CN107146429A - 一种基于图像和gps信息融合的交通信号灯控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，采用交通路口特有的平面结构建立坐标系统，并根据车道特征对应矩形坐标区域，将车辆的GPS定位信息对应匹配到已经建立的坐标系中，根据统计车道方向红灯等待区的车数量从而给定本车道方向绿灯的持续时长，使交通信号灯的绿灯时长更贴近现场实际车辆情况，机动性强，更不易造成堵车现象。不但能够根据实际路口的车辆情况机动控制交通信号灯，有效防止路口堵塞，提高车辆行进效率，同时还能将路口的信号灯状态和发生堵塞的抓拍照片发至区域内的驾驶员，为驾驶员提供路径规划的参考，使司机驾驶更顺畅。
Description
技术领域
本发明涉及交通信号灯控制、GPS定位及图像处理技术领域，特别涉及一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法。
背景技术
随着城市化的进展和汽车的普及，世界各国的机动车交通数量急剧增加。如何能够改善恶化的交通状况，减少拥堵，提高运输效率并提高交通的安全性，则成为社会重视的问题。
城市道路交通信号控制是现代城市交通管理的一个极其重要的方面，其管理与控制的优劣将直接影响城市道路交通拥堵或疏通的效果。交通信号灯自19世纪70年代在英国诞生以来，已经成为全世界有效的管理和疏导交通的主要手段。我国2005年后已开始对交通信号控制系统有了系统性的研究和开发，但还不能完全的解决交通不畅的问题，因此目前研发一套具有智能性、扩展性、开放性的城市干道交通信号控制系统已是中国城市实现交通畅通的重要任务。
目前我国交通信号灯控制的方式分为三种：①定时控制：根据交叉路口一定时间的交通预先确定所有的控制参数，即周期、相位和绿信比，人为设置方案(配时参数)。这种控制方式的缺点在于方案的好坏取决于系统管理者事先的判断能力，同时缺乏灵活性，不能根据车流的具体情况灵活控制；②车辆感应式控制：根据交通路口的交通量需求变换信号灯，没有固定的周期、相位和绿信比。车辆感应控制使用感应式控制机，由于感应控制机的工作模式是车辆的串行独立感应的工作模式，因此会出现一干道连续通车时，易造成另一干道车辆阻塞的情况，同时车辆感应机的安装和维护的成本较高，稳定性较差。③智能优化控制：主要是基于计算机技术和通信技术的控制方式，其中一类是基于数字图像处理(Digital Image Processing)技术的交通视频监测系统，但图像技术对自然条件恶劣(暴雨、大雪)等的条件的处理存在问题。另一类是基于GPS(Global positioning System)技术的交通监测系统，但主要是利用定位功能实现对公交车、紧急救助系统等特种车辆的信号控制，还没有基于GPS定位技术对交叉路口车辆进行实时监测，实现对交通信号灯的统一调度和管理的智能控制系统。
发明内容
为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，采用交通路口特有的平面结构建立坐标系统，并根据车道特征对应矩形坐标区域，为交通路口车辆的统计提供了前提条件；将车辆的GPS定位信息对应匹配到已经建立的坐标系中，能够统计出坐标系中的矩形区域范围内的车辆数量；根据统计车道方向红灯等待区的车数量从而给定本车道方向绿灯的持续时长，使交通信号灯的绿灯时长更贴近现场实际车辆情况，机动性强，更不易造成堵车现象。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，包括以下步骤：
步骤一、基于交通路口的坐标系构建：
首先通过系统坐标构建及初始化模块进行坐标构建及初始化，定义坐标原点的位置；坐标系的构建根据交叉路口的结构而定，例如：“十”字路口或“丁”字路口等和宽度，例如：2排道或4排道等，可以构建一个坐标系统也可以构建多个坐标系统，取决于道路的结构和运算的需要；坐标系统构建结束并进行初始化完成后，双黄线的位置、车道分割线：白色单实线的位置、斑马线-人行横道线的位置已在坐标系统中进行了定位；
步骤二、车载GPS将车辆位置信息发送至车辆数据接收和处理模块：
通过车载GPS定位和无线数据发送模块接收实时的卫星信息，通过计算获得车辆的位置信息；然后车辆上的无线数据发送模块将车辆的位置信息发送到位于路口的地面的车辆数据接收和处理模块中；
步骤三、将车辆位置信息对应到已经构建的交通路口坐标系中：
地面的车辆数据接收和处理模块接收到车辆的实时位置，将其转换到步骤一构建完毕的坐标系统中，确定车辆在道路上的车道位置，根据所处的车道判定车辆计划的行进走向，通过定时的连续取点计算出车辆的行进速度；
步骤四、根据各个方向的车流信息控制交通信号灯的切换：
车辆数据接收和处理模块通过对车辆位置的统计，计算每个方向，包括左拐、直行、右拐车的流量，从而设定信号灯的切换模式和时长；
步骤五、根据对车流的速度的分析判断道路的通畅程度，如果判定为疑似堵塞，视频监控处理模块通过图像处理技术对导致堵塞的目标进行定位和图像抓取；
步骤六、将交通信号的信息和造成堵塞的疑似发生地的图片信息发送给车载交通信息接收和显示模块，驾驶员在本车的显示终端可以看到交通信号的状态和时长，对驾驶员进行提示和指导。
所述的步骤一具体为：
坐标系统的构建的方案与交通路口的结构相关，如果结构简单规整，可以采用单坐标系统，反之要采用多坐标系统≤4个，在单个坐标系统中以四个方向的双黄线的交点作为坐标的原点，四个象限分别对应四个指向原点的车流，方向与X轴和Y轴平行，相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域，矩形区域的宽度是单个车道的整数倍≤16，矩形区域的长度设为常数,与车流的速度相关，通常为200-250米，多坐标系统就是要在不同的方向构建独立的坐标系统，通常以双黄线的顶点为每个坐标系的坐标原点，第一象限对应车离开交通路口车辆的车道，第二象限对应车辆进入路口的车辆的车道，适用于右侧通行的道路，在第二象限内相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域,区域的设定方法同单坐标系统。
所述的步骤三中的坐标匹配方法具体为：
车辆数据接收和处理模块接收到的车辆的位置信息，与构建的坐标系中的进行区域匹配，判定其在哪个矩形区域中，根据其在所处的矩形区域，判定车辆计划的行进方向，区域判定的公式为：
其中(x,y)是车辆的位置坐标，(xn1,yn1)，(xn2,yn1)，(xn1,yn2)，(xn2,yn2)分别是第n个监控矩形区域的顶点坐标。对每个车辆行进方向分别进行了独立的判断后，即可统计不同方向(左转、右转、直行)行进车辆的数量Nn，其中countn为车辆数量计算累计变量。
所述的步骤四具体为：
在信号灯为红灯的情况下统计等待通过交通路口的车辆的数量，因此控制系统的交通灯的初始状态是红灯，初始红灯的持续时间是45-60秒；
地面数据接收和处理装置模块根据统计出的不同方向，包括左转、右转、直行的车辆的数量，通过动态的分析，设定交通信号灯的工作状态和时长，绿灯持续时间的区间是25秒-120秒，如果太短不能保证一定数量的车辆通行，如果太长会引起另一方向的交通不畅和驾驶员的烦躁情绪；
绿灯持续时间的计算方法是T＝Nmax×0.2×120；其中Nmax＝MAX(N1,N2…,Nn)，其中Nn是某方向(左转、右转、直行)第n条车道上机动车数量，Nmax是N1…Nn的最大值，公式如下：
所述的步骤五中的判断道路堵塞的方法具体为：
根据每辆车的速度计算出每个方向车流的平均速度，根据平均速度的大小和低速运行持续的时间判定当前道路是否堵塞，通过速度阈值和时长阈值判定，即在监控区域内平均速度<10km/h、区域内最大车速<10km/h且累计运行时间>140s，则判定当前路口发生交通堵塞。
所述的步骤五中的堵塞区域的定位、图像抓取和发送方法具体为：
某区域被判定为堵塞区域后，建立基于速度值的二维矩阵，计算速度小于10km/h的区域的质心。堵塞区域图像的二值化
用数学形态学算子对图像进行空洞填充和小噪点去除，然后计算堵塞区域的质心
以检测到的堵塞区域的质心为摄像机的对焦中心进行图像抓拍，获取堵塞区域的图像信息。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法采用交通路口特有的平面结构建立坐标系统，并根据车道特征对应矩形坐标区域，为交通路口车辆的统计提供了前提条件。
2、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法将车辆的GPS定位信息对应匹配到已经建立的坐标系中，能够统计出坐标系中的矩形区域范围内的车辆数量。
3、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，根据统计车道方向红灯等待区的车数量从而给定本车道方向绿灯的持续时长，使交通信号灯的绿灯时长更贴近现场实际车辆情况，机动性强，更不易造成堵车现象。
4、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，还通过判断交通路口的坐标区域内的车辆的行进速度阈值方法判定路口是否为拥堵，并且判断的时间长度设定为140秒，大于交通灯最大的红灯时长，使正在等红灯的汽车速度不能被统计在内。
5、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，还通过计算机图像处理方法，将堵塞区域作为质心，使摄像机能够对准堵塞点为对焦中心进行图像抓拍。
6、本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，不但能够根据实际路口的车辆情况机动控制交通信号灯，有效防止路口堵塞，提高车辆行进效率，同时还能将路口的信号灯状态和发生堵塞的抓拍照片发至区域内的驾驶员，为驾驶员提供路径规划的参考，使司机驾驶更顺畅。
附图说明
图1为本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法的系统总体结构图；
图2为本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法总体流程图；
图3为本发明的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法实施例提供的一种交通路口坐标系构建示意图。
其中：1-车载交通信息接收和显示模块 2-视频监控处理模块 3-系统坐标构建及初始化模块 4-车辆数据接收和处理模块 5-交通路口 6-车载GPS定位和数据发送模块7-卫星。
具体实施方式
以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，为本用于实现发明方法的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制系统结构，包括：车载交通信息接收和显示模块1、视频监控处理模块2、系统坐标构建及初始化模块3、车辆数据接收和处理模块4、车载GPS定位和数据发送模块6。
如图2所示，一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，包括以下步骤：
步骤一、基于交通路口的坐标系构建：
首先通过系统坐标构建及初始化模块3进行坐标构建及初始化，定义坐标原点的位置；坐标系的构建根据交叉路口的结构而定，例如：“十”字路口或“丁”字路口等和宽度，例如：2排道或4排道等，可以构建一个坐标系统也可以构建多个坐标系统，取决于道路的结构和运算的需要；坐标系统构建结束并进行初始化完成后，双黄线的位置、车道分割线、白色单实线的位置，斑马线-人行横道线的位置已在坐标系统中进行了定位；
步骤二、车载GPS将车辆位置信息发送至车辆数据接收和处理模块4：
通过车载GPS定位和无线数据发送模块6接收实时的卫星信息，通过计算获得车辆的位置信息；然后车辆上的无线数据发送模块6将车辆的位置信息发送到位于路口的地面车辆数据接收和处理模块4中；
步骤三、将车辆位置信息对应到已经构建的交通路口坐标系中：
地面的的车辆数据接收和处理模块4接收到车辆的实时位置，将其转换到步骤一构建完毕的坐标系统中，确定车辆在道路上的车道位置，根据所处的车道判定车辆计划的行进走向，通过定时的连续取点计算出车辆的行进速度；
步骤四、根据各个方向的车流信息控制交通信号灯的切换：
地面的车辆数据接收和处理模块4通过对车辆位置的统计，计算每个方向，包括左拐、直行、右拐车的流量，从而设定信号灯的切换模式和时长；
步骤五、根据对车流的速度的分析判断道路的通畅程度，如果判定为疑似堵塞，视频监控处理模块2通过图像处理技术对导致堵塞的目标进行定位和图像抓取；
步骤六、将交通信号的信息和造成堵塞的疑似发生地的图片信息发送给车载交通信息接收和显示模块1，驾驶员在本车的显示终端可以看到交通信号的状态和时长，对驾驶员进行提示和指导。
所述的步骤一具体为：
坐标系统的构建的方案与交通路口的结构相关，如果结构简单规整，可以采用单坐标系统，反之要采用多坐标系统≤4个，在单个坐标系统中以四个方向的双黄线的交点作为坐标的原点，四个象限分别对应四个指向原点的车流，方向与X轴和Y轴平行，相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域，矩形区域的宽度是单个车道的整数倍≤16，矩形区域的长度设为常数,与车流的速度相关，通常为200-250米，多坐标系统就是要在不同的方向构建独立的坐标系统，通常以双黄线的顶点为每个坐标系的坐标原点，第一象限对应车离开交通路口车辆的车道，第二象限对应车辆进入路口的车辆的车道，适用于右侧通行的道路，在第二象限内相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域,区域的设定方法同单坐标系统。
具体实施例：如图3所示，以“十”字路口为例的构建的单坐标系，以双黄线交点为原点O，以四个象限分别对应四个指向原点的车流，并对应各自的矩形坐标区域。
所述的步骤三中的坐标匹配方法具体为：
车辆数据接收和处理模块4接收到的车辆的位置信息，与构建的坐标系中的进行区域匹配，判定其在哪个矩形区域中，根据其在所处的矩形区域，判定车辆计划的行进方向，区域判定的公式为：
其中(x,y)是车辆的位置坐标，(xn1,yn1)，(xn2,yn1)，(xn1,yn2)，(xn2,yn2)分别是第n个监控矩形区域的顶点坐标。对每个车辆行进方向分别进行了独立的判断后，即可统计不同方向(左转、右转、直行)行进车辆的数量Nn，其中countn为车辆数量计算累计变量。
所述的步骤四具体为：
在信号灯为红灯的情况下统计等待通过交通路口的车辆的数量，因此控制系统的交通灯的初始状态是红灯，初始红灯的持续时间是45-60秒；
车辆数据接收和处理模块4根据统计出的不同方向，包括左转、右转、直行的车辆的数量，通过动态的分析，设定交通信号灯的工作状态和时长，绿灯持续时间的区间是25秒-120秒，如果太短不能保证一定数量的车辆通行，如果太长会引起另一方向的交通不畅和驾驶员的烦躁情绪；
绿灯持续时间的计算方法是T＝Nmax×0.2×120；其中Nmax＝MAX(N1,N2…,Nn)，其中Nn是某方向(左转、右转、直行)第n条车道上机动车数量，Nmax是N1…Nn的最大值，公式如下：
所述的步骤五中的判断道路堵塞的方法具体为：
根据每辆车的速度计算出每个方向车流的平均速度，根据平均速度的大小和低速运行持续的时间判定当前道路是否堵塞，通过速度阈值和时长阈值判定，即在监控区域内平均速度<10km/h、区域内最大车速<10km/h且累计运行时间>140s，则判定当前路口发生交通堵塞。
所述的步骤五中的堵塞区域的定位、图像抓取和发送方法具体为：
某区域被判定为堵塞区域后，建立基于速度值的二维矩阵，计算速度小于10km/h的区域的质心。堵塞区域图像的二值化
用数学形态学算子对图像进行空洞填充和小噪点去除，然后计算堵塞区域的质心
以检测到的堵塞区域的质心为摄像机的对焦中心进行图像抓拍，获取堵塞区域的图像信息。然后通过无线通讯模块将图像信息实时地发送给每位驾驶员的车载交通信息接收和显示模块1，对驾驶员进行提示，并作为驾驶员重新进行路径规划的参考。
如图1、2所示，用于实现本发明方法的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制系统中，车载GPS定位和数据发送模块6将本车的位置信息和速度信息发送给车辆数据接收和处理模块4；车辆数据接收和处理模块4将车辆的位置信息与系统坐标构建及初始化模块3的坐标系统进行匹配计算出车辆的相对位置，计算车辆的数量、判别行进方向，通过各个方向等待通行的机动车的数量计算交通信号灯的设置参数(周期、相位和绿信比)；根据流速(低速判定和低速时长)判定道路是否拥堵，如果堵塞，视频监控处理模块2将拥堵状况的地点锁定和图像抓取，最后车辆数据接收和处理模块4实时地将交通信号的状态和拥堵地点的图像信息发送到车载交通信息接收和显示模块1，为驾驶员提供路径规划的参考，实现交通的有效控制。
本发明基于GPS定位技术和数字图像处理技术，根据GPS提供的位置信息和计算出车辆行进意图和数量，依据行进意图和机动车的数量计算交通信号灯的绿信比，即信号灯绿灯的持续时间。同时，根据车辆的行使速度可以判断当前路口的通畅状况，如果判定为交通堵塞，则利用出图像处理技术对堵塞区域进行定位、抓拍，并将图像信息发送给驾驶员。这种控制方式的交通信号机将检测到的交通数据实时地传至上位机，上位机根据路网交通量的变化情况，不断调整交通信号灯的配时方案。通过这种控制方式，容易实现交叉路网的统一调度和管理，上位机同时控制一个城市区域的数个或数十个路口的信号机，实现区域中交叉口之间的统一协调管理，提高路网的运行效率。
以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
Claims (6)
1.一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、基于交通路口的坐标系构建：
首先通过系统坐标构建及初始化模块进行坐标构建及初始化，定义坐标原点的位置；坐标系的构建根据交叉路口的结构而定，可以构建一个坐标系统也可以构建多个坐标系统，取决于道路的结构和运算的需要；坐标系统构建结束并进行初始化完成后，双黄线的位置、车道分割线：白色单实线的位置、斑马线-人行横道线的位置已在坐标系统中进行了定位；
步骤二、车载GPS将车辆位置信息发送至车辆数据接收和处理模块：
通过车载GPS定位和无线数据发送模块接收实时的卫星信息，通过计算获得车辆的位置信息；然后车辆上的无线数据发送模块将车辆的位置信息发送到位于路口的地面车辆数据接收和处理模块中；
步骤三、将车辆位置信息对应到已经构建的交通路口坐标系中：
地面的车辆数据接收和处理模块接收到车辆的实时位置，将其转换到步骤一构建完毕的坐标系统中，确定车辆在道路上的车道位置，根据所处的车道判定车辆计划的行进走向，通过定时的连续取点计算出车辆的行进速度；
步骤四、根据各个方向的车流信息控制交通信号灯的切换：
地面的车辆数据接收和处理模块通过对车辆位置的统计，计算每个方向，包括左拐、直行、右拐车的流量，从而设定信号灯的切换模式和时长；
步骤五、根据对车流的速度的分析判断道路的通畅程度，如果判定为疑似堵塞，视频监控处理模块通过图像处理技术对导致堵塞的目标进行定位和图像抓取；
步骤六、将交通信号的信息和造成堵塞的疑似发生地的图片信息发送给车载交通信息接收和显示模块，驾驶员在本车的显示终端可以看到交通信号的状态和时长，对驾驶员进行提示和指导。
2.根据权利要求1所述的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述的步骤一具体为：
坐标系统的构建的方案与交通路口的结构相关，如果结构简单规整，可以采用单坐标系统，反之要采用多坐标系统≤4个，在单个坐标系统中以四个方向的双黄线的交点作为坐标的原点，四个象限分别对应四个指向原点的车流，方向与X轴和Y轴平行，相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域，矩形区域的宽度是单个车道的整数倍≤16，矩形区域的长度设为常数,与车流的速度相关，通常为200-250米，多坐标系统就是要在不同的方向构建独立的坐标系统，通常以双黄线的顶点为每个坐标系的坐标原点，第一象限对应车离开交通路口车辆的车道，第二象限对应车辆进入路口的车辆的车道，适用于右侧通行的道路，在第二象限内相同行进方向的车道对应一个矩形坐标区域,区域的设定方法同单坐标系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述的步骤三中的坐标匹配方法具体为：
车辆数据接收和处理模块接收到的车辆的位置信息，在构建的坐标系中进行区域匹配，判定其在哪个矩形区域中，根据其在所处的矩形区域，判定车辆计划的行进方向，区域判定的公式为：
其中(x,y)是车辆的位置坐标，(xn1,yn1)，(xn2,yn1)，(xn1,yn2)，(xn2,yn2)分别是第n个监控矩形区域的顶点坐标，对每个车辆行进方向分别进行了独立的判断后，即可统计不同方向(左转、右转、直行)行进车辆的数量Nn，其中countn为车辆数量计算累计变量。
4.根据权利要求1所述的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：
在信号灯为红灯的情况下统计等待通过交通路口的车辆的数量，因此控制系统的交通灯的初始状态是红灯，初始红灯的持续时间是45-60秒；
车辆数据接收和处理模块根据统计出的不同方向，包括左转、右转、直行的车辆的数量，通过动态的分析，设定交通信号灯的工作状态和时长，绿灯持续时间的区间是25秒-120秒，如果太短不能保证一定数量的车辆通行，如果太长会引起另一方向的交通不畅和驾驶员的烦躁情绪；
绿灯持续时间的计算方法是T＝Nmax×0.2×120；其中Nmax＝MAX(N1,N2…,Nn)，其中Nn是某方向(左转、右转、直行)第n条车道上机动车数量，Nmax是N1…Nn的最大值，公式如下：
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5.根据权利要求1所述的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述的步骤五中的判断道路堵塞的方法具体为：
根据每辆车的速度计算出每个方向车流的平均速度，根据平均速度的大小和低速运行持续的时间判定当前道路是否堵塞，通过速度阈值和时长阈值判定，即在监控区域内平均速度<10km/h、区域内最大车速<10km/h且累计运行时间>140s，则判定当前路口发生交通堵塞。
6.根据权利要求1所述的一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，其特征在于，所述的步骤五中的堵塞区域的定位、图像抓取和发送方法具体为：
某区域被判定为堵塞区域后，建立基于速度值的二维矩阵，计算速度小于10km/h的区域的质心，堵塞区域图像的二值化
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用数学形态学算子对图像进行空洞填充和小噪点去除，然后计算堵塞区域的质心；
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|---|---|
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Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107798875A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-13 | 上海炬宏信息技术有限公司 | 基于浮动车gps数据优化路口通行能力的方法 |
| CN108417068A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-17 | 天津超智云数据科技有限公司 | 主动式智能交通流诱导方法 |
| CN108765990A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 歌尔科技有限公司 | 一种智能交通控制方法、装置、设备及系统 |
| CN109584579A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-05 | 平安科技（深圳）有限公司 | 基于人脸识别的交通信号灯控制方法及计算机设备 |
| CN109637171A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 北京盘古影艺文化传播有限公司 | 一种交通信号灯的变化提醒方法及系统 |
| CN110047308A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-23 | 武汉理工大学 | 交通灯信号及车载信号一体化收发系统及其控制方法 |
| CN110363998A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-22 | 辽宁瑞华实业集团高新科技有限公司 | 用于矿井下人车流量监测和调度的边缘处理装置及方法 |
| CN110599782A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-20 | 山西省地震局 | 一种根据人口分布热力图控制红绿灯时长的方法 |
| CN111081044A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-28 | 国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司 | 自动驾驶车辆的自动驾驶方法、装置、设备及存储介质 |
| CN111204335A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行车辆以避免或消除交通拥堵的方法和设备 |
| CN111798677A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 安徽达尔智能控制系统股份有限公司 | 基于道路视频的交通事件监测指挥系统 |
| CN112071093A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-12-11 | 义硕智能股份有限公司 | 交通号志灯的控制系统及方法 |
| CN112166300A (zh) * | 2018-03-28 | 2021-01-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 管理装置、管理系统以及位置校正方法 |
| CN113793526A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-14 | 成都佰才邦技术有限公司 | 交通灯信息处理方法、电子设备以及交通系统 |
| CN114155723A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种红绿灯的转换方法及装置 |
| CN114220261A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-22 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 车速管控方法、装置、服务器及存储介质 |
| CN115223371A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种电动自行车大数据分析系统及其工作方法 |
| CN115331462A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-11 | 广州赛宝联睿信息科技有限公司 | 一种基于车路协同的智慧消防特勤车辆控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130099910A (ko) * | 2013-08-23 | 2013-09-06 | 주식회사 트루인테크 | 교통 신호등의 실시간 상태정보 송수신장치 및 그 방법 |
| CN104134365A (zh) * | 2014-08-24 | 2014-11-05 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 交通路口信息发布终端 |
| CN105303859A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-02-03 | 上海晋怡电子科技有限公司 | 基于智慧红绿灯的智能汽车系统和方法 |
| CN106384520A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-02-08 | 武汉烽火众智数字技术有限责任公司 | 一种自动调节红绿灯时长的交通信号灯系统及其方法 |
| CN106875708A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 天津华易智诚科技发展有限公司 | 一种信号灯辅助识别装置 |
-
2017
- 2017-07-03 CN CN201710531910.6A patent/CN107146429B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130099910A (ko) * | 2013-08-23 | 2013-09-06 | 주식회사 트루인테크 | 교통 신호등의 실시간 상태정보 송수신장치 및 그 방법 |
| CN104134365A (zh) * | 2014-08-24 | 2014-11-05 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 交通路口信息发布终端 |
| CN105303859A (zh) * | 2015-09-07 | 2016-02-03 | 上海晋怡电子科技有限公司 | 基于智慧红绿灯的智能汽车系统和方法 |
| CN106875708A (zh) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 天津华易智诚科技发展有限公司 | 一种信号灯辅助识别装置 |
| CN106384520A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-02-08 | 武汉烽火众智数字技术有限责任公司 | 一种自动调节红绿灯时长的交通信号灯系统及其方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 马文斌: "基于GPS交通车辆监测诱导系统的应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 * |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107798875A (zh) * | 2017-11-07 | 2018-03-13 | 上海炬宏信息技术有限公司 | 基于浮动车gps数据优化路口通行能力的方法 |
| CN107798875B (zh) * | 2017-11-07 | 2020-11-06 | 上海炬宏信息技术有限公司 | 基于浮动车gps数据优化路口通行能力的方法 |
| CN108417068A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-17 | 天津超智云数据科技有限公司 | 主动式智能交通流诱导方法 |
| CN112166300A (zh) * | 2018-03-28 | 2021-01-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 管理装置、管理系统以及位置校正方法 |
| CN112166300B (zh) * | 2018-03-28 | 2024-03-05 | 松下知识产权经营株式会社 | 管理装置、管理系统以及位置校正方法 |
| CN108765990A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-06 | 歌尔科技有限公司 | 一种智能交通控制方法、装置、设备及系统 |
| CN111204335A (zh) * | 2018-11-21 | 2020-05-29 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行车辆以避免或消除交通拥堵的方法和设备 |
| CN109637171A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 北京盘古影艺文化传播有限公司 | 一种交通信号灯的变化提醒方法及系统 |
| CN109584579A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-04-05 | 平安科技（深圳）有限公司 | 基于人脸识别的交通信号灯控制方法及计算机设备 |
| CN109584579B (zh) * | 2018-12-21 | 2022-03-01 | 平安科技（深圳）有限公司 | 基于人脸识别的交通信号灯控制方法及计算机设备 |
| CN110047308A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-07-23 | 武汉理工大学 | 交通灯信号及车载信号一体化收发系统及其控制方法 |
| CN110363998A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-22 | 辽宁瑞华实业集团高新科技有限公司 | 用于矿井下人车流量监测和调度的边缘处理装置及方法 |
| CN110599782A (zh) * | 2019-11-07 | 2019-12-20 | 山西省地震局 | 一种根据人口分布热力图控制红绿灯时长的方法 |
| CN110599782B (zh) * | 2019-11-07 | 2021-06-11 | 山西省地震局 | 一种根据人口分布热力图控制红绿灯时长的方法 |
| CN111081044A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-04-28 | 国汽(北京)智能网联汽车研究院有限公司 | 自动驾驶车辆的自动驾驶方法、装置、设备及存储介质 |
| CN112071093A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-12-11 | 义硕智能股份有限公司 | 交通号志灯的控制系统及方法 |
| US11776259B2 (en) | 2020-04-22 | 2023-10-03 | Pixord Corporation | Control system of traffic lights and method thereof |
| CN111798677A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-20 | 安徽达尔智能控制系统股份有限公司 | 基于道路视频的交通事件监测指挥系统 |
| CN113793526A (zh) * | 2021-08-12 | 2021-12-14 | 成都佰才邦技术有限公司 | 交通灯信息处理方法、电子设备以及交通系统 |
| CN114220261A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-22 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 车速管控方法、装置、服务器及存储介质 |
| CN114220261B (zh) * | 2021-11-16 | 2023-02-28 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 车速管控方法、装置、服务器及存储介质 |
| CN114155723A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种红绿灯的转换方法及装置 |
| CN115331462A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-11-11 | 广州赛宝联睿信息科技有限公司 | 一种基于车路协同的智慧消防特勤车辆控制方法 |
| CN115331462B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-09-01 | 广州赛宝联睿信息科技有限公司 | 一种基于车路协同的智慧消防特勤车辆控制方法 |
| CN115223371A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-10-21 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种电动自行车大数据分析系统及其工作方法 |
| CN115223371B (zh) * | 2022-09-20 | 2023-02-14 | 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 | 一种电动自行车大数据分析系统及其工作方法 |
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| Publication number | Publication date |
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