CN109377769B - 一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及交通灯控制技术领域，尤其涉及一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，其中，所述行人信号灯配时系统包括：行人等待区，其中，所述行人等待区的面积为S，长度为l，宽度为2/5l，所述行人等待区包括有第一行人等待区和第二行人等待区；安装在行人等待区旁的红外热成像检测仪，所述红外热成像检测仪包括有第一行人红外热成像检测仪和第二行人红外热成像检测仪；信号灯控制器，分别连接红外热成像检测仪以及信号灯，所述信号灯包括行人信号灯和机车信号灯。采用红外热成像技术，通过对不同的行人占有率对应不同的信号灯配时方式，在保障行人安全的情况下同时实现道路资源的充分利用，从而提高了行人过街效率。

Description

一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法
技术领域
本发明涉及交通灯控制技术领域，尤其涉及一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法。
背景技术
汽车给人们的出行带来便利，但是随着汽车数量的不断增加，导致城市道路交通矛盾日益显现。由于行人通过人行横道时具有较大的随意性，导致了行人与车辆的冲突发生，这不仅影响了道路的运行效率，而且增加了事故发生率。
为了解决行人在通过人行横道时与车辆的冲突，现有的解决方案为：在有交通信号灯控制的非交叉口路段主要采用两种信号控制方式，分别是“按钮式”信号灯和感应式信号灯。“按钮式”信号灯的工作原理是需要过街的行人主动发出过街请求，从而改变信号相位，满足过街需求。“按钮式”信号灯虽然与传统的定周期信号灯相比更加人性化，但该技术未考虑到一些残障人士和儿童可能无法触控按钮的情况，并且使用认知度偏低，智能化程度不高，行人触碰按钮的行为有多种无法控制的因素，因此存在一定的局限性；感应式信号灯多采用视频检测技术，通过检测实现信号的实时调整以保障行人通行权并减少对车流的影响，但摄像机检测的图像不利于分析，存在诸多干扰因素，例如：噪音、图像损失等技术因素以及阴雨、雾霾等天气因素。
由此可见，现有的解决方案在行人过街时，受外界环境因素的制约较大，不能充分利用道路资源，进而导致行人过街效率大大降低。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，用于提升行人过街效率。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，行人信号灯配时系统包括：
行人等待区，其中，行人等待区的面积为S，长度为l，宽度为2/5l，行行人等待区包括有第一行人等待区和第二行人等待区；
安装在行人等待区旁的红外热成像检测仪，红外热成像检测仪包括有第一行人红外热成像检测仪和第二行人红外热成像检测仪；
信号灯控制器，分别连接红外热成像检测仪以及信号灯，信号灯包括行人信号灯和机车信号灯。
作为优选，行人等待区垂直于人行横道设置，行人等待区长度l与人行横道长度w相等。
作为优选，该行人信号灯配时系统控制方法，包括：
在信号灯控制器内设定行人等待区的人均占用面积S人、人行横道长度Dp、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr；
信号灯控制器藉由红外热成像检测仪检测行人等待区的行人占有率为α；
信号灯控制器藉由行人等待区面积S、行人等待区的人均占用面积S人、行人等待区长度l、行人等待区的行人占有率为α,计算过街行人排数N：
Figure BDA0001840461950000021
信号灯控制器藉由行人等待区的行人占有率为α、人行横道长度为Dp、过街行人排数N、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr，设定信号灯工作时长。
作为优选，所述设定信号灯工作时长包括：
当α＝0时，tg＝0，即机动车信号灯一直是绿灯，行人信号灯一直是红灯；
当0＜α≤30％时，行人需等待20秒后方可通行，机动车信号灯仍然持续15秒的绿灯和5秒的绿闪，然后切换至红灯，行人过街绿灯时间tg符合下述公式：
Figure BDA0001840461950000022
当30％＜α≤100％时，行人只需等待五秒，此时机动车信号灯持续5秒绿闪，然后变成红灯，于是行人信号灯切换至绿灯，行人通行，行人过街绿灯时间tg仍然符合下述公式：
Figure BDA0001840461950000023
当行人数量非常大，行人占有率α长时间保持在100％时，两次行人绿灯的间隔时间为40秒，以此确保机动车的通行。
本发明的有益效果：
1.采用红外热成像技术，检测时能够排除天气等外界环境因素对行人检测的干扰，通过对行人等待区的行人的占有率进行检测，从而对行人数量做出较为准确地判断；
2.通过对不同的行人占有率对应不同的信号灯配时方式，在保障行人安全的情况下同时实现道路资源的充分利用，从而提高了行人过街效率。
附图说明
图1为行人信号灯配时系统示意图；
图2为行人信号灯配时系统整体工作流程图；
图3为设定信号灯工作时长的第一工作流程图；
图4为设定信号灯工作时长的第二工作流程图；
其中：1、行人等待区；11、第一行人等待区；12、第二行人等待区；2、红外热成像检测仪；21、第一行人红外热成像检测仪；22、第二行人红外热成像检测仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
以下结合具体情况说明本发明的示例性实施例：
一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，行人信号灯配时系统包括：
请参考图1，行人等待区，其中，行人等待区的面积为S，长度为l，宽度为2/5l，行行人等待区包括有第一行人等待区和第二行人等待区，行人等待区垂直于人行横道设置，行人等待区长度l与人行横道宽度w相等。
安装在行人等待区旁的红外热成像检测仪，红外热成像检测仪包括有第一行人红外热成像检测仪和第二行人红外热成像检测仪，行人红外热成像检测仪的离地安装高度大约为3～4m。
信号灯控制器，分别连接红外热成像检测仪以及信号灯，信号灯包括行人信号灯和机车信号灯。
行人信号灯配时系统控制方法，包括：
请参考图2，在信号灯控制器内设定行人等待区的人均占用面积S人、人行横道长度Dp、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr；
信号灯控制器藉由红外热成像检测仪检测行人等待区的行人占有率为α；
信号灯控制器藉由行人等待区面积S、行人等待区的人均占用面积S人、行人等待区长度l、行人等待区的行人占有率为α,计算过街行人排数N：
Figure BDA0001840461950000041
其中，
Figure BDA0001840461950000042
为向上取整。
信号灯控制器藉由行人等待区的行人占有率为α、人行横道长度为Dp、过街行人排数N、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr，设定信号灯工作时长。
设定信号灯工作时长包括：
请参考图3，当α＝0时，tg＝0，即机动车信号灯一直是绿灯，行人信号灯一直是红灯；
当0＜α≤30％时，行人需等待20秒后方可通行，机动车信号灯仍然持续15秒的绿灯和5秒的绿闪，然后切换至红灯，行人过街绿灯时间tg符合下述公式：
Figure BDA0001840461950000043
当30％＜α≤100％时，行人只需等待五秒，此时机动车信号灯持续5秒绿闪，然后变成红灯，于是行人信号灯切换至绿灯，行人通行，行人过街绿灯时间tg仍然符合下述公式：
Figure BDA0001840461950000044
请参考图4，当行人数量非常大，行人占有率α长时间保持在100％时，两次行人绿灯的间隔时间为40秒，以此确保机动车的通行。
在本实施例中，当有行人到第一行人等待区或第二行人等待区时，行人等待区对应的行人红外热成像检测仪将会对行人等待区的行人占有率α进行检测，根据占有率α，并利用上述公式确定行人所需等待的时间和行人过街绿灯时间tg。
行人平均步行速度为Vp，成年人正常的步行速度介于1.0～1.3m/s之间，儿童步行速度的随机性较大，老年人较慢。因此对于老年人和儿童较多的路段，如老年公寓或学校等区域，Vp可适当降低。
行人等待区的人均占用面积为S人，S人的大小与行人排队等候区域服务水平有关。这种服务水平与每个等候的行人可利用的平均面积及允许活动的程度有关。此类服务水平分为A～F六个等级，具体需结合道路路段实际情况。
该行人信号灯配时系统采用红外热成像技术，检测时能够排除天气等外界环境因素对行人检测的干扰，通过对行人等待区的行人的占有率进行检测，从而对行人数量做出较为准确地判断；通过对不同的行人占有率对应不同的信号灯配时方式，在保障行人安全的情况下同时实现道路资源的充分利用，从而提高了行人过街效率。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的具体实施方式进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，其特征在于，所述行人信号灯配时系统包括：
行人等待区，其中，所述行人等待区的面积为S，长度为l，宽度为2/5l，所述行人等待区包括有第一行人等待区和第二行人等待区；
安装在行人等待区旁的红外热成像检测仪，所述红外热成像检测仪包括有第一行人红外热成像检测仪和第二行人红外热成像检测仪；
信号灯控制器，分别连接红外热成像检测仪以及信号灯，所述信号灯包括行人信号灯和机车信号灯；
所述方法包括：
在信号灯控制器内设定行人等待区的人均占用面积S人、人行横道长度Dp、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr；
信号灯控制器藉由红外热成像检测仪检测行人等待区的行人占有率为α；
信号灯控制器藉由行人等待区面积S、行人等待区的人均占用面积S人、行人等待区长度l、行人等待区的行人占有率为α,计算过街行人排数N：
Figure FDA0003337812360000011
信号灯控制器藉由行人等待区的行人占有率为α、人行横道长度为Dp、过街行人排数N、行人平均步行速度为Vp、行人过街反应时间为tr，设定信号灯工作时长；
当有行人到第一行人等待区或第二行人等待区时，行人等待区对应的行人红外热成像检测仪将会对行人等待区的行人占有率α进行检测，根据占有率α，确定行人所需等待的时间和行人过街绿灯时间tg；
所述设定信号灯工作时长包括：
当α＝0时，tg＝0，即机动车信号灯一直是绿灯，行人信号灯一直是红灯；
当0＜α≤30％时，行人需等待20秒后方可通行，机动车信号灯仍然持续15秒的绿灯和5秒的绿闪，然后切换至红灯，行人过街绿灯时间tg符合下述公式：
Figure FDA0003337812360000012
当30％＜α≤100％时，行人只需等待五秒，此时机动车信号灯持续5秒绿闪，然后变成红灯，于是行人信号灯切换至绿灯，行人通行，行人过街绿灯时间tg仍然符合下述公式：
Figure FDA0003337812360000021
当行人数量非常大，行人占有率α长时间保持在100％时，两次行人绿灯的间隔时间为40秒，以此确保机动车的通行。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外热成像技术的行人信号灯配时系统控制方法，其特征在于，所述行人等待区垂直于人行横道设置，行人等待区长度l与人行横道宽度w相等。
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