CN1818989A - 机器人红绿灯控制系统 - Google Patents

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CN1818989A CN 200510096290 CN200510096290A CN1818989A CN 1818989 A CN1818989 A CN 1818989A CN 200510096290 CN200510096290 CN 200510096290 CN 200510096290 A CN200510096290 A CN 200510096290A CN 1818989 A CN1818989 A CN 1818989A
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支录奎
雷建平
张魁武
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Abstract

机器人红绿灯控制系统，属于交通信号控制装置。其是利用传感器在十字路口距离停车线30－200米范围内采集各个方向各分车道静态车辆的数量多少和静态车辆综合占道长度，并且根据各分车道车辆数量和车辆综合占道长度确定本路口各个分车道绿灯持续时间长短和先后顺序。实现上述方法的的机器人红绿灯控制系统，包括车辆信息采集传感器(1)、车辆信息转换电路(2)、车辆信息中央处理电路(3)、时序控制器(4)、驱动阵列(5)和红绿灯显示装置(6)且依顺序连接。不仅所采集的车辆信息可以即时应用于本路口红绿灯的控制，而且完全实现不同方向绿灯持续时间和该车道车辆多少及车队长度相对应，使得绿信比达到最佳位置。

Description

机器人红绿灯控制系统
技术领域
本发明属于城市道路交通控制技术领域。具体的说，是一种交通信号识别控制仪。
背景技术
随着我国国民经济的发展和汽车工业的不断壮大，城市的交通车辆与日俱增，这对城市道路的压力越来越大，除修建立交桥和扩建道路外，提高现有道路的利用率，是解决交通堵塞唯一切实可行的办法。多年来，从市区十字路口车辆通过情况分析，突出存在一个通行焦点问题：信号灯没有识别功能，比如东西方向有车，红信号灯亮，南北方向无车，却是绿信号灯亮。尤其是实行分车道控制以来问题更加严重。这所以出现这种现象，是因为传统的交通信号控制机是周期性、规律性的变化，对不同方向、不同车道车辆的多少或有无不能辨别，信号灯亮的时间与车辆的流量毫无关系，信号灯和车辆的有无及流量不能统一协调起来，造成道路的利用率下降，是交通堵塞的主要原因。
为了解决此问题，有人提出了智能交通信号控制仪(中国专利号：90206266.2)，这也是目前国际最先进的交通信号智能控制装置。它采用车辆感应探头采集车辆流量并累加成数辆(过一个车计一个数)，信息用单片机控制红绿灯通断时间。由于采用的是埋设式感应器，只能统计某一路口某一个方向通行的车辆流量而无法区别该车辆是直行、左转或右转，这对于目前城市路口普遍采用的对分车道控制(即对直行、左转、右转三个方向分别控制)的红绿灯系统就无法适应。不仅如此，由于这种控制仪不区分车辆种类(主要是车身长度及形状)，由于不同车种通过路口时间差别较大，如超长货车的长度是小型轿车的数倍，其通过路口的时间就是小车的数倍甚至更多，这样就容易造成控制失灵。另外，这种交通信号控制装置的传感器一般位于路口停车线附近，因此，所采集的车辆流量信号无法控制本十字路口交通信号灯而是要将信息传递到下一个(分别为左转、右转、直行三个不同去向车辆下次要通过的十字路口)路口的信号灯上，不但此信息本路口无法使用，而且使信息减少了利用机会。另外，信息传递到下一个路口时有可能有车中途驶出，不但信息不精确，而且更无法判断到下一个路口的车辆具体停放在左转、直行还是右转。造成绿灯时间无法给出。
发明内容
本发明目的是提供一种机器人红绿灯控制系统，应当具有判断和识别道路上各个车道等待通行的静态车辆多少的功能，能根据东、西、南、北不同方向车辆情况灵活控制，在实时周期规定的控制时间内，有车就亮绿灯，无车就亮红灯；车多，绿灯时间就长，车少绿灯时间就短，左转、直行、右转也是根据车辆数量来给出绿灯时间。
概括的说，机器人红绿灯控制系统，其是利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内采集各个方向各分车道静态车辆的数量多少和静态车辆综合占道长度，并且根据各分车道车辆数量和车辆综合占道长度确定本路口各个分车道绿灯持续时间长短和先后顺序。
具体的说，所述的机器人红绿灯控制系统是按照以下步骤实现的：
(1)利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内采集本路口各分车道静态车辆的数量和车辆静态综合占道长度信息；
(2)各车道车辆的数字信号和给定的标准单位车辆信息比较后输出各车道车辆数量和车辆综合占道长度信息；
(3)多车道对比后根据各车道车辆数量和车长信息确定各个通行方向绿灯的持续时间和先后顺序。
实现上述方法的的机器人红绿灯控制系统，包括车辆信息采集传感器(1)、车辆信息转换电路(2)、车辆信息中央处理电路(3)、时序控制器(4)、驱动阵列(5)和红绿灯显示装置(6)且依顺序连接；所述的中央处理电路(3)包括图像分析、图像滤波及将滤波后的车辆信息按标准单位分解和分解后进行识别并确定标准单位车辆数量和车辆占道长度，随后进行图像识别和数字列表。
所述的车辆信息采集传感器为图像采集传感器或雷达目标跟踪传感器，且采集的是关键帧视频数据或相对距离信息。
所述的中央处理器包括图像定标电路、图像分析与处理电路、信息储存电路、时序控制运算电路、比较电路和按序输出电路。
所述的红绿灯显示装置具有116-144路红绿灯及倒计时灯状态控制能力和显示的功能。
所述的中央处理器具有实时变周期功能，即对绿信比、相位、相位差在同周期情况下可以实现参数随时变化，保持绿灯持续时间和车辆多少配合达到最佳状态。
本发明由于利用传感器采集十字路口不同方向各个车道(车辆处于不同车道决定了其去向)静态车辆数量信息和综合占道长度，通过中央处理器及控制电路可以根据各个方向车辆多少以及车的占道长度决定绿灯点亮的时间和顺序，不仅所采集的车辆信息可以即时应用于本路口红绿灯的控制，而且完全实现不同方向绿灯持续时间和该车道车辆多少及车队长度相对应，使得绿信比(绿灯持续时间与信号周期的比值)达到最佳位置。克服了现有交通信号控制机利用传感器只是统计某一路口车辆流量而无法予测某一车辆去向和本路口信息无法利用到本路口的弊端。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
图2为本发明实现方法流程图。
图3为为本发明中A/D转换电路示意图。
图4为本发明中央处理器电路示意图。
图5为本发明驱动电路图。
具体实施方式
附图1-5给出了本发明的具体实施方式。机器人红绿灯控制系统，其是利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内采集各个方向各分车道静态车辆的数量多少和静态车辆综合占道长度，并且根据各分车道车辆数量和车辆综合占道长度确定本路口各个分车道绿灯持续时间长短和先后顺序。所述的机器人红绿灯控制系统是按照以下步骤实现的：
(1)利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内(根据路口大小确定具体距离)采集本路口各分车道静态车辆的数量和车辆静态综合占道长度信息；
(2)各车道车辆的数字信号(以标准车辆长度分解成单元车辆数量)和给定的标准单位车辆信息比较后输出各车道车辆数量和车辆综合占道长度信息；
(3)多车道对比后根据各车道车辆数量和车长信息确定各个通行方向绿灯的持续时间和先后顺序。
实现上述方法的的机器人红绿灯控制系统，包括车辆信息采集传感器(1)、车辆信息转换电路(2)、车辆信息中央处理电路(3)、时序控制器(4)、驱动阵列(5)和红绿灯显示装置(6)且依顺序连接；所述的中央处理电路(3)包括图像分析、图像滤波及将滤波后的车辆信息按标准单位分解和分解后进行识别并确定标准单位车辆数量和车辆占道长度，随后进行图像识别和数字列表。
所述的车辆信息采集传感器为图像采集传感器或雷达目标跟踪传感器，且采集的是关键帧视频数据或相对距离信息。
所述的中央处理器包括图像定标电路、图像分析与处理电路、信息储存电路、时序控制运算电路、比较电路和按序输出电路。
所述的红绿灯显示装置具有116-144路红绿灯及倒计时灯状态控制能力和显示的功能。
所述的中央处理器具有实时变周期功能，即对绿信比、相位、相位差在同周期情况下可以实现参数随时变化，保持绿灯持续时间和车辆多少配合达到最佳状态。
本发明的工作原理为：由安装在十字路口的图像信息采集传感器将采集的模拟信号经由输入系统将信号传输给A/D模、数转换器将模拟信号转换成数字信号(或采用一体化数字信号采集传感器直接获得车辆信息的数字信号)，数字图像信号从中央处理器的输入端接入，一路视频信号经视频放大、扫描、显示、图像定标，另一路视频信号经关键帧抓拍电路选出最佳信号进行灰度处理，再将处理后的灰度信号进行灰度拉伸、边缘提取、模板匹配、环境扫描对比、滤波、分解、二次处理、识别。将识别后的信号进行存储，将存储后的信号和另一路存储信号进一步合成，合成后的信号再次通过参数调整，使道路环境和识别结果协调到最佳状态后进行二次存储列表并以函数形式打包，再由控制器调用函数给出相应的红绿灯信号，该信号经驱动阵列放大后经输出系统传输给红、绿灯和倒计时器达到终端显示。

Claims (7)

1、机器人红绿灯控制系统，其特征是利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内采集各个方向各分车道静态车辆的瞬间数量多少或静态车辆综合占道长度，并且根据各分车道车辆数量或/和车辆综合占道长度确定本路口各个分车道绿灯持续时间长短和先后顺序。
2、根据权利要求1所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是按照以下步骤实现的：
(1)利用传感器在十字路口距离停车线30-200米范围内采集本路口各分车道静态车辆的数量和静态车辆综合占道长度信息；
(2)各车道不同车辆的具体数量或运算出车辆综合占道长度。
(3)多车道对比后根据各车道不同的单元车辆数量或车辆综合占道长度信息，确定不同方向不同车道绿灯的持续时间和先后顺序。
3、、根据权利要求1、2所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是包括车辆信息采集传感器(1)、车辆信息转换器(2)、车辆信息中央处理器(3)、时序控制器(4)、驱动阵列(5)和红绿灯显示装置(6)且依顺序连接；所述的中央处理器(3)包括图像分析、图像滤波将滤波后的车辆信息按标准单元分解、分解后进行识别并确定标准单元车辆数量或车辆占道长度，随后按车辆数量或车辆占道长度列表。
4、根据权利要求3所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是所述的车辆信息采集传感器为图像采集传感器或雷达目标跟踪传感器，且采集的是关键帧视频数据或相对距离信息。
5、根据权利要求3所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是所述的中央处理器包括图像定标电路、图像分析与处理电路、信息储存电路、时序控制运算电路、比较电路和驱动输出电路。
6、根据权利要求3所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是所述的红绿灯控制设备具有116-144路红绿灯及倒计时状态控制能力和驱动终端大屏幕显示的功能。
7、根据权利要求3所述的机器人红绿灯控制系统，其特征是所述的中央处理器具有实时变周期功能，即对绿信比、相位、相位差在同周期情况下可以实现参数随时变化，保持绿灯持续时间和车辆多少配合达到最佳状态。
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