涉及一种交通信号灯智能控制方法、路侧设备及系统。
背景技术
随着我国经济的迅猛发展及城市化进程的不断推进，汽车保有量迅速增长，交通安全和拥堵问题日益成为突出难题，传统解决手段存在信息检测不全面、共享不充分的缺陷，使得当前局面依旧不容乐观。城市道路路口是整个交通网络的关键点，它连接着不同方向的道路，是各方向车辆、人流的中转点。由于道路路口这些特性，造成了路口极易形成拥堵，并成为了城市交通通行能力的瓶颈和交通事故的多发地。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种交通信号灯智能控制方法，包括：
路侧设备接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送；
根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略；
根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
进一步的，还包括，
发送所述通行策略至所述目标通行路口内的车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。
进一步的，所述通行信息包括所述车辆的位置信息和方向信息。
进一步的，所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角；
则所述根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略步骤具体为：
路侧设备根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况确定通行策略。
进一步的，所述路侧设备设置在所述目标通行路口内的大致中心位置，则所述根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略步骤之前还包括：
根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息。
另一方面，本发明还公开了一种用于交通信号灯智能控制的路侧设备，包括：
接收模块，用于接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送；
制定模块，用于根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略；
控制模块，用于根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
进一步的，还包括，
发送模块，用于发送所述通行策略至所述目标通行路口内的车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。
进一步的，所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角；
则所述制定模块，具体用于根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况确定通行策略。
进一步的，还包括，
夹角计算模块，用于根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断模块，用于判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息。
再一方面，还公开了一种交通信号灯智能控制系统，包括一个如上所述的路侧设备；和所述路侧设备相连，并受所述路侧设备控制的至少一个交通信号灯；至少一个设置在车辆上，和所述路侧设备无线交互的车载终端。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
能够有效感知路口车辆通行状态并及时更改运行策略使得通行更安全、高效。同时能快速适用不同的路口条件。进一步的，用于本发明通过对车辆行驶方向的判断通过夹角进行计算并结合定位信息，因此能广泛适用于十字交叉口、T型交叉口、Y型交叉口、错位交叉口等类型的路口。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的一种交通信号灯智能控制方法的流程图；
图2是本申请提供的再一种交通信号灯智能控制方法的流程图；
图3是本申请提供的一种计算夹角的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
实施例一，本发明提供的一种交通信号灯智能控制方法，应用于交通信号灯智能控制系统。该系统基于DSRC技术，包括设置在车辆上的车载终端，和车载终端无线连接的路侧设备，受所述路侧设备控制的交通信号灯。如图 1所示，控制方法包括：
S101：路侧设备接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送；
车辆在通过路口时，车辆上所设置的车载终端不断广播自己的通行信息，该通行信息传达了发送者的核心状态信息，即车辆的位置信息和方向信息等信息，路侧设备将会收到其覆盖范围内的车辆通行信息。
S102:根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略；
路侧设备会根据每辆车的位置、速度、方向角等信息判断路口状态，根据设置路口数量、方向角和互斥性来生成与目标通行路口现状相配套的通行策略，其中通行策略可以包括交通信号灯的信号选择，信号保持时长，当然，也可以包括其他内容。
S103:根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
采用本发明能够有效感知路口车辆通行状态并及时更改运行策略使得通行更安全、高效。同时能快速适用不同的路口条件，进而提高区域交通整体运行效率，达到系统最优。
实施例二，在实施例一的基础上，在控制交通信号灯的同时，路侧设备还可以发送所述通行策略至所述目标通行路口内的车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。通过路口的车辆可以提前获取到该路口的信号灯状态以及倒计时信息，并显示到车载显示单元，使驾驶员实时接收信号灯状态和倒计时信息，避免了在大雾、大雨天等视野不好的情况下对红绿灯信息掌握不够准确的情况出现。
更进一步的，路侧设备会根据获取各方向路口的车辆通行信息计算流量。可以理解的，当救护车、消防车等特殊车辆需要优先通过时，不断的向周边发出紧急车辆通行消息。路侧设备收到该消息后，根据本文提出的路口控制策略即可计算出紧急车辆的来向、以及预测出紧急车辆到达路口的时间即可智能优先的调整红绿灯状态，现绿灯延长或红灯早断，保证特殊车辆的有限通行。
更进一步的，车辆在通过路口时车载设备会从路侧设备获取到的红绿灯状态情况，如果发现驾驶员犯规闯红灯的情况出现，车载终端即可通过显示或者声音提示单元向用户发出警告。同时该驾驶员的行为可通过车载终端上传至路侧设备并进一步上传至数据中心，可用作交通违章处理的辅证。
实施例三，在上述实施例的基础上，所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角；其中所述卫星定位模块可以是GPS、北斗等模块。
则所述根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略步骤具体为：
路侧设备根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况确定通行策略。
可以理解的，在传统的道路路口控制系统中，红绿灯的控制策略是固定的，对于不同的路口环境，如十字交叉、T型路口、Y型路口错位路口等不能统一使用。更进一步的，在某一路口，如Y型路口，现有技术无法区别道路夹角较小时的不同来车方向。采用本发明，由于采用GPS等提供的行驶方向，因此可以精确区分区别较小的行车方向，同时可以无需调整即可使用不同的路口需求。
实施例四，在上述实施例的基础上，所述路侧设备设置在所述目标通行路口内的大致中心位置，则所述根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略步骤之前还包括：
根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息。
可以理解的，用于路侧设备采用DSRC技术和车载终端进行通信，通信距离较远，可达150M以上，因此路口范围较大，在进行路口内的车辆统计时如果不排除已经通过交通信号的车辆，则会造成统计数据严重失真进而导致通行策略和实际情况严重不符，为解决上述问题。
可以将路侧设备设置在路口中心的位置，也可以设置在道路交叉点的路侧，其设置位置大致在路口范围的中心位置即可，也就是说只要满足驶向路侧设备的车辆为尚未通过交通信号灯的车辆，驶离路侧设备的车辆为已经通过交通信号灯的车辆的位置即可。此时就可以通过车辆行驶方向和车辆同路侧设备连线的方向的夹角来确定车辆是否已经通过交通信号灯。
具体的，如图3所示，当车辆A没有通过交通信号灯时，车辆A的行驶方向为xa，车辆A的位置指向路侧设备的方向为ya。则可知xa和ya的夹角θa小于90度。当车辆B已经通过交通信号灯时，车辆B的行驶方向为 xb，车辆B的位置指向路侧设备的方向为yb。则可知xb和yb的夹角θb大于 90度。容易理解的，由于路侧设备的安装位置不同，因此不可能保证绝对为 90度的分界线，因此可以根据路侧设备的实际安装位置来确定夹角θa的大小。
采用本方法，可以准确的排除已经通过交通信号灯的车辆对通行策略的影响，进而提高区域交通整体运行效率，达到系统最优。
本发明还提供了一种用于交通信号灯智能控制的路侧设备，包括：
接收模块，用于接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送；
制定模块，用于根据所述通行信息确定所述目标通行路口的通行策略；
控制模块，用于根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
还包括，
发送模块，用于发送所述通行策略至所述目标通行路口内的车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。
所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角；
则所述制定模块，具体用于根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况确定通行策略。
还包括，
夹角计算模块，用于根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断模块，用于判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息。
进一步的，还公开了一种交通信号灯智能控制系统，包括一个如上所述的路侧设备；和所述路侧设备相连，并受所述路侧设备控制的至少一个交通信号灯；至少一个设置在车辆上，和所述路侧设备无线交互的车载终端。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明 。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明 的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (8)

1.一种交通信号灯智能控制方法，其特征在于，包括：
路侧设备接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送，所述路侧设备设置在所述目标通行路口内的大致中心位置；
根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息；
路侧设备根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况生成与所述目标通行路口相配套的通行策略；
根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，
发送所述通行策略至所述目标通行路口内的所述车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述通行信息包括所述车辆的位置信息和方向信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角。
5.一种用于交通信号灯智能控制的路侧设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收目标通行路口内车辆的通行信息，其中所述通行信息由各所述车辆上设置的车载终端获取并发送，所述路侧设备设置在所述目标通行路口内的大致中心位置；
夹角计算模块，用于根据车辆的位置信息计算第一方向和第二方向的夹角θa，其中第一方向为所述车辆位置指向所述路侧设备的方向，第二方向为根据所述车辆的方向信息确定的所述车辆的行驶方向的；
判断模块，用于判断所述夹角θa的绝对值是否大于90度；
若小于，则保留所述通行信息用于确定所述目标通行路口的通行策略；
若大于，则丢弃所述通行信息；
制定模块，用于根据各个所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角确定来车方向，结合所述目标通行路口的道路设置情况生成与所述目标通行路口相配套的通行策略
控制模块，用于根据所述通行策略控制所述目标通行路口内的交通信号灯。
6.根据权利要求5所述的路侧设备，其特征在于，还包括，
发送模块，用于发送所述通行策略至所述目标通行路口内的所述车辆，并由所述车辆上设置的所述车载终端接收并播放。
7.根据权利要求5所述的路侧设备，其特征在于，所述位置信息和所述方向信息由所述车载终端的卫星定位模块获取，所述位置信息包括经纬度信息，所述方向信息为所述车载终端所安装车辆的行驶方向和正北方向的夹角。
8.一种交通信号灯智能控制系统，其特征在于，包括一个如权利要求5-7任一项所述的路侧设备；和所述路侧设备相连，并受所述路侧设备控制的至少一个交通信号灯；至少一个设置在车辆上，和所述路侧设备无线交互的车载终端。
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