[發(fā)明專利]一種基于深度學(xué)習(xí)的智能交通燈系統(tǒng)及其控制交通燈的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710456450.5
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107134156A
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李赟晟;王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海集成電路研發(fā)中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/01
• 代理公司: 上海天辰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)31275
• 代理人: 吳世華,陳慧弘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通燈領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的智能交通燈系統(tǒng)及其控制交通燈的方法。

背景技術(shù)

目前的交通燈采用PLC控制程序來控制紅綠燈的時間，即根據(jù)該路口的情況提前設(shè)置好交通燈的PLC控制程序。比如在一個十字路口的周期內(nèi)，根據(jù)南北方向紅燈亮25秒，轉(zhuǎn)到綠燈亮25秒，再按照1秒鐘1一次的規(guī)律閃爍3次，然后轉(zhuǎn)動黃燈亮2秒，東西方向綠燈亮20秒，再閃爍3次，轉(zhuǎn)到黃燈亮2秒，然后紅燈亮30秒，完成一個周期，如此循環(huán)。

這種固定周期、固定方向上綠燈的通行時間就會面臨一個問題：不能實(shí)施根據(jù)車流來改變交通燈的時間，經(jīng)常會出現(xiàn)在高峰擁堵階段，有些道路車流量不大但是交通燈時間過久，或者車流量過大交通燈時間過短的情況。影響路口通行時間的因素有很多，比如車型，大型客貨車的通行時間較長，導(dǎo)致車流過慢。因此。現(xiàn)有技術(shù)中通過PLC固定程序來調(diào)控交通燈會影響實(shí)際的通行效率，不能很好地調(diào)控路面的實(shí)際通行情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于深度學(xué)習(xí)的智能交通燈系統(tǒng)及其控制交通燈的方法，通過自主深度學(xué)習(xí)形成控制模型，控制模型可以根據(jù)路口車輛排隊(duì)長度、車流量和車型信息計(jì)算出控制下一次交通燈變化之后的綠燈持續(xù)時間，高效地解決了交通擁堵問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種基于深度學(xué)習(xí)的智能交通燈系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集處理模塊，用于實(shí)時采集交通燈對應(yīng)路口的圖像，并根據(jù)該圖像識別車型信息、車流量、車輛排隊(duì)長度以及其對應(yīng)的通過時間；深度學(xué)習(xí)模塊，包括能夠模擬人腦進(jìn)行分析學(xué)習(xí)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制模型，所述控制模型通過將數(shù)據(jù)采集處理模塊得到的車型信息、車流量、車輛排隊(duì)長度以及其對應(yīng)的通過時間輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主深度學(xué)習(xí)形成；交通燈中心控制模塊，用于控制交通燈；所述數(shù)據(jù)采集處理模塊實(shí)時采集路口的圖像，并將根據(jù)圖像識別的紅燈對應(yīng)車道上的車型信息和車輛排隊(duì)長度、綠燈對應(yīng)車道上的車流量傳輸至所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制模型中進(jìn)行學(xué)習(xí)計(jì)算，同時將學(xué)習(xí)計(jì)算出的下一次交通燈變化之后的綠燈持續(xù)時間傳輸至所述交通燈中心控制模塊，用于控制交通燈。

進(jìn)一步地，所述深度學(xué)習(xí)模塊中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過300-500次自主學(xué)習(xí)，形成控制模型。

進(jìn)一步地，所述下一次交通燈變化之后的綠燈持續(xù)時間確保紅燈對應(yīng)車道的車輛排隊(duì)長度和通過綠燈對應(yīng)車道的車流量計(jì)算出的該車道上的車輛排隊(duì)長度之和最短。

進(jìn)一步地，每個車道上對應(yīng)一個數(shù)據(jù)采集處理模塊。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集處理模塊包括數(shù)據(jù)采集模塊、智能識別模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊。

進(jìn)一步地，所述智能識別模塊一端連接所述數(shù)據(jù)采集模塊，另一端連接所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，數(shù)據(jù)采集模塊采集到的圖像傳輸至所述智能識別模塊進(jìn)行車型的識別，所述圖像和識別之后的車型信息傳輸至所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊根據(jù)上述圖像監(jiān)控車流量、車輛排隊(duì)長度以及其對應(yīng)的通過時間。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊同時連接所述智能識別模塊和數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，所述智能識別模塊根據(jù)上述圖像識別車型信息，所述數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊根據(jù)上述圖像監(jiān)控車流量、車輛排隊(duì)長度以及其對應(yīng)的通過時間。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括攝像頭。

進(jìn)一步地，所述車型信息包括大型客貨車、中型客貨車和小型客貨車。

進(jìn)一步地，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用代碼或者具有深度學(xué)習(xí)算法功能的芯片來實(shí)現(xiàn)自主深度學(xué)習(xí)算法的功能。

本發(fā)明提供的一種采用基于深度學(xué)習(xí)的智能交通燈系統(tǒng)控制交通燈的方法，包括以下步驟：

S01：數(shù)據(jù)采集處理模塊實(shí)時采集交通燈對應(yīng)路口的圖像，并根據(jù)圖像識別紅燈對應(yīng)車道上的車型信息和車輛排隊(duì)長度，綠燈對應(yīng)車道上的車流量；

S02：上述識別出的車型信息、車輛排隊(duì)長度和車流量傳輸至所述深度學(xué)習(xí)模塊，經(jīng)過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制模型的學(xué)習(xí)計(jì)算，得出下一次交通燈變化之后的綠燈持續(xù)時間；

S03：下一次交通燈變化之后的綠燈持續(xù)時間傳輸至所述交通燈中心控制模塊，用于控制交通燈。

進(jìn)一步地，在步驟S01之前，通過交通燈中心控制模塊設(shè)置各個車道上對應(yīng)的紅綠燈轉(zhuǎn)換順序。

進(jìn)一步地，所述控制模型通過以下步驟形成：

T01：通過交通燈中心控制模塊設(shè)置各個車道上對應(yīng)的紅綠燈轉(zhuǎn)換順序以及綠燈持續(xù)時間；

T02：數(shù)據(jù)采集處理模塊實(shí)時采集交通燈對應(yīng)路口的圖像，并根據(jù)圖像識別紅燈對應(yīng)車道上的車型信息、車輛排隊(duì)長度以及對應(yīng)的通過時間，綠燈對應(yīng)車道上的車流量；