CN113516858A - 一种交通灯的控制方法、交通灯网络系统及交通灯节点 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种交通灯的控制方法、交通灯网络系统及交通灯节点，该方法包括：在确定交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，确定交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；并根据信号灯控制方案，向交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了对交通灯网络中各交通灯节点显示的智能控制，同时根据所检测通行方向的交通流检测数据，规划各交通灯节点的信号灯控制方案，可以提升交通灯显示控制的智能程度，且可以提升车辆通行效率。

Description

一种交通灯的控制方法、交通灯网络系统及交通灯节点

技术领域

本发明实施例涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种交通灯的控制方法、交通灯网络系统及交通灯节点。

背景技术

随着汽车保有量的不断增加，城市交通变得越发拥堵，一种高效的交通控制方法可以使车辆快速通过路口，对提升城市道路的交通效率具有重要意义。

目前，现有交通信号灯通常是设置固定的变化规律，其各颜色灯光的变换次序以及持续时长均预先设定，在应用中无法进行自适应调整。由此，无法根据道路中的车辆通过情况，自适应调整红绿灯的持续时间，存在智能化程度低的问题；且很容易出现一个道路方向中不存在车辆通过，交通信号灯仍保持为绿灯，而另一道路方向存在大量车辆等待的情况，导致道路的交通效率低下。同时由于交通信号灯无法自适应进行显示状态的控制，故需要统一的信号机对交通灯网络中的各交通信号灯进行控制，导致交通灯网络的连接拓扑结构复杂，如图1所示，造成电缆线材的浪费，且增加了后续的维护成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种交通灯的控制方法、交通灯网络系统及交通灯节点，以实现交通灯显示的智能控制。

第一方面，本发明实施例提供了一种交通灯的控制方法，应用于由道路交叉口中的多个交通灯节点自组网组成的交通灯网络中，所述方法由所述交通灯网络中的主交通灯节点执行，包括：

在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，获取所述交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据；

根据所述交通流检测数据，确定所述交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；

根据所述信号灯控制方案，向所述交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制。

第二方面，本发明实施例提供了一种通灯的控制方法，应用于由道路交叉口中的多个交通灯节点自组网组成的交通灯网络中，所述方法由交通灯网络中的从交通灯节点执行，包括：

对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测，并向主交通灯节点上报所检测通行方向上的交通流检测数据；

获取所述主交通灯节点发送的交通灯控制指令，并根据所述交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态。

第三方面，本发明实施例提供了一种交通灯网络系统，包括：设置在道路交叉口中的多个交通灯节点，所述交通灯节点包括：主交通灯节点和至少一个从交通灯节点；

所述主交通灯节点用于执行本发明实施例一至三任一所述的方法，

所述从交通灯节点用于执行本发明实施例四所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种交通灯节点，包括：

检测传感器，用于对道路交叉口中设定通行方向上的待通行车流量进行实时检测；

通信模块，用于与道路交叉口中的其他交通灯节点进行通信组网；

存储模块，用于存储交通流检测数据和控制器上运行的计算机程序；

控制模块，用于执行本发明任意实施例所述的方法。

本发明实施例提供的技术方案，在确定交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，确定交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；并根据信号灯控制方案，向交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了对交通灯网络中各交通灯节点显示的智能控制，同时根据所检测通行方向的交通流检测数据，规划各交通灯节点的信号灯控制方案，提升了交通灯控制的智能程度，进而可以提升车辆通行效率；且可以避免需要信号机进行交通灯节点的显示控制，降低了交通灯网络的连接拓扑结构的复杂度，节省了线材资源。

附图说明

图1是现有技术中的交通灯网络中各交通灯节点的连接拓扑结构示意图；

图2A是本发明实施例一提供的一种交通灯的控制方法的流程图；

图2B是本发明实施例一提供的雷达检测器车辆检测示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种交通灯的控制方法的流程图；

图4是本发明实施例三提供的一种交通灯的控制方法的流程图；

图5是本发明实施例四提供的一种交通灯的控制方法的流程图；

图6为本发明实施例五提供的一种交通灯网络系统的结构示意图；

图7A为本发明实施例六提供的一种交通灯节点的结构示意图；

图7B为本发明实施例六提供的检测传感器的车辆检测示意图；

图7C为本发明实施例六提供的一种交通灯节点的结构示意图；

图7D为本发明实施例六提供的一种交通灯节点的结构示意图；

图7E为本发明实施例六提供的交通灯网络中各交通灯节点的连接拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

实施例一

图2A为本发明实施例一提供的一种交通灯的控制方法的流程图，本实施例可适用于主交通灯节点根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，对各交通灯节点显示进行自适应控制，该方法可以由本发明实施例中的交通灯网络中的主交通灯节点来执行，该方法具体包括如下步骤：

S110、在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，获取所述交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据。

其中，交通灯节点，为道路交叉口中的一个交通信号灯，可以具体包括机动车信号灯、非机动车信号灯以及人行横道信号灯。交通信号灯通常由红灯(表示禁止通行)、绿灯(表示允许通行)和黄灯(表示警示)组成，以方向指示信号灯为例，由红色、黄色和绿色三个内有箭头图案组成，用于指导机动车按指示方向通行，其中，箭头方向向左、向上和向右分别表示左转、直行和右转；例如，当向上箭头为绿色时，表示此时机动车允许直行，禁止左转和右转。通过各交通灯节点，可以实现对道路中各行驶方向车辆以及行人的引导与指挥。

需要说明的是，在本发明实施例中，设置在同一道路交叉口的全部交通灯节点组成一个交通灯网络；在交通灯网络中，各交通灯节点具有对应的身份标识。特别的，在交通灯网络中存在唯一主交通灯节点(Master Node，MN)，负责当前交通灯网络中所有交通灯节点的显示控制，对应的，其余交通灯节点为从交通灯节点(Slave Node，SN)，用于接收以及执行主交通灯节点的显示控制命令；其中，交通灯网络中各交通灯节点的身份可以预先配置。通过在交通灯网络中设置主交通灯节点，以实现对交通灯网络中各交通灯节点的显示控制，可以避免需要额外的信号机实现对全部交通灯节点的控制，降低了交通灯网络所需铺设电缆的复杂度，同时可以实现对交通灯网络中各交通灯节点的自适应控制，提升交通灯网络的智能程度。

特别的，在交通灯网络中，可以在各从交通灯节点中预先配置第一备选交通灯节点；若主交通灯节点发生故障，例如，出现断电故障，第一备选交通灯节点可以自动升级成为主交通灯节点，临时负责当前交通灯网络中各交通灯节点的显示控制；并在主交通灯节点恢复后，自动降级为第一备选交通灯节点，可以提升交通灯网络的稳定性。

具体的，主交通灯节点可以通过判断各交通灯节点是否处于显示状态，以确定道路交叉口中各交通灯节点是否处于正常工作状态；其中，若确定各交通灯节点处于显示状态，则表示各交通灯节点处于正常工作状态；若确定存在交通灯节点处于不显示状态，也即交通灯处于不发光状态，则表示当前交通信号灯节点处于非正常工作状态。进一步的，主交通灯节点在确定各交通灯节点处于正常工作状态后，获取交通灯网络中各交通灯节点所检测的交通流检测数据；其中，交通流检测数据，包括所检测通行方向的待通行车流量信息。

需要说明的是，各交通灯节点的所检测通行方向为预先配置；如图2B所示，以在各交通灯节点上安装雷达检测器为例，预先调整雷达检测器的雷达检测区域，使雷达检测器的检测区域为交通灯节点对向车道，通过两个交通灯节点的配合，可以实现对当前车道对应通行方向的交通流数据的准确检测；进一步的，通过各交通灯节点的交通流检测数据，可以获取当前道路交叉口的全部通行方向的交通流。特别的，对于已经越过车辆停止线的区域可以不进行检测，可以降低需要采集与处理的交通流数据量。其中，对交通流数据进行检测，还可以通过地磁检测和视频检测的方式，本发明实施例对交通流的检测方式不作具体限定。

可选的，在本发明实施例中，确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态，可以具体包括：实时获取各从交通灯节点实时上报的交通灯显示状态信息；在确定各交通灯显示状态信息均通过数据校验完整性验证时，判断本机交通灯显示状态信息和接收的各交通灯显示状态信息，与最近一次生成的各交通灯节点的交通灯控制指令之间是否满足一致性条件；若是，则确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态。

需要说明的是，交通灯网络中各交通灯节点会实时检测自身的交通灯显示状态信息；若交通灯节点身份为从交通灯节点，则将检测的交通灯显示状态信息发送至匹配的主交通灯节点；若交通灯节点身份为主交通灯节点，则对交通灯显示状态信息进行存储。

其中，主交通灯节点在获取到各从交通灯节点上传的各交通灯显示状态信息后，首先对各交通灯显示状态信息进行数据校验完整性的验证；例如，判断交通灯显示状态信息是否包括预设数据项，或者判断交通灯显示状态信息是否符合预设数据格式；进一步的，若主交通灯节点确定各交通灯显示状态信息均通过数据校验完整性的验证，则判断各交通灯显示状态信息，与最近一次生成的各交通灯节点的交通灯控制指令之间是否满足一致性条件；若确定满足一致性条件，则可以确定当前交通灯网络中的各交通灯均处于正常工作状态，可以实现对各交通灯节点工作状态的准确检测。其中，一致性条件，可以是完全一致，也可以是误差小于预设误差阈值，本发明实施例对此不作具体限定。

此外，可选的，在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于异常工作状态时，采用故障显示处理策略，确定与交通灯网络中各交通灯节点分别对应的交通灯故障显示控制指令，并将交通灯故障显示控制指令提供给匹配的各交通灯节点。

其中，交通灯网络中的各交通灯节点处于异常工作状态，可以包括：主交通灯节点确定存在至少一个交通灯节点的交通灯显示状态信息与对应的交通灯控制指令不满足一致性条件，或者存在至少一个交通灯显示状态信息未通过数据校验完整性的验证。

具体的，在确定交通灯网络中的各交通灯节点处于异常工作状态时，可以采用预先配置的故障显示处理策略，规划得到交通灯网络中各交通灯节点的交通灯故障显示控制指令，并将交通灯故障显示控制指令提供给匹配的各交通灯节点。故障显示处理策略，为预先配置的，在发生交通灯显示故障时自动执行的处理策略，可以包括交通灯关闭策略以及黄灯闪烁策略；交通灯故障显示控制指令，为与故障显示处理策略对应的交通灯显示状态控制命令。通过在确定出现交通灯显示故障时，采用预先配置的故障显示处理策略，可以避免交通灯显示故障导致的交通混乱和交通事故，提升交通灯网络的稳定性。

可选的，在本发明实施例中，所述采用故障显示处理策略，确定与交通灯网络中各交通灯节点分别对应的交通灯故障显示控制指令，可以包括：当所述故障显示处理策略为黄灯闪烁时，根据预设的闪烁频率和亮灯时间占空比，生成用于控制交通灯网络中各交通灯节点中的黄色交通灯进行闪烁的交通灯故障显示控制指令；或者，当所述故障显示处理策略为交替放行时，根据预设的亮灯次序与亮灯时长，生成用于控制交通灯网络中各交通灯节点对各通行方向进行交替放行的交通灯故障显示控制指令。

需要说明的是，故障显示处理策略可以根据需要进行预先设定；其中，当故障显示处理策略为黄灯闪烁时，若确定各交通灯节点中存在交通灯节点处于异常工作状态，则生成各交通灯节点对应的交通灯故障显示控制指令，以使当前交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态均切换为黄灯闪烁，闪烁的频率和亮灯时间占空比为预先设定；例如，闪烁频率为1Hz，亮灯时间占空比为50％。而当故障显示处理策略为交替放行时，交替放行可以包括预设的亮灯次序以及亮灯时长，主交通灯节点可根据预设的亮灯次序以及亮灯时长，生成用于控制交通灯网络中各交通灯节点对各通行方向进行交替放行的交通灯故障显示控制指令；通过上述设置，实现了在交通灯节点发生故障时，对交通灯网络中各交通灯节点显示状态的控制调整，可以避免交通灯节点工作状态异常导致的交通混乱，提升交通灯网络的稳定性。

S120、根据所述交通流检测数据，确定所述交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案。

其中，交通流检测数据，包括主交通节点所检测通行方向上的交通流检测数据，以及交通灯网络中各从交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据。

其中，信号灯控制方案，为主交通灯节点生成的，针对交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态进行控制的命令信息，可以包括各交通灯节点的标识以及各交通灯节点对应的交通灯显示状态调整信息。

需要说明的是，交通灯网络中各从交通灯节点在对各自对应的设定检测通行方向的交通流进行检测后，将检测到的交通流检测数据以及对应的检测通行方向实时上报至连接的主交通灯节点；主交通灯节点在接收到各从交通灯节点上报的所检测通行方向上的交通流检测数据后，结合自身检测的通行方向上的交通流检测数据，获取到当前道路交叉口中各通行方向的车辆通行情况。

进一步的，主交通节点根据各通行方向的待通行车辆信息，对各交通灯节点的显示状态进行规划，以获取各交通灯节点对应的信号灯控制方案；例如，对于存在更多待通行车辆的通行方向，可以给予更大的放行时长；可以提升交通灯节点的智能程度，避免某一通行方向不存在待通行车辆，其它方向存在大量待通行车辆，而不存在待通行车辆的通行方向的交通灯节点显示状态仍为绿灯状态的情况，实现对各交通灯节点显示的自适应控制，提升道路交叉口车辆通行效率。

特别的，主交通灯节点在对各交通灯节点的显示状态进行规划时，还可以根据各交通灯节点当前的显示状态以及道路交叉口中各通行方向的交通流检测数据，确定各交通灯节点的信号灯控制方案；典型的，可以获取当前显示状态为绿灯的交通灯节点，以确定当前处于通行状态的通行方向，进而获取当前通行方向对应的交通流检测数据；若当前通行方向不存在待通行车辆，则将当前交通灯节点的显示状态进行切换，即由绿灯状态切换为黄灯状态，进而切换为红灯状态。

需要说明的是，对于一个通行方向上的交通流的检测，通常需要对应至少两个交通灯节点的配合；若当前绿灯显示状态对应的通行方向匹配的两个交通灯节点均为从交通灯节点时，则主交通灯节点可以仅根据各从交通灯节点实时上报的所检测通行方向上的交通流检测数据，对当前各交通灯节点的信号灯控制方案进行规划；若当前绿灯显示状态对应的通行方向匹配的两个交通灯节点包括主交通灯节点，则主交通灯节点可以根据本机检测结果以及各从交通灯节点实时上报的所检测通行方向上的交通流检测数据，对当前各交通灯节点的信号灯控制方案进行规划，可以保证信号灯控制方案规划的准确性以及对道路交通的准确指挥。

S130、根据所述信号灯控制方案，向所述交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制。

其中，交通灯控制指令，为主交通节点生成的，与信号灯控制方案对应的交通灯显示状态控制命令信息；通过交通灯控制指令，主交通灯节点可以实现对交通灯网络中各交通灯节点显示的有效控制。

具体的，主交通灯节点在规划得到各交通灯节点的信号灯控制方案后，根据信号灯控制方案生成各交通灯节点对应的交通灯控制指令，并将交通灯控制指令发送至当前交通网络中的各从交通灯节点；各从交通灯节点在获取到主交通灯节点发送的交通灯控制指令后，根据各自对应的交通灯显示状态调整信息，执行对应的显示状态调整操作，实现了根据道路交叉口中各通行方向的交通流检测数据，对各交通灯节点显示状态的自适应控制。

本发明实施例提供的技术方案，在确定交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，确定交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；并根据信号灯控制方案，向交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了对交通灯网络中各交通灯节点显示的智能控制，同时根据所检测通行方向的交通流检测数据，规划各交通灯节点的信号灯控制方案，提升了交通灯控制的智能程度，提升了车辆通行效率。且可以避免需要信号机进行交通灯节点的显示控制，降低了交通灯网络的连接拓扑结构的复杂度，节省了线材资源。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种交通灯的控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行具体化，在本实施例中，根据目标通行方向以及目标通行方向对应的待通行车辆，确定是否进行目标通行方向的切换，进而实现对各交通灯节点显示的实时控制，该方法具体包括：

S210、在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，获取所述交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，执行S220。

S220、实时根据所述交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态信息，获取当前处于通行状态的目标通行方向，执行S230。

其中，目标通行方向，为道路交叉口各通行方向中，正在处于通行状态的通行方向；特别的，由于交通灯节点设置的差异，对于某些道路交叉口，在某一时间，道路交叉口只存在一个通行方向处于通行状态，例如，当前道路交叉口只能直行，禁止左转或右转，此时目标通行方向对应唯一通行方向；而某些道路交叉口同时存在多个通行方向处于通行状态，例如，当前道路交叉口同时允许直行、左转以及右转，此时目标通行方向对应多个通行方向。具体的，在确定目标通行方向时，主交通灯节点可以实时根据本机交通灯显示状态信息和接收的各从交通灯显示状态信息，直接确定当前对应绿灯状态的通行方向，即确定当前处于通行状态的目标通行方向。

可选的，在本发明实施例中，所述实时根据所述交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态信息，获取当前处于通行状态的目标通行方向，还可以包括：根据各所述交通灯节点的交通灯显示状态信息，筛选得到存在有绿灯状态的目标交通灯节点；检测各所述目标交通灯节点的绿灯状态是否属于目标交通灯节点的主路相位方向；若是，则将所述目标交通灯节点的主路相位方向确定为目标通行方向，否则，将所述目标交通灯节点的次路相位方向确定为目标通行方向。

其中，主路相位方向，为绿灯状态的目标交通灯节点对应道路的直行方向，对应的，次路相位方向，为存在有绿灯状态的目标交通灯节点对应道路的左转或右转方向，同一相位方向对应的交通灯的显示状态一致。需要说明的是，在确定目标通行方向时，还可以先确定当前存在绿灯状态的交通灯节点作为目标交通灯节点，进而确定目标交通灯节点中处于通行状态的通行方向，若确定主路相位方向处于通行状态，则将主路相位方向确定为目标通行方向；否则，则将次路相位方向确定为目标通行方向，实现了对目标通行方向的准确判断。

S230、根据所述交通流检测数据，判断所述目标通行方向上是否存在待通行车辆。

其中，若是，则执行S240，否则，执行S250。具体的，当目标通行方向只对应一个通行方向时，获取当前对应通行方向的交通流检测数据，以判断当前目标通行方向上是否存在待通行车辆；而当目标通行方向对应多个通行方向时，获取当前对应多个通行方向的交通流检测数据，只要存在一个对应通行方向存在待通行车辆，则确定当前目标通行方向上存在待通行车辆。

需要说明的是，一个通行方向上的交通流检测数据通常需要两个交通灯节点配合检测获取，两个交通灯节点可以均是从交通灯节点，也可以是一个为主交通灯节点，另一个为从交通灯节点；只要一个交通灯节点检测到待通行车辆，则可以确定当前对应的通行方向存在待通行车辆，可以实现对目标通行方向对应的待通行车辆的准确检测。

S240、确定出在检测到目标通行方向上的持续绿灯时间大于或等于预设最大时长时，终止目标通行方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，执行S260。

需要说明的是，预先设定持续绿灯时间的最小时长和最大时长，只要持续绿灯时间处于预设最小时长和预设最大时长之间，则可以确定交通灯的显示状态正常；故可对目标通行方向上的持续绿灯时间进行灵活调整，以进一步提升道路交叉口的通行效率。

具体的，在确定目标通行方向存在待通行车辆后，为了使当前目标通行方向待通行的车辆可以尽可能多的通过，主交通灯节点对目标通行方向上的持续绿灯时间进行实时检测；若检测到目标通行方向始终存在待通行车辆，或者待通行车辆数量始终大于预设车辆阈值，则在目标通行方向上的持续绿灯时间达到预设最大时长时，对目标通行方向上当前的通行状态进行终止，可以降低目标通行方向发生车辆拥堵的概率。

S250、确定出在检测到目标通行方向上的持续绿灯时间大于或等于预设最小时长时，终止目标通行方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，执行S260。

具体的，若确定目标通行方向不存在待通行车辆，主交通灯节点对目标通行方向上的绿灯持续时间进行实时检测，若检测到目标通行方向始终不存在待通行车辆，或者待通行车辆始终小于预设车辆阈值；主交通灯节点在检测到当前绿灯持续时间大于等于预设最小时长时，终止当前目标通行方向上的通行状态，可以避免道路交叉口中对应绿灯状态的目标通行方向上长时间无车辆通行，进一步提升道路交叉口的通行效率。

S260、根据所述信号灯控制方案，向所述交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制。

本发明实施例提供的技术方案，主交通灯节点在确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态时，根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，以及各交通灯节点的交通灯显示状态信息，确定出终止目标通行方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，进而向各交通灯节点发送对应的交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了对交通灯节点的智能控制，同时通过根据目标通行方向上的待通行车辆的数量，确定是否终止目标通行方向的通行状态，进一步提升了交通灯节点的智能程度，进一步提升了道路交叉口的通行效率。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种交通灯的控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行具体化，在本实施例中，主交通灯节点根据道路交叉口中的交通流检测数据以及各交通灯节点的显示状态信息，实现对各交通灯节点的显示控制，该方法具体包括：

S300、在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，获取所述交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，执行S301。

S301、根据各所述交通灯节点的交通灯显示状态信息，检测各存在有绿灯状态的目标交通灯节点的绿灯状态是否属于目标交通灯节点的主路相位方向。

其中，若确定目标交通灯节点的绿灯状态属于目标交通灯节点的主路相位方向，执行S302；若确定目标交通灯节点的绿灯状态不属于目标交通灯节点的主路相位方向，执行S306；具体的，在确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态后，主交通灯节点根据各从交通灯节点实时上报的交通灯显示状态信息，确定当前显示状态为绿灯状态的目标交通灯节点，进而判断当前目标交通灯节点的主路相位方向的显示状态是否为绿灯状态。

S302、根据所述交通流检测数据，判断所述主路相位方向是否存在待通行车辆。

其中，若确定主路相位方向存在待通行车辆，执行S303；若确定主路相位方向不存在待通行车辆，执行S304。

S303、判断主路相位方向的持续绿灯时间是否大于或等于预设最大时长。

其中，若确定主路相位方向的持续绿灯时间大于或等于预设最大时长，执行S305；否则，返回执行S302。具体的，预设最大时长，为预先设定的绿灯状态持续的最久时间；需要说明的是，在当前交通灯节点的主路相位方向的显示状态为绿灯状态的情况下，若确定当前主路相位方向存在待通行车辆，应尽量保持主路相位方向的绿灯状态，保证主路相位方向上待通行的车辆可以尽量通过，避免造成道路拥堵；故获取截止到当前绿灯状态的持续时间，并判断绿灯状态的持续时间是否达到预设最大时长，以确定是否需要对主交通灯节点的显示状态进行切换。

S304、判断主路相位方向的持续绿灯时间是否大于或等于预设最小时长。

其中，若确定主路相位方向的持续绿灯时间大于或等于预设最小时长，执行S305；若确定主路相位方向的持续绿灯时间小于预设最小时长，返回执行S301。需要说明的是，若确定主路相位方向不存在待通行车辆，为了提升道路交叉口的通行效率，应尽快对主路相位方向的绿灯状态进行切换，故在判断绿灯的持续时间达到预设最小时长后，则对主路相位方向的交通灯显示状态进行切换，进而确定出终止主路相位方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，进一步提升了道路交叉口车辆通行效率。

S305、确定出终止主路相位方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，执行S310。

具体的，若确定主路相位方向存在待通行车辆且对应的持续绿灯时间已经达到预设最大时长，或者主路相位方向不存在待通行车辆且对应的持续绿灯时间已将达到预设最小时长，则确定需要对当前交通灯节点主路相位方向的绿灯状态进行切换，进而根据设定的交通灯显示状态切换顺序，例如，绿灯后为黄灯，黄灯后为红灯以及直行绿灯后，左转为绿灯，规划得到交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案，实现了根据当前交通灯节点的交通灯显示状态信息以及待通行车流量检测信息，对交通灯网络中各交通灯节点的智能控制，进一步提升了道路交叉口车辆通行效率。

S306、根据所述交通流检测数据，判断所述次路相位方向是否存在待通行车辆。

其中，若确定次路相位方向存在待通行车辆，执行S307；否则，执行S308。

S307、判断次路相位方向的持续绿灯时间是否大于或等于预设最大时长。

其中，若确定次路相位方向的持续绿灯时间大于或等于预设最大时长，执行S309；否则，执行S306。

需要说明的是，若当前主路相位方向的显示状态不为绿灯状态，表示当前交通灯节点的次路相位方向的显示状态为绿灯状态；故对次路相位方向的待通行的车流量进行检测，以确定当前次路相位方向是否存在待通行车辆。进一步的，若确定次路相位方向存在待通行车辆，则在绿灯状态的持续时间达到预设最大时长时，进行交通灯节点显示状态的切换；如确定次路相位方向不存在待通行车辆，则可以在绿灯状态达到预设最小时长时，进行交通灯节点显示状态的切换，由此规划得到交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案，实现对各交通灯节点的智能控制，进一步提升了道路交叉口的通行效率。

S308、判断次路相位方向的持续绿灯时间是否大于或等于预设最小时长。

其中，若确定次路相位方向的持续绿灯时间大于或等于预设最小时长，执行S309；若确定次路相位方向的持续绿灯时间小于预设最小时长，执行S301。

S309、确定出终止次路相位方向上当前的通行状态的信号灯控制方案，执行S310。

S310、根据所述信号灯控制方案，向所述交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制。

本发明实施例提供的技术方案，主交通灯节点在确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态时，确定当前对应绿灯状态的通行方向，进而在确定当前通行方向存在待通行车辆以及持续绿灯时间大于等于预设最大时长时，或者在确定当前通行方向不存在通行车辆以及持续绿灯时间大于等于预设最小时长时，确定出终止当前通行方向的通行状态的信号灯控制方案，进而向各交通灯节点发送对应的交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了根据各交通灯节点的交通灯显示状态信息和交通流检测数据，对各交通灯节点显示的智能控制，进一步提升了交通灯节点的智能程度以及道路交叉口的车辆通行效率。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种交通灯的控制方法的流程图，本实施例可适用于从交通灯节点根据主交通灯节点提供的交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态，该方法可以由本发明实施例中的交通灯网络中的从交通灯节点来执行，该方法具体包括如下步骤：

S410、对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测，并向主交通灯节点上报所检测通行方向上的交通流检测数据。

在本实施例中，可选的，从交通灯节点对本机交通灯显示状态信息进行检测，并向交通灯网络中主交通灯节点上报所检测的交通灯显示状态信息。

其中，从交通灯节点可以对自身的交通灯显示状态进行实时检测，并将检测得到的交通灯显示状态信息实时上报至主交通灯节点；或者每间隔预设周期(例如，1秒)对自身的交通灯显示状态进行检测，并将检测得到的交通灯显示状态信息上报至匹配的主交通灯节点；主交通灯节点在获取到各从交通灯节点的交通灯显示状态信息后，对各交通灯节点的工作状态进行判断，以确定当前交通灯网络中各交通灯节点是否处于正常工作状态。

S420、获取所述主交通灯节点发送的交通灯控制指令，并根据所述交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态。

具体的，从交通灯节点在获取到主交通灯节点发送的交通灯控制指令后，根据交通灯控制指令中的显示状态切换信息，调整当前交通灯节点的交通灯显示状态。特别的，若从交通灯节点在一定时间内未获取到来自主交通灯节点的控制指令，则确定当前交通灯网络发生故障，或者在对接收到的交通灯正常显示控制指令进行内容解析后，若确定当前控制指令不符合预设控制指令格式，可以确定当前交通灯网络发生故障；从交通灯节点在确定交通灯网络发生故障后，可以自动关停交通灯的显示，以避免交通灯显示状态混乱导致的交通混乱。

本发明实施例提供的技术方案，从交通灯节点对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测，并向主交通灯节点上报所检测通行方向上的交通流检测数据；进而在获取到主交通灯节点发送的交通灯控制指令时，根据交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态，实现了对从交通灯节点的显示状态的控制，同时根据主交通灯节点的控制命令，进行交通灯显示状态的调整，可以保证对交通灯网络中各交通灯节点显示状态的同步调整，且无需统一的信号机进行各交通灯节点显示的控制，降低了交通灯网络连接的复杂度。

实施例五

图6为本发明实施例五提供的一种交通灯网络系统的结构示意图，交通灯网络系统50，包括：设置在道路交叉口中的多个交通灯节点，所述交通灯节点包括：主交通灯节点51和至少一个从交通灯节点52；主交通灯节点51和从交通灯节点52的数据交互流程如下：

从交通灯节点52对本机交通灯显示状态信息进行检测，向交通灯网络中主交通灯节点51上报所检测的交通灯显示状态信息；主交通灯节点51实时获取各从交通灯节点52实时上报的交通灯显示状态信息，在确定各交通灯显示状态信息均通过数据校验完整性验证时，判断本机交通灯显示状态信息和接收的各交通灯显示状态信息，与最近一次生成的各交通灯节点的交通灯控制指令之间是否满足一致性条件，若是，则确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态；主交通灯节点51在确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态时，对道路交叉口中设定通行方向上的交通流进行实时检测；从交通灯节点52对道路交叉口中设定通行方向上的交通流进行实时检测，并向主交通灯节点51上报所检测通行方向上的交通流检测数据；主交通灯节点51根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，规划得到交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；并根据信号灯控制方案，向交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制；从交通灯节点52获取主交通灯节点51发送的交通灯控制指令，并根据交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态。

本发明实施例提供的技术方案，主交通灯节点根据交通灯网络中各交通灯节点的显示状态信息，判断当前各交通灯节点是否处于正常工作状态；并在确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态时，根据交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据，确定交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；进而向交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制，实现了交通灯显示的智能控制，同时根据各通行方向上的交通流检测数据，规划各交通灯节点的信号灯控制方案，可以提升交通灯控制的智能程度，提升道路交叉口车辆通行效率。

实施例六

图7A为本发明实施例六提供的一种交通灯节点的结构示意图，所述交通灯节点600包括：检测传感器601、通信模块602、存储模块603、以及控制模块604；检测传感器601、通信模块602和存储模块603分别与控制模块604连接；

所述检测传感器601，用于对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测；其中，检测传感器601，可以具体包括地磁检测传感器、雷达检测传感器以及视频检测传感器。检测传感器601的检测范围预先设定，例如，当检测传感器601为雷达检测传感器时，如图7B所示，对雷达检测传感器的检测方向进行调整，以使雷达波束中心线对准中间车道，可以实现对待通行车辆的准确检测，提升车辆检测的准确度。

所述通信模块602，用于与道路交叉口中的其他交通灯节点进行通信组网；其中，通信模块602的通信模式可以为有线通信，也可以为无线通信。具体的，当交通灯节点为主交通灯节点时，通信模块602具体用于接收各从交通灯节点上传的所检测通行方向上的交通流检测数据，以及将生成的交通灯控制指令发送至交通灯网络中各从交通灯节点；当交通灯节点为从交通灯节点时，通信模块602具体用于将当前所检测通行方向上的交通流检测数据发送至主交通灯节点，以及接受主交通灯节点发送的交通灯控制指令。

所述存储模块603，用于存储交通流检测数据和控制器上运行的计算机程序；此外，存储模块603，还可以用于对交通灯节点标识、交通灯显示状态、各类型预设信息，例如，故障显示处理策略，预设最大时长以及预设最小时长等、以及交通灯故障日志等进行存储；本实施例对存储模块603的存储内容不作具体限定。

所述控制模块604，用于执行计算机程序时，实现本发明任意实施例所述的交通灯的控制方法，可以具体包括微处理器，以实现对交通灯节点的显示状态的控制。

如图7C所示，在本发明实施例中，所述交通灯节点600还可以包括：拨码控制开关605和交通灯显示状态检测模块606；拨码控制开关605，用于通过拨码开关的启断，对交通灯节点的身份信息以及故障显示处理策略进行配置；拨码控制开关605，是一种采用二进制编码的地址开关，开关连通为1，断开为0；以两位拨码开关为例，有00，01，10和11四种编码；特别的，本发明实施例中可以以一位拨码设置各交通灯节点的身份信息，例如，编码1表示主交通灯节点，编码0表示从交通灯节点；还可以以一位拨码设置故障显示处理策略，例如，编码1表示故障显示处理策略为黄灯闪烁，编码0表示故障显示处理策略为预设控制策略。本发明实施例对拨码控制开关605的位数和每一位代表的含义均不作具体限定。

交通灯显示状态检测模块606，用于对交通灯节点的交通灯显示状态进行检测；具体的，交通灯显示状态检测模块606对交通灯的发光状态进行检测，以获取当前的发光状态；特别的，交通灯显示状态检测模块606，可以采用数字和/或字母的形式对交通灯的显示状态进行标识，例如，A表示显示状态为红色，B表示显示状态为黄色，C表示显示状态为绿色。

如图7D所示，本发明实施例中的交通灯节点600还可以包括：电源模块607、北斗/全球定位系统GPS模块608、发光二极管驱动模块609以及发光体610；其中，电源模块607、北斗/全球定位系统GPS模块608和发光二极管驱动模块609分别与控制模块604连接；发光体610分别与发光二极管驱动模块609和交通灯显示状态检测模块606连接。

电源模块607，用于接入外界输入电源，并为交通灯节点中的其他模块提供电量；北斗/全球定位系统GPS模块608，用于获取定时和位置信息，以获取交通灯显示状态的时间信息；发光二极管驱动模块609，用于根据控制模块604的交通灯控制命令，生成对应的发光体驱动信号；发光体610，用于根据接收的发光体驱动信号，呈现对应颜色的光，可以具体包括发光二极管。通过上述交通灯节点600，可以实现交通灯网络中各交通灯的自组网通信，交通灯网络中各交通灯节点的连接拓扑结构示意图如图7E所示，通过将各交通灯节点通过通讯链路和电源电缆线路依次连接，即可实现对当前交通灯网络中各交通灯节点显示的智能控制，降低了交通灯网络连接拓扑结构的复杂度，降低了成本投入，且便于后续对交通灯网络的维护。

本发明实施例中的交通灯节点，通过检测传感器对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测，并通过通信模块与道路交叉口中的其他交通灯节点进行通信组网，进而通过控制模块执行对应的交通灯控制方法，可以根据各通行方向的交通流检测数据，实现对交通灯显示状态的智能控制，且可以降低交通灯网络连接的复杂度，提升道路交叉口的车辆通行效率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种交通灯的控制方法，其特征在于，应用于由道路交叉口中的多个交通灯节点自组网组成的交通灯网络中，所述方法由所述交通灯网络中的主交通灯节点执行，包括：

在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态时，获取所述交通灯网络中所有交通灯节点所检测通行方向上的交通流检测数据；

根据所述交通流检测数据，确定所述交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案；

根据所述信号灯控制方案，向所述交通灯网络中的各交通灯节点发送交通灯控制指令，以对各交通灯节点进行实时的交通灯显示控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述交通流检测数据，确定所述交通灯网络中各交通灯节点的信号灯控制方案，包括：

实时根据所述交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态信息，获取当前处于通行状态的目标通行方向；

根据所述交通流检测数据，判断所述目标通行方向上是否存在待通行车辆；

若是，则确定出在检测到目标通行方向上的持续绿灯时间大于或等于预设最大时长时，终止目标通行方向上当前的通行状态的信号灯控制方案；

若否，则确定出在检测到目标通行方向上的持续绿灯时间大于或等于预设最小时长时，终止目标通行方向上当前的通行状态的信号灯控制方案。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实时根据所述交通灯网络中各交通灯节点的交通灯显示状态信息，获取当前处于通行状态的目标通行方向，包括：

根据各所述交通灯节点的交通灯显示状态信息，筛选得到存在有绿灯状态的目标交通灯节点；

检测各所述目标交通灯节点的绿灯状态是否属于目标交通灯节点的主路相位方向；

若是，则将所述目标交通灯节点的主路相位方向确定为目标通行方向，否则，将所述目标交通灯节点的次路相位方向确定为目标通行方向。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于正常工作状态，具体包括：

实时获取各从交通灯节点实时上报的交通灯显示状态信息；

在确定各交通灯显示状态信息均通过数据校验完整性验证时，判断本机交通灯显示状态信息和接收的各交通灯显示状态信息，与最近一次生成的各交通灯节点的交通灯控制指令之间是否满足一致性条件；

若是，则确定道路交叉口中的各交通灯节点处于正常工作状态。

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定所述交通灯网络中的各交通灯节点处于异常工作状态时，采用故障显示处理策略，确定与交通灯网络中各交通灯节点分别对应的交通灯故障显示控制指令，并将交通灯故障显示控制指令提供给匹配的各交通灯节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用故障显示处理策略，确定与交通灯网络中各交通灯节点分别对应的交通灯故障显示控制指令，包括：

当所述故障显示处理策略为黄灯闪烁时，根据预设的闪烁频率和亮灯时间占空比，生成用于控制交通灯网络中各交通灯节点中的黄色交通灯进行闪烁的交通灯故障显示控制指令；或者，

当所述故障显示处理策略为交替放行时，根据预设的亮灯次序与亮灯时长，生成用于控制交通灯网络中各交通灯节点对各通行方向进行交替放行的交通灯故障显示控制指令。

7.一种交通灯的控制方法，其特征在于，应用于由道路交叉口中的多个交通灯节点自组网组成的交通灯网络中，所述方法由交通灯网络中的从交通灯节点执行，包括：

对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测，并向主交通灯节点上报所检测通行方向上的交通流检测数据；

获取所述主交通灯节点发送的交通灯控制指令，并根据所述交通灯控制指令，调整本机交通灯显示状态。

8.一种交通灯网络系统，其特征在于，包括：设置在道路交叉口中的多个交通灯节点，所述交通灯节点包括：主交通灯节点和至少一个从交通灯节点；

所述主交通灯节点用于执行权利要求1-6任一项所述的方法，

所述从交通灯节点用于执行权利要求7所述的方法。

9.一种交通灯节点，其特征在于，包括：

检测传感器，用于对道路交叉口中所检测通行方向上的交通流进行实时检测；

通信模块，用于与道路交叉口中的其他交通灯节点进行通信组网；

存储模块，用于存储交通流检测数据和控制器上运行的计算机程序；

控制模块，用于执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6任一项所述的方法，或者实现如权利要求7所述的方法。

10.根据权利要求9所述的交通灯节点，其特征在于，还包括：

拨码控制开关，用于通过拨码开关的启断，对交通灯节点的身份信息以及故障显示处理策略进行配置；

交通灯显示状态检测模块，用于对交通灯节点的交通灯显示状态进行检测。

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