CN110395252B - 一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法 - Google Patents

一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法,其中车辆通行系统包括,图像处理模块,包括摄像单元和图像处理单元,摄像单元用于获取车辆前方图像,图像处理单元用于识别和提取车辆前方图像的信息,并将信息发送至信息处理模块;信息处理模块,对接收到的信息进行处理和判断,并将判断结果发送至控制模块;自动跟随模块,与控制模块连接,用于跟随前车保持同速行驶;发动机启停模块,与控制模块连接,用于控制发动机的启停;控制模块,接收信息处理模块的信息,以控制自动跟随模块和发动机启停模块的开启与关闭,本发明使进入红绿灯路口的车辆不受驾驶员控制,有效避免了因驾驶员并道加塞造成的车辆通行缓慢问题。

Description

一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法
技术领域
本发明涉及交通领域,更具体地,涉及一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法。
背景技术
城市道路早晚高峰十字路口拥堵现象十分严重,主要原因除机动车数量急剧增加之外,驾驶员违规操作和驾驶技术参差不齐也是重要原因之一。
特别是在等红灯阶段,部分司机使用手机、强行并道加塞等现象屡见不鲜,也由此造成了十字路口信号灯通行缓慢。一个长达三四十秒的通行信号在早晚高峰阶段可通行十字路口的车辆多则十几二十辆,少则只有几辆。
因此,期待设计一种自动控制车辆安全通过红绿灯交叉路口的通行控制系统,以提高车辆通过红绿灯交叉路口的有效性和安全性。
发明内容
本发明的目的是提出一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统及方法,实现自动控制车辆安全通过红绿灯交叉路口。
为实现上述目的,本发明提出了一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,包括:
图像处理模块,包括摄像单元和图像处理单元,所述摄像单元用于获取车辆前方图像,所述图像处理单元用于识别和提取所述车辆前方图像的信息,并将信息发送至信息处理模块;
信息处理模块,对接收到的信息进行处理和判断,并将判断结果发送至控制模块;
控制模块,接收信息处理模块的信息,以控制自动跟随模块和发动机启停模块的开启与关闭
自动跟随模块,与控制模块连接,用于跟随前车保持同速行驶;
发动机启停模块,与控制模块连接,用于控制发动机的启停。
作为可选方案,所述信息处理模块处理和判断的信息包括,车辆前方是否为交通灯路口和车辆前方是否有其他车辆。
作为可选方案,还包括信号发射单元和信号接收单元,所述信号发射单元与信号灯控制平台连接,用于发射信号灯的信息,所述信号接收单元与所述信息处理模块连接,用于接收信号灯的信息。
作为可选方案,所述信号灯的信息包括红灯和绿灯的持续时长、红灯或绿灯距离转变为黄灯的剩余时长。
作为可选方案,还包括定位模块和存储有电子地图的存储模块,所述定位模块和存储模块分别与所述信息处理模块连接,所述信息处理模块根据所述定位模块和电子地图的信息处理得到车辆距离交通路口的距离。
作为可选方案,还包括信息采集模块,与所述存储模块连接,用于采集驾驶员信息和车辆信息。
作为可选方案,所述驾驶员的信息包括人脸信息、指纹信息或虹膜信息,所述车辆信息包括车牌号码和发动机编号。
另一方面,提出了一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统的方法,包括以下步骤:
车辆停止后,所述图像处理模块开启,所述摄像单元获取车辆前方图像,所述图像处理单元识别和提取所述车辆前方图像的信息,并将信息发送至所述信息处理模块;
所述信息处理模块处理并判断接收到的信息后将判断结果发送至所述控制模块,所述控制模块确定是否进入自动驾驶模式;
进入自动驾驶模式后,由所述控制模块控制所述发动机启停模块关闭发动机;
当控制模块接收到所述信息处理模块的信息为当前信号灯颜色从红色转变为黄色时,所述控制模块控制所述发动机启停模块开启发动机,并同时启动所述自动跟随系统,使车辆跟随前车保持同速行驶;
车辆驶离交通路口后,关闭自动驾驶模式。
作为优选方案,当所述控制模块接收到的信息为前方路口为红灯且车辆前方有其他车辆时,进入自动驾驶模式。
作为优选方案,进入自动驾驶模式后,所述摄像单元继续获取车辆前方图像,当图像处理单元提取不到交通信号灯信息时,所述信息处理模块判断为车辆驶离交通路口,关闭自动驾驶模式。
本发明的有益效果在于:
使进入红绿灯路口后的车辆不受驾驶员控制或驾驶员仅能辅助控制车辆,有效避免了个别驾驶员在红绿灯路口并道加塞等不文明行为造成的通行缓慢问题;车辆上安装有与信号灯控制平台联网的信号接收单元,即使在红路灯被损坏的情况下,也能保证车辆有序通过交通路口;通过采集模块对驾驶人员和车辆信息进行采集,并将采集的信息存储至存储模块,以此确定当前驾驶车辆的人员。
本发明的系统和方法具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明一实施例的一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统示意图。
附图标记说明:
100-图像处理模块;101-摄像单元;102-图像处理单元;200-信息处理模块;300-控制模块;401-信号发射单元;402-信号接收单元;500-定位模块;600-自动跟随模块;700-发动机启停模块;800-信息采集模块;900-存储模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明一实施例提供了一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,图1为根据本发明一个实施例的一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统的示意图,参考图1,自动控制车辆通行系统包括:
图像处理模块100,包括摄像单元101和图像处理单元102,摄像单元101用于获取车辆前方图像,图像处理单元102用于识别和提取车辆前方图像的信息,并将信息发送至信息处理模块;信息处理模块200,对接收到的信息进行处理和判断,并将判断结果发送至控制模块300;自动跟随模块600,与控制模块300连接,用于跟随前车保持同速行驶;发动机启停模块700,与控制模块300连接,用于控制发动机的启停;控制模块300,接收信息处理模块200的信息,以控制自动跟随模块600和发动机启停模块700的开启与关闭。
具体地,图像处理模块100的摄像单元101具有摄像功能,本实例中摄像单元101为自动变焦高清摄像头,可以对近距离和远距离分别摄像,并具有自动搜索红绿灯的功能。近距离拍摄当前车辆正前方图像,远距离拍摄交通路口红绿灯的图像,并将拍摄的图像传输至图像识别单元102,图像识别单元102对近距离的图像识别当前车辆前方是否有其他车辆,对远距离的图像识别前方是否为红路灯路口,以及前方交通灯的颜色,图像识别单元102将识别后的信息发送给数据处理模块200。数据处理模块200对收到的信息进行处理和判断,并将判断的结果发送给控制模块300,由控制模块300确定车辆是否进入自动驾驶模式,具体为控制模块300接收到的信息有多种,如,车辆前方是否有其他车辆,车辆前方是否为红绿灯路口,当前红绿灯的颜色等。控制模块300根据接收到的不同信息进行不同的操作。只有当车辆前方有其他车辆并且前方为红灯时控制模块300才控制车辆进入自动驾驶模式。进入自动驾驶模式后,控制模块300控制发动机熄火,此时车辆不受驾驶员控制,转由车载电脑智能控制,当控制模块300接收到图像处理模块100的信息为当前信号灯颜色从红色转变为黄色时,控制模块300控制发动机启动,并同时启动自动跟随系统600,使车辆保持与前车同样速度行驶,当车辆通过路口后,摄像单元101拍摄的图像没有信号灯,因此控制模块300接收到的信息为车辆前方没有信号灯,自动控制结束,转由驾驶员控制车辆。
在本实例中,还包括定位模块500和存储有电子地图的存储模块900,定位模块500和存储模块900分别与信息处理模块200连接,信息处理模块200根据定位模块500和电子地图的信息处理得到车辆距离交通路口的距离。
具体地,电子地图可以为百度地图,高德地图等,定位模块500可采用采用GPS定位、北斗卫星定位或GPRS定位系统。当红绿灯上显示有倒计时时间时,图像处理单元102还可以识别和提取红绿灯上的倒计时时间,并将倒计时时间发送给信息处理模块200。定位模块500的定位信息和电子地图的信息相结合可以判断当前车辆距离交通路口的距离。当红绿灯由红色变化为绿色,车辆启动自动跟随模式,并且信息处理模块200接收到图像处理单元102的信息为当前车辆前方没有其他车辆时,信息处理模块200根据当前的车速和距离交通路口的距离得出通过路口的时间,并与接收到的倒计时时间进行比较,判断能否通过该路口,如果能通过该路口则控制车辆保持原车速前行,如果不能通过该路口,则控制车辆减速至路口停车,本方案适用于车辆前方没有其他车辆的情况,如果车辆前方有其他车辆,后面车辆判断能否在倒计时时间内通过路口没有实际意义,后方车辆只要跟随前车行驶即可。
在另一个实例中,还包括信号发射单元401和信号接收单元402,信号发射单元401与信号灯控制平台连接,用于发射信号灯的信息,信号接收单元402与信息处理模块200连接,用于接收信号灯的信息。
具体地,信号发射单元401安装在红绿灯上方或灯柱上,也可以安装在位于路口的路灯、监控安装杆或岗亭上等易于发送无线信号处,信号发射单元发射的内容为当前交通岗红绿灯的信息,具体为红绿灯亮灯状态,红灯和绿灯的持续时长,红灯或绿灯距离转变为黄灯的剩余时长。信号发射单元401将信息发送给车辆的信号接收单元402,信号接收单元402与信息处理模块200连接。此方案的优势在于当交通岗红绿灯损坏时,图像处理模块100无法正常工作的情况下,信息处理模块200根据信号接收单元402接收到的红绿灯信息,依然可以控制车辆有序通过交通岗。
在一个实例中,还包括信息采集模块800,与存储模块900连接,用于采集驾驶员信息和车辆信息,驾驶员的信息包括驾驶证信息、人脸信息、指纹信息或虹膜信息,车辆信息包括车牌号码和发动机编号。
具体地,人脸采集、指纹采集及虹膜采集均为现有技术,此处不再赘述。由于在购置新车时,车辆悬挂临时牌照,摄像头不能轻易识别临时牌照,使得驾驶员随意的违反交通规则,另外当发生交通肇事驾驶员逃离时,无法确认驾驶车辆的人员,本实例中在启动车辆前需要对驾驶员进行身份采集,以此确定当前驾驶车辆的人员。在其他实例中,采集的信息可以发送到交警平台备案,以备发生问题时核查。另外车主也可以将经常驾驶车辆的人员的信息录入信息采集模块800中,每次发动车辆前,对驾驶员进行身份识别,信息确认后方可启动车辆,如果信息不符,则无法启动车辆。
本发明另一实施例还提出了一种自动控制车辆通行系统的方法,继续参考图1,自动控制车辆通行系统的方法包括以下步骤:
车辆停止后,图像处理模块100开启,摄像单元101获取车辆前方图像,图像处理单元102识别和提取车辆前方图像的信息,并将信息发送至信息处理模块200;
信息处理模块200处理并判断接收到的信息后将判断结果发送至控制模块300,控制模块300确定是否进入自动驾驶模式;
进入自动驾驶模式后,由控制模块300控制发动机启停模块700关闭发动机;
当控制模块300接收到信息处理模块200的信息为当前信号灯颜色从红色转变为黄色时,控制模块300控制发动机启停模块700开启发动机,并同时启动自动跟随系统600,使车辆跟随前车保持同速行驶;
车辆驶离交通路口后,关闭自动驾驶模式。
具体为,车辆停止后,图像处理模块100开启,图像处理模块100的摄像单元101具有摄像功能,可以对近距离和远距离分别摄像,并具有自动搜索红绿灯的功能。近距离拍摄当前车辆正前方图像,远距离拍摄交通路口红绿灯的图像,并将拍摄的图像传输至图像识别单元102,图像识别单元102对近距离的图像识别当前车辆前方是否有其他车辆,对远距离的图像识别前方是否为红路灯路口,以及前方交通灯的颜色,图像识别单元102将识别后的信息发送给数据处理模块200。数据处理模块200对收到的信息进行处理和判断,并将判断的结果发送给控制模块300,由控制模块300确定车辆是否进入自动驾驶模式,具体为控制模块300接收到的信息有多种,如,车辆前方是否有其他车辆,车辆前方是否为红绿灯路口,当前红绿灯的颜色等。控制模块300根据接收到的不同信息进行不同的操作。只有当车辆前方有其他车辆并且前方为红灯时控制模块300才控制车辆进入自动驾驶模式。进入自动驾驶模式后,控制模块300控制发动机熄火,此时车辆不受驾驶员控制,转由车载电脑智能控制,当控制模块300接收到图像处理模块100的信息为当前信号灯颜色从红色转变为黄色时,控制模块300控制发动机启动,并同时启动自动跟随系统600,使车辆保持与前车同样速度行驶,当车辆通过路口后,由于摄像单元101拍摄的图像没有信号灯,因此控制模块300接收到的信息为车辆前方没有信号灯,自动控制结束,转由驾驶员控制车辆。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (8)

1.一种红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,包括:
图像处理模块,包括摄像单元和图像处理单元,所述摄像单元用于获取车辆前方图像,所述图像处理单元用于识别和提取所述车辆前方图像的信息,并将信息发送至信息处理模块;
信息处理模块,对接收到的信息进行处理和判断,并将判断结果发送至控制模块,所述信息处理模块处理和判断的信息包括,车辆前方是否为交通灯路口和车辆前方是否有其他车辆;
控制模块,接收所述信息处理模块的信息,以控制自动跟随模块和发动机启停模块的开启与关闭;
自动跟随模块,与控制模块连接,用于跟随前车保持同速行驶;
发动机启停模块,与控制模块连接,用于控制发动机的启停;
所述控制模块用于确定车辆是否进入自动驾驶模式,当车辆前方有其他车辆并且前方为红灯时所述控制模块控制车辆进入自动驾驶模式,进入自动驾驶模式后,车辆不受驾驶员控制,转由车载电脑智能控制,当车辆通过路口后,自动控制结束,转由驾驶员控制车辆。
2.根据权利要求1所述的红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,还包括信号发射单元和信号接收单元,所述信号发射单元与信号灯控制平台连接,用于发射信号灯的信息,所述信号接收单元与所述信息处理模块连接,用于接收信号灯的信息。
3.根据权利要求2所述的红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,所述信号灯的信息包括红灯和绿灯的持续时长、红灯或绿灯距离转变为黄灯的剩余时长。
4.根据权利要求1所述的红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,还包括定位模块和存储有电子地图的存储模块,所述定位模块和存储模块分别与所述信息处理模块连接,所述信息处理模块根据所述定位模块和电子地图的信息处理得到车辆距离交通路口的距离。
5.根据权利要求4所述的红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,还包括信息采集模块,与所述存储模块连接,用于采集驾驶员信息和车辆信息。
6.根据权利要求5所述的红绿灯路口用自动控制车辆通行系统,其特征在于,所述驾驶员的信息包括驾驶证信息、人脸信息、指纹信息或虹膜信息,所述车辆信息包括车牌号码和发动机编号。
7.一种利用权利要求1所述的自动控制车辆通行系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:
车辆停止后,所述图像处理模块开启,所述摄像单元获取车辆前方图像,所述图像处理单元识别和提取所述车辆前方图像的信息,并将信息发送至所述信息处理模块;
所述信息处理模块处理并判断接收到的信息后将判断结果发送至所述控制模块,所述控制模块确定是否进入自动驾驶模式,当所述控制模块接收到的信息为前方路口为红灯且车辆前方有其他车辆时,进入自动驾驶模式;
进入自动驾驶模式后,由所述控制模块控制所述发动机启停模块关闭发动机;
当控制模块接收到所述信息处理模块的信息为当前信号灯颜色从红色转变为黄色时,所述控制模块控制所述发动机启停模块开启发动机,并同时启动所述自动跟随系统,使车辆跟随前车保持同速行驶;
车辆驶离交通路口后,关闭自动驾驶模式。
8.根据权利要求7所述的自动控制车辆通行系统的方法,其特征在于,进入自动驾驶模式后,所述摄像单元继续获取车辆前方图像,当图像处理单元提取不到交通信号灯信息时,所述信息处理模块判断为车辆驶离交通路口,关闭自动驾驶模式。
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