CN107016859A - 一种路口交通管理系统、方法和应用 - Google Patents

一种路口交通管理系统、方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路口交通管理系统、方法和应用，包括主系统，是基于FPGA的主系统，还包括测距测速模块，实时视频信息采集模块，人群热感信息采集模块，联网通信模块，实况视频输出模块，交通信号显示模块，预警发声模块和无线通信模块。本发明可以智能分析实时路况，使管理交通通行模式智能化，高效化，提供了更快速的响应时间和专业化的功能，具有良好的维护性，稳定性和较高的性价比，为公共安全系统提供人员预警和分流的决策，避免了人员爆发式拥挤造成的公共安全情况，自动分析发声提醒不遵守交通规则的人群，减少了人工监控干预的成本，远程智能提醒车主，规避交通堵塞，提高了用户的可用性，降低了用户的成本。

Description

一种路口交通管理系统、方法和应用
技术领域
本发明涉及交通控制领域，具体为一种路口交通管理系统。
背景技术
随着车辆保有量的快速增长，路口交通拥堵、交通事故频繁已经成为一个重要的社会问题。在当前的交通管理系统中，交通流量大的路口的红绿灯系统是通过预设程序进行控制的，固定的交通灯模式缺乏灵活，常常导致拥堵或时间的浪费；群众很多不文明行为如穿行路口、闯红灯或车辆通过路口车速过快都会导致事故的频频发生。现存的路口交通控制系统，不能通过对所在路口交通的实时状况进行即时分析并调整通行模式以减小交通拥堵，不能对违规的过路群众及超速通过的车辆进行预警提醒，不能实时监控及人工操作路口交通系统，也不具备与新技术的融合运用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种路口交通管理系统，具备实时分析并调整通行模式以减小交通拥堵的功能，解决了不能对违规的过路群众及超速通过的车辆进行预警提醒，不能实时远程人工操作路口交通系统的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种路口交通管理系统，包括主系统，所述主系统是基于FPGA的主系统，基于FGPA的主系统采用芯片实现SOPC，利用VHDL语言在FPGA芯片上搭建片上系统，所述基于FGPA的主系统通过与子模块相连，进行主分析数据及算法计算，所述子模块包括测距测速模块，实时视频信息采集模块，人群热感信息采集模块，联网通信模块，实况视频输出模块，交通信号显示模块，预警发声模块和无线通信模块，所述测距测速模块包括超声波传感器，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，向基于FGPA的主系统传递数据，所述实时视频信息采集模块包括高清摄像头，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，向基于FGPA的主系统传递数据，所述人群热感信息采集模块包括红外传感器，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，向基于FGPA的主系统传递数据，所述联网通信模块以太网接口连入网络，通过联网接入当地交通管理系统，并与基于FGPA的主系统双向通讯相连，可向基于FGPA的主系统传达当地交通管理系统的命令，也可接收基于FGPA的主系统反馈的信号，所述实况视频输出模块通过VGA和HDMI视频输出，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，由基于FGPA的主系统向实况视频输出模块传递数据，所述交通信号显示模块包括红黄绿交通灯组及LED计时屏，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，由基于FGPA的主系统向交通信号显示模块发出命令，所述预警发声模块包括扬声器，与基于FGPA的主系统单向通讯相连，由基于FGPA的主系统向预警发声模块发出命令，所述无线通信模块包括无线通信组件，与设置了无线通信设备的车辆进行通信和数据交换，并与基于FGPA的主系统双向通讯相连，由基于FGPA的主系统向无线通信模块(8)传出信息，也可接收无线通信模块获取的信息。
优选的，所述基于FGPA主系统采用Altera公司的Nios II芯片。
优选的，所述高清摄像头型号是WS-F8P31500万高清全景摄像机，最高像素可达5MP，最高分辨率可达2592×1920，可输出全实时FULL HD 1080P图像，适用于-10度至50度的环境，双层铝外罩设计，防护等级达到IP65。
优选的，所述无线通信模块是通过移动通讯网络和车辆用户的手机相连，车辆用户手机上有APP实时传送车辆位置信息和接收无线通信模块的信息。
优选的，所述预警发声模块中扬声器安装在红黄绿交通灯旁。
优选的，所述LED计时屏是双立柱支撑户外高清全彩屏。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过基于FGPA的主系统与实时视频信息采集模块，人群热感信息采集模块相连通讯，可以智能分析实时路况，优化调整通行模式，解决了现有交通控制系统需要人工调整的问题，使管理交通通行模式智能化，高效化。
2、本发明通过基于FGPA的主系统采用芯片实现SOPC，超越了普遍使用的数字信号处理器DSP的运算能力，提供了更快速的响应时间和专业化的功能，具有良好的维护性，稳定性和较高的性价比。
3、本发明通过人群热感信息采集模块和实时视频信息采集模块，可以监控人群流量，自动分析，为公共安全系统提供人员预警和分流的决策，避免了人员爆发式拥挤造成的公共安全情况。
4、本发明通过基于FGPA的主系统分析实时视频信息采集模块的信息，通过预警发声模块，可以自动分析发声提醒不遵守交通规则的人群，减少了人工监控干预的成本，提高了监控准确率和效率。
5、本发明通过基于FGPA的主系统和无线通信模块，可以获取车主手机的GPS信息和向手机APP发出信息，可以远程智能的提醒车主，规避交通堵塞，车主只需下载APP，无需增加其它负担，提高了用户的可用性，降低了用户的成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图中：1测距测速模块、2实时视频信息采集模块、3人群热感信息采集模块、4联网通信模块、5实况视频输出模块、6交通信号显示模块、7预警发声模块、8无线通信模块、9基于FGPA的主系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
请参阅图1，一种路口交通管理系统，包括主系统，它是基于FPGA的主系统9，采用Altera公司的Nios II芯片实现SOPC，利用VHDL语言在FPGA芯片上搭建片上系统，系统还包括测距测速模块1，实时视频信息采集模块2，人群热感信息采集模块3，联网通信模块4，实况视频输出模块5，交通信号显示模块6，预警发声模块7和无线通信模块8，测距测速模块1包括超声波传感器，它对路口车辆进行测距测速，并将计算结果传递到基于FGPA的主系统9中，实时视频信息采集模块2包括高清摄像头，是500万高清全景摄像机，最高像素可达5MP，最高分辨率可达2592×1920，可输出全实时FULL HD1080P图像，适用于-10度至50度的环境，双层铝外罩设计，防护等级达到IP65，对路口车辆和行人的画面实时视频采集，并单向地向基于FGPA的主系统9传递视频信息，人群热感信息采集模块3包括红外传感器，对路口人群的红外特征进行实时采集，并单向地向基于FGPA的主系统9传递数据，联网通信模块4以太网接口连入网络，通过联网接入当地交通管理系统，后台工作人员通过网络可以与基于FGPA的主系统9双向通讯相连，工作人员可传达当地交通管理系统的命令人工控制交通，也可接收基于FGPA的主系统9反馈的信号实时的监控和分析路况作出最佳决策，实况视频输出模块5通过VGA和HDMI视频输出，通过网络将实时采集的视频数据传到后台监控中心，采集的视频数据是由基于FGPA的主系统9向实况视频输出模块5传递数据，交通信号显示模块6包括红黄绿交通灯组及LED计时屏，它按照基于FGPA的主系统9发出的命令，控制红黄绿交通灯的显示，并在双立柱支撑的户外高清全彩屏上实时显示路况和周边道路状况，预警发声模块7包括扬声器，它接收基于FGPA的主系统9发出的命令，它安装在道路两旁的红黄绿交通灯旁边，用于提醒不遵守交通规则的行人和违规的车主，无线通信模块8包括无线通信组件，它通过移动通讯网络和车辆用户的手机APP相连，车辆用户的手机实时传送车辆位置信息和接收无线通信模块8传来的路况信息和预警信息，无线通信模块8的信息是通过基于FGPA的主系统9双向传递的，通过基于FGPA的主系统9获取周边车辆GPS信息和实时视频信息的分析，可以向用户提前预知周边的路况，避免车辆扎堆造成拥堵，提醒用户即将发生的违章情况，降低车主的违章率。
使用时，基于FGPA的主系统9通过测距测速模块1，实时视频信息采集模块2，人群热感信息采集模块3，实况视频输出模块5的数据信息输入，主系统分析数据做出反馈控制输出，实时视频信息采集模块2实时采集路口道路车流量，采集数据通过主系统算法分析调整交通灯模式，由交通信号显示模块6进行显示，交通灯模式划分等级包括与道路车流量大小关联的通行时间和红黄绿灯的亮灭。人群热感信息采集模块3实时采集人行道及道路边人体热量信息，当有人在不处于通行特权时闯入正在通行道路时，这时预警发声模块7进行一个语音警告，通行道交通灯也会在通行基础上进行一个黄灯的提醒闯入闪烁，测距测速模块1采用超声波传感器对多个方向道路车辆进行测速，不处于通行特权的车辆通过或车辆超速通过时由实时视频信息采集模块2进行拍照，预警发声模块7做出异常情况预警。无线通信模块8可通过与设置了无线通信设备的车辆进行通信与数据交换，主系统分配专门的通信数据内存，提供给车辆或无人驾驶车辆有效的信息。基于无线通信模块8和实时视频信息采集模块2采集的车辆通行数据可由主系统整合，并传输到需要大数据的输出端。本系统通过联网通信模块4接入当地交通管理系统,主系统可由人工操控，实况视频输出模块5可给交通管理部门进行监控，当路口发生交通事故或其他管控任务时，人工控制主系统把交通通行模式设置为可控，进而根据异常状况设置交通灯及预警。
综上所述：该路口交通管理系统，通过基于FGPA的主系统9与实时视频信息采集模块2，人群热感信息采集模块3相连通讯，可以智能分析实时路况，优化调整通行模式，解决了现有交通控制系统需要人工调整的问题，使管理交通通行模式智能化，高效化；通过基于FGPA的主系统9采用芯片实现SOPC，超越了普遍使用的数字信号处理器DSP的运算能力，提供了更快速的响应时间和专业化的功能，具有良好的维护性，稳定性和较高的性价比；通过人群热感信息采集模块3和实时视频信息采集模块2，可以监控人群流量，自动分析，为公共安全系统提供人员预警和分流的决策，避免了人员爆发式拥挤造成的公共安全情况；通过基于FGPA的主系统9分析实时视频信息采集模块2的信息，通过预警发声模块7，可以自动分析发声提醒不遵守交通规则的人群，减少了人工监控干预的成本，提高了监控准确率和效率；通过基于FGPA的主系统9和无线通信模块8，可以获取车主手机的GPS信息和向手机APP发出信息，可以远程智能的提醒车主，规避交通堵塞，车主只需下载APP，无需增加其它负担，提高了用户的可用性，降低了用户的成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种路口交通管理系统，包括主系统，其特征在于：所述主系统是基于FPGA的主系统(9)，基于FGPA的主系统(9)采用芯片实现SOPC，利用VHDL语言在FPGA芯片上搭建片上系统，所述基于FGPA的主系统(9)通过与子模块相连，进行主分析数据及算法计算，所述子模块包括测距测速模块(1)，实时视频信息采集模块(2)，人群热感信息采集模块(3)，联网通信模块(4)，实况视频输出模块(5)，交通信号显示模块(6)，预警发声模块(7)和无线通信模块(8)，所述测距测速模块(1)包括超声波传感器，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，向基于FGPA的主系统(9)传递数据，所述实时视频信息采集模块(2)包括高清摄像头，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，向基于FGPA的主系统(9)传递数据，所述人群热感信息采集模块(3)包括红外传感器，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，向基于FGPA的主系统(9)传递数据，所述联网通信模块(4)以太网接口连入网络，通过联网接入当地交通管理系统，并与基于FGPA的主系统(9)双向通讯相连，可向基于FGPA的主系统(9)传达当地交通管理系统的命令，也可接收基于FGPA的主系统(9)反馈的信号，所述实况视频输出模块(5)通过VGA和HDMI视频输出，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，由基于FGPA的主系统(9)向实况视频输出模块(5)传递数据，所述交通信号显示模块(6)包括红黄绿交通灯组及LED计时屏，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，由基于FGPA的主系统(9)向交通信号显示模块(6)发出命令，所述预警发声模块(7)包括扬声器，与基于FGPA的主系统(9)单向通讯相连，由基于FGPA的主系统(9)向预警发声模块(7)发出命令，所述无线通信模块(8)包括无线通信组件，与设置了无线通信设备的车辆进行通信和数据交换，并与基于FGPA的主系统(9)双向通讯相连，由基于FGPA的主系统(9)向无线通信模块(8)传出信息，也可接收无线通信模块(8)获取的信息。
2.根据权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述基于FGPA主系统(9)采用Altera公司的Nios II芯片。
3.根据权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述高清摄像头型号是WS-F8P31500万高清全景摄像机，最高像素可达5MP，最高分辨率可达2592×1920，可输出全实时FULL HD 1080P图像，适用于-10度至50度的环境，双层铝外罩设计，防护等级达到IP65。
4.根据权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述无线通信模块是通过移动通讯网络和车辆用户的手机相连，车辆用户手机上有APP实时传送车辆位置信息和接收无线通信模块的信息。
5.根据权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述预警发声模块(7)中扬声器安装在红黄绿交通灯旁。
6.根据权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述LED计时屏是双立柱支撑户外高清全彩屏。
7.一种路口交通管理方法，其特征在于：通过基于FGPA的主系统(9)与实时视频信息采集模块(2)，人群热感信息采集模块(3)相连通讯，智能分析实时路况，优化调整通行模式，解决了现有交通控制系统需要人工调整的问题，使管理交通通行模式智能化，高效化；通过基于FGPA的主系统(9)采用芯片实现SOPC，超越了普遍使用的数字信号处理器DSP的运算能力，提供了更快速的响应时间和专业化的功能，具有良好的维护性，稳定性和较高的性价比；通过人群热感信息采集模块(3)和实时视频信息采集模块(2)，监控人群流量，自动分析，为公共安全系统提供人员预警和分流的决策，避免了人员爆发式拥挤造成的公共安全情况；通过基于FGPA的主系统(9)分析实时视频信息采集模块(2)的信息，通过预警发声模块(7)，自动分析发声提醒不遵守交通规则的人群，减少了人工监控干预的成本，提高了监控准确率和效率；通过基于FGPA的主系统(9)和无线通信模块(8)，获取车主手机的GPS信息和向手机APP发出信息，可以远程智能的提醒车主，规避交通堵塞，车主只需下载APP，无需增加其它负担，提高了用户的可用性，降低了用户的成本。
8.如权利要求1所述的一种路口交通管理系统，其特征在于：所述系统在交通控制领域中的应用。
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