[發明專利]一種基于圖像和GPS信息融合的交通信號燈控制方法

有效

• 申請號: 201710531910.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107146429B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 趙驥;王浥丞;朱玉;吳曉翎;于海龍
• 申請（專利權）人: 遼寧科技大學
• 主分類號: G08G1/08
• 分類號: G08G1/08;G08G1/01;G08G1/0967
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種基于圖像和GPS信息融合的交通信號燈控制方法，采用交通路口特有的平面結構建立坐標系統，并根據車道特征對應矩形坐標區域，將車輛的GPS定位信息對應匹配到已經建立的坐標系中，根據統計車道方向紅燈等待區的車數量從而給定本車道方向綠燈的持續時長，使交通信號燈的綠燈時長更貼近現場實際車輛情況，機動性強，更不易造成堵車現象。不但能夠根據實際路口的車輛情況機動控制交通信號燈，有效防止路口堵塞，提高車輛行進效率，同時還能將路口的信號燈狀態和發生堵塞的抓拍照片發至區域內的駕駛員，為駕駛員提供路徑規劃的參考，使司機駕駛更順暢。

技術領域

本發明涉及交通信號燈控制、GPS定位及圖像處理技術領域，特別涉及一種基于圖像和GPS信息融合的交通信號燈控制方法。

背景技術

隨著城市化的進展和汽車的普及，世界各國的機動車交通數量急劇增加。如何能夠改善惡化的交通狀況，減少擁堵，提高運輸效率并提高交通的安全性，則成為社會重視的問題。

城市道路交通信號控制是現代城市交通管理的一個極其重要的方面，其管理與控制的優劣將直接影響城市道路交通擁堵或疏通的效果。交通信號燈自19世紀70年代在英國誕生以來，已經成為全世界有效的管理和疏導交通的主要手段。我國2005年后已開始對交通信號控制系統有了系統性的研究和開發，但還不能完全的解決交通不暢的問題，因此目前研發一套具有智能性、擴展性、開放性的城市干道交通信號控制系統已是中國城市實現交通暢通的重要任務。

目前我國交通信號燈控制的方式分為三種：①定時控制：根據交叉路口一定時間的交通預先確定所有的控制參數，即周期、相位和綠信比，人為設置方案(配時參數)。這種控制方式的缺點在于方案的好壞取決于系統管理者事先的判斷能力，同時缺乏靈活性，不能根據車流的具體情況靈活控制；②車輛感應式控制：根據交通路口的交通量需求變換信號燈，沒有固定的周期、相位和綠信比。車輛感應控制使用感應式控制機，由于感應控制機的工作模式是車輛的串行獨立感應的工作模式，因此會出現一干道連續通車時，易造成另一干道車輛阻塞的情況，同時車輛感應機的安裝和維護的成本較高，穩定性較差。③智能優化控制：主要是基于計算機技術和通信技術的控制方式，其中一類是基于數字圖像處理(Digital Image Processing)技術的交通視頻監測系統，但圖像技術對自然條件惡劣(暴雨、大雪)等的條件的處理存在問題。另一類是基于GPS(Global positioning System)技術的交通監測系統，但主要是利用定位功能實現對公交車、緊急救助系統等特種車輛的信號控制，還沒有基于GPS定位技術對交叉路口車輛進行實時監測，實現對交通信號燈的統一調度和管理的智能控制系統。

發明內容

為了解決背景技術中所述問題，本發明提供一種基于圖像和GPS信息融合的交通信號燈控制方法，采用交通路口特有的平面結構建立坐標系統，并根據車道特征對應矩形坐標區域，為交通路口車輛的統計提供了前提條件；將車輛的GPS定位信息對應匹配到已經建立的坐標系中，能夠統計出坐標系中的矩形區域范圍內的車輛數量；根據統計車道方向紅燈等待區的車數量從而給定本車道方向綠燈的持續時長，使交通信號燈的綠燈時長更貼近現場實際車輛情況，機動性強，更不易造成堵車現象。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種基于圖像和GPS信息融合的交通信號燈控制方法，包括以下步驟：

步驟一、基于交通路口的坐標系構建：

首先通過系統坐標構建及初始化模塊進行坐標構建及初始化，定義坐標原點的位置；坐標系的構建根據交叉路口的結構而定，例如：“十”字路口或“丁”字路口等和寬度，例如：2排道或4排道等，可以構建一個坐標系統也可以構建多個坐標系統，取決于道路的結構和運算的需要；坐標系統構建結束并進行初始化完成后，雙黃線的位置、車道分割線：白色單實線的位置、斑馬線-人行橫道線的位置已在坐標系統中進行了定位；

步驟二、車載GPS將車輛位置信息發送至車輛數據接收和處理模塊：