[發(fā)明專利]一種動(dòng)態(tài)自適應(yīng)交通信號(hào)控制裝置及方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310049862.9
• 申請(qǐng)日: 2013-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN103150913A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱鳳華;陳松航;王飛躍;李鎮(zhèn)江;呂宜生;熊剛;董西松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東莞中國(guó)科學(xué)院云計(jì)算產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與育成中心;中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G08G1/08
• 分類號(hào): G08G1/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種動(dòng)態(tài)自適應(yīng)交通信號(hào)控制裝置，其特征在于，該裝置包括：多個(gè)視頻采集設(shè)備A和一個(gè)交通信號(hào)控制器B，其中：

所述視頻采集設(shè)備A安裝在路口各入口方向上，用于通過視頻圖像實(shí)時(shí)檢測(cè)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度；

所述交通信號(hào)控制器B安裝在路口附近，通過其內(nèi)置的無線通信模塊與所述視頻采集設(shè)備A進(jìn)行通信，用于根據(jù)所述路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度實(shí)時(shí)調(diào)整路口紅綠燈的放行順序和放行時(shí)間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述視頻采集設(shè)備A進(jìn)一步包括處理模塊、無線通信模塊和電源模塊，其中：

所述無線通信模塊用于支持所述處理模塊與所述交通信號(hào)控制器B之間的通信，其通過電源線與所述電源模塊相連；

所述電源模塊3采用太陽能電池控制器，用于為所述無線通信模塊和所述處理模塊供電；

所述處理模塊通過串口與所述無線通信模塊相連，通過電源線與所述電源模塊相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊進(jìn)一步包括視頻采集單元、圖像處理單元和存儲(chǔ)單元，其中：

所述視頻采集單元用于實(shí)時(shí)檢測(cè)視野范圍內(nèi)的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度；

所述圖像處理單元通過USB接口與所述視頻采集單元連接，用于接收并處理所述視頻采集單元采集得到的視頻信號(hào)，提取所述車輛排隊(duì)長(zhǎng)度，并將提取到的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度信息存入所述存儲(chǔ)單元中；

所述存儲(chǔ)單元通過數(shù)據(jù)線和控制線與所述圖像處理單元連接，用于保存所述圖像處理單元的處理結(jié)果。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述圖像處理單元對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行的處理為圖像去噪、背景建模和/或前景分析。

5.一種利用權(quán)利要求1所述的交通信號(hào)控制裝置對(duì)交通信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)控制的方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，手動(dòng)設(shè)定視頻采集設(shè)備A的檢測(cè)區(qū)域，并配置所述視頻采集設(shè)備A的安裝高度、車道寬度；

步驟2，所述視頻采集設(shè)備A實(shí)時(shí)檢測(cè)所述檢測(cè)區(qū)域內(nèi)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度；

步驟3，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況手動(dòng)設(shè)定放行階段集合；

步驟4，交通信號(hào)控制器B根據(jù)所述視頻采集設(shè)備A檢測(cè)到的所述檢測(cè)區(qū)域內(nèi)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度，對(duì)于交通信號(hào)進(jìn)行控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟3中，首先根據(jù)車流方向劃分放行階段，然后將多個(gè)放行階段組成一個(gè)放行階段集合，其中，一個(gè)合理的放行階段集合除了要保證交通安全，還要滿足放行階段集合中任意兩個(gè)放行階段間不包含相同的放行方向，并且放行階段集合中所有的放行階段全體涵蓋了所有的放行方向。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟4中，對(duì)于交通信號(hào)的控制是一個(gè)不斷循環(huán)的過程，每一循環(huán)過程包括以下幾個(gè)步驟：

步驟41，根據(jù)所述檢測(cè)區(qū)域內(nèi)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度，選擇放行階段；

步驟42，根據(jù)所述檢測(cè)區(qū)域內(nèi)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度，選擇放行時(shí)間；

步驟43，切換到放行階段進(jìn)行放行，直至放行時(shí)間結(jié)束。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟41中，放行階段的選擇具體為：

交通信號(hào)控制器B通過其內(nèi)置的無線通信模塊向所述視頻采集設(shè)備A查詢檢測(cè)區(qū)域內(nèi)路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度，并根據(jù)查詢結(jié)果計(jì)算放行階段集合中所有放行階段的放行緊迫度，選擇其中放行緊迫度最大的放行階段作為下一放行階段，其中，利用下式來計(jì)算某一個(gè)放行階段的放行緊迫度e：

e＝q+kd，

其中，q是該放行階段包含的放行方向上的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度的最大值，d是該放行階段距離上次放行結(jié)束的時(shí)間，k是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；

如果最終得到的放行階段有多個(gè)選擇結(jié)果，即這些放行階段的放行緊迫度相同，則從中選擇符合常規(guī)放行順序的下一個(gè)階段作為下一放行階段。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟41中，放行時(shí)間的選擇具體為：所述交通信號(hào)控制器B通過其內(nèi)置的無線通信模塊向所述視頻采集設(shè)備A查詢路口車輛的排隊(duì)長(zhǎng)度，并根據(jù)查詢結(jié)果計(jì)算需要放行的時(shí)間：

t＝t₀+q/5*m

其中，q是一放行階段包含的放行方向上的車輛排隊(duì)長(zhǎng)度的最大值，t₀為車輛的起步損失時(shí)間，m為一輛車以正常速度經(jīng)過路口的時(shí)間。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟43中，在切換過程中，如果待放行的階段與當(dāng)前階段不同，則顯示放行階段過渡狀態(tài)，即黃燈和全紅狀態(tài)后，進(jìn)入放行階段，否則不需要顯示所述放行階段過渡狀態(tài)，即延長(zhǎng)上一放行階段的放行時(shí)間。