專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于城市道路交通控制技術(shù)領(lǐng)域。具體的說(shuō)，是一種交通信號(hào)識(shí)別控制儀。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車(chē)工業(yè)的不斷壯大，城市的交通車(chē)輛與日俱增，這對(duì)城市道路的壓力越來(lái)越大，除修建立交橋和擴(kuò)建道路外，提高現(xiàn)有道路的利用率，是解決交通堵塞唯一切實(shí)可行的辦法。多年來(lái)，從市區(qū)十字路口車(chē)輛通過(guò)情況分析，突出存在一個(gè)通行焦點(diǎn)問(wèn)題信號(hào)燈沒(méi)有識(shí)別功能，比如東西方向有車(chē)，紅信號(hào)燈亮，南北方向無(wú)車(chē)，卻是綠信號(hào)燈亮。尤其是實(shí)行分車(chē)道控制以來(lái)問(wèn)題更加嚴(yán)重。這所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的交通信號(hào)控制機(jī)是周期性、規(guī)律性的變化，對(duì)不同方向、不同車(chē)道車(chē)輛的多少或有無(wú)不能辨別，信號(hào)燈亮的時(shí)間與車(chē)輛的流量毫無(wú)關(guān)系，信號(hào)燈和車(chē)輛的有無(wú)及流量不能統(tǒng)一協(xié)調(diào)起來(lái)，造成道路的利用率下降，是交通堵塞的主要原因。
為了解決此問(wèn)題，有人提出了智能交通信號(hào)控制儀(中國(guó)專(zhuān)利號(hào)90206266.2)，這也是目前國(guó)際最先進(jìn)的交通信號(hào)智能控制裝置。它采用車(chē)輛感應(yīng)探頭采集車(chē)輛流量并累加成數(shù)輛(過(guò)一個(gè)車(chē)計(jì)一個(gè)數(shù))，信息用單片機(jī)控制紅綠燈通斷時(shí)間。由于采用的是埋設(shè)式感應(yīng)器，只能統(tǒng)計(jì)某一路口某一個(gè)方向通行的車(chē)輛流量而無(wú)法區(qū)別該車(chē)輛是直行、左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，這對(duì)于目前城市路口普遍采用的對(duì)分車(chē)道控制(即對(duì)直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)三個(gè)方向分別控制)的紅綠燈系統(tǒng)就無(wú)法適應(yīng)。不僅如此，由于這種控制儀不區(qū)分車(chē)輛種類(lèi)(主要是車(chē)身長(zhǎng)度及形狀)，由于不同車(chē)種通過(guò)路口時(shí)間差別較大，如超長(zhǎng)貨車(chē)的長(zhǎng)度是小型轎車(chē)的數(shù)倍，其通過(guò)路口的時(shí)間就是小車(chē)的數(shù)倍甚至更多，這樣就容易造成控制失靈。另外，這種交通信號(hào)控制裝置的傳感器一般位于路口停車(chē)線附近，因此，所采集的車(chē)輛流量信號(hào)無(wú)法控制本十字路口交通信號(hào)燈而是要將信息傳遞到下一個(gè)(分別為左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行三個(gè)不同去向車(chē)輛下次要通過(guò)的十字路口)路口的信號(hào)燈上，不但此信息本路口無(wú)法使用，而且使信息減少了利用機(jī)會(huì)。另外，信息傳遞到下一個(gè)路口時(shí)有可能有車(chē)中途駛出，不但信息不精確，而且更無(wú)法判斷到下一個(gè)路口的車(chē)輛具體停放在左轉(zhuǎn)、直行還是右轉(zhuǎn)。造成綠燈時(shí)間無(wú)法給出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)具有判斷和識(shí)別道路上各個(gè)車(chē)道等待通行的靜態(tài)車(chē)輛多少的功能，能根據(jù)東、西、南、北不同方向車(chē)輛情況靈活控制，在實(shí)時(shí)周期規(guī)定的控制時(shí)間內(nèi)，有車(chē)就亮綠燈，無(wú)車(chē)就亮紅燈；車(chē)多，綠燈時(shí)間就長(zhǎng)，車(chē)少綠燈時(shí)間就短，左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)也是根據(jù)車(chē)輛數(shù)量來(lái)給出綠燈時(shí)間。
概括的說(shuō)，機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其是利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)采集各個(gè)方向各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量多少和靜態(tài)車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度，并且根據(jù)各分車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度確定本路口各個(gè)分車(chē)道綠燈持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短和先后順序。
具體的說(shuō)，所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)采集本路口各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量和車(chē)輛靜態(tài)綜合占道長(zhǎng)度信息；(2)各車(chē)道車(chē)輛的數(shù)字信號(hào)和給定的標(biāo)準(zhǔn)單位車(chē)輛信息比較后輸出各車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度信息；(3)多車(chē)道對(duì)比后根據(jù)各車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)長(zhǎng)信息確定各個(gè)通行方向綠燈的持續(xù)時(shí)間和先后順序。
實(shí)現(xiàn)上述方法的的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛信息采集傳感器(1)、車(chē)輛信息轉(zhuǎn)換電路(2)、車(chē)輛信息中央處理電路(3)、時(shí)序控制器(4)、驅(qū)動(dòng)陣列(5)和紅綠燈顯示裝置(6)且依順序連接；所述的中央處理電路(3)包括圖像分析、圖像濾波及將濾波后的車(chē)輛信息按標(biāo)準(zhǔn)單位分解和分解后進(jìn)行識(shí)別并確定標(biāo)準(zhǔn)單位車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛占道長(zhǎng)度，隨后進(jìn)行圖像識(shí)別和數(shù)字列表。
所述的車(chē)輛信息采集傳感器為圖像采集傳感器或雷達(dá)目標(biāo)跟蹤傳感器，且采集的是關(guān)鍵幀視頻數(shù)據(jù)或相對(duì)距離信息。
所述的中央處理器包括圖像定標(biāo)電路、圖像分析與處理電路、信息儲(chǔ)存電路、時(shí)序控制運(yùn)算電路、比較電路和按序輸出電路。
所述的紅綠燈顯示裝置具有116-144路紅綠燈及倒計(jì)時(shí)燈狀態(tài)控制能力和顯示的功能。
所述的中央處理器具有實(shí)時(shí)變周期功能，即對(duì)綠信比、相位、相位差在同周期情況下可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)隨時(shí)變化，保持綠燈持續(xù)時(shí)間和車(chē)輛多少配合達(dá)到最佳狀態(tài)。
本發(fā)明由于利用傳感器采集十字路口不同方向各個(gè)車(chē)道(車(chē)輛處于不同車(chē)道決定了其去向)靜態(tài)車(chē)輛數(shù)量信息和綜合占道長(zhǎng)度，通過(guò)中央處理器及控制電路可以根據(jù)各個(gè)方向車(chē)輛多少以及車(chē)的占道長(zhǎng)度決定綠燈點(diǎn)亮的時(shí)間和順序，不僅所采集的車(chē)輛信息可以即時(shí)應(yīng)用于本路口紅綠燈的控制，而且完全實(shí)現(xiàn)不同方向綠燈持續(xù)時(shí)間和該車(chē)道車(chē)輛多少及車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，使得綠信比(綠燈持續(xù)時(shí)間與信號(hào)周期的比值)達(dá)到最佳位置?？朔爽F(xiàn)有交通信號(hào)控制機(jī)利用傳感器只是統(tǒng)計(jì)某一路口車(chē)輛流量而無(wú)法予測(cè)某一車(chē)輛去向和本路口信息無(wú)法利用到本路口的弊端。


圖1為本發(fā)明原理示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法流程圖。
圖3為為本發(fā)明中A/D轉(zhuǎn)換電路示意圖。
圖4為本發(fā)明中央處理器電路示意圖。
圖5為本發(fā)明驅(qū)動(dòng)電路圖。
具體實(shí)施例方式
附圖1-5給出了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其是利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)采集各個(gè)方向各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量多少和靜態(tài)車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度，并且根據(jù)各分車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度確定本路口各個(gè)分車(chē)道綠燈持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短和先后順序。所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)(根據(jù)路口大小確定具體距離)采集本路口各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量和車(chē)輛靜態(tài)綜合占道長(zhǎng)度信息；(2)各車(chē)道車(chē)輛的數(shù)字信號(hào)(以標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛長(zhǎng)度分解成單元車(chē)輛數(shù)量)和給定的標(biāo)準(zhǔn)單位車(chē)輛信息比較后輸出各車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度信息；(3)多車(chē)道對(duì)比后根據(jù)各車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)長(zhǎng)信息確定各個(gè)通行方向綠燈的持續(xù)時(shí)間和先后順序。
實(shí)現(xiàn)上述方法的的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛信息采集傳感器(1)、車(chē)輛信息轉(zhuǎn)換電路(2)、車(chē)輛信息中央處理電路(3)、時(shí)序控制器(4)、驅(qū)動(dòng)陣列(5)和紅綠燈顯示裝置(6)且依順序連接；所述的中央處理電路(3)包括圖像分析、圖像濾波及將濾波后的車(chē)輛信息按標(biāo)準(zhǔn)單位分解和分解后進(jìn)行識(shí)別并確定標(biāo)準(zhǔn)單位車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛占道長(zhǎng)度，隨后進(jìn)行圖像識(shí)別和數(shù)字列表。
所述的車(chē)輛信息采集傳感器為圖像采集傳感器或雷達(dá)目標(biāo)跟蹤傳感器，且采集的是關(guān)鍵幀視頻數(shù)據(jù)或相對(duì)距離信息。
所述的中央處理器包括圖像定標(biāo)電路、圖像分析與處理電路、信息儲(chǔ)存電路、時(shí)序控制運(yùn)算電路、比較電路和按序輸出電路。
所述的紅綠燈顯示裝置具有116-144路紅綠燈及倒計(jì)時(shí)燈狀態(tài)控制能力和顯示的功能。
所述的中央處理器具有實(shí)時(shí)變周期功能，即對(duì)綠信比、相位、相位差在同周期情況下可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)隨時(shí)變化，保持綠燈持續(xù)時(shí)間和車(chē)輛多少配合達(dá)到最佳狀態(tài)。
本發(fā)明的工作原理為由安裝在十字路口的圖像信息采集傳感器將采集的模擬信號(hào)經(jīng)由輸入系統(tǒng)將信號(hào)傳輸給A/D模、數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)(或采用一體化數(shù)字信號(hào)采集傳感器直接獲得車(chē)輛信息的數(shù)字信號(hào))，數(shù)字圖像信號(hào)從中央處理器的輸入端接入，一路視頻信號(hào)經(jīng)視頻放大、掃描、顯示、圖像定標(biāo)，另一路視頻信號(hào)經(jīng)關(guān)鍵幀抓拍電路選出最佳信號(hào)進(jìn)行灰度處理，再將處理后的灰度信號(hào)進(jìn)行灰度拉伸、邊緣提取、模板匹配、環(huán)境掃描對(duì)比、濾波、分解、二次處理、識(shí)別。將識(shí)別后的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，將存儲(chǔ)后的信號(hào)和另一路存儲(chǔ)信號(hào)進(jìn)一步合成，合成后的信號(hào)再次通過(guò)參數(shù)調(diào)整，使道路環(huán)境和識(shí)別結(jié)果協(xié)調(diào)到最佳狀態(tài)后進(jìn)行二次存儲(chǔ)列表并以函數(shù)形式打包，再由控制器調(diào)用函數(shù)給出相應(yīng)的紅綠燈信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)陣列放大后經(jīng)輸出系統(tǒng)傳輸給紅、綠燈和倒計(jì)時(shí)器達(dá)到終端顯示。
權(quán)利要求
1.機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)采集各個(gè)方向各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的瞬間數(shù)量多少或靜態(tài)車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度，并且根據(jù)各分車(chē)道車(chē)輛數(shù)量或/和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度確定本路口各個(gè)分車(chē)道綠燈持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短和先后順序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是按照以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30-200米范圍內(nèi)采集本路口各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量和靜態(tài)車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度信息；(2)各車(chē)道不同車(chē)輛的具體數(shù)量或運(yùn)算出車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度。(3)多車(chē)道對(duì)比后根據(jù)各車(chē)道不同的單元車(chē)輛數(shù)量或車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度信息，確定不同方向不同車(chē)道綠燈的持續(xù)時(shí)間和先后順序。
3.、根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是包括車(chē)輛信息采集傳感器(1)、車(chē)輛信息轉(zhuǎn)換器(2)、車(chē)輛信息中央處理器(3)、時(shí)序控制器(4)、驅(qū)動(dòng)陣列(5)和紅綠燈顯示裝置(6)且依順序連接；所述的中央處理器(3)包括圖像分析、圖像濾波將濾波后的車(chē)輛信息按標(biāo)準(zhǔn)單元分解、分解后進(jìn)行識(shí)別并確定標(biāo)準(zhǔn)單元車(chē)輛數(shù)量或車(chē)輛占道長(zhǎng)度，隨后按車(chē)輛數(shù)量或車(chē)輛占道長(zhǎng)度列表。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是所述的車(chē)輛信息采集傳感器為圖像采集傳感器或雷達(dá)目標(biāo)跟蹤傳感器，且采集的是關(guān)鍵幀視頻數(shù)據(jù)或相對(duì)距離信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是所述的中央處理器包括圖像定標(biāo)電路、圖像分析與處理電路、信息儲(chǔ)存電路、時(shí)序控制運(yùn)算電路、比較電路和驅(qū)動(dòng)輸出電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是所述的紅綠燈控制設(shè)備具有116-144路紅綠燈及倒計(jì)時(shí)狀態(tài)控制能力和驅(qū)動(dòng)終端大屏幕顯示的功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，其特征是所述的中央處理器具有實(shí)時(shí)變周期功能，即對(duì)綠信比、相位、相位差在同周期情況下可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)隨時(shí)變化，保持綠燈持續(xù)時(shí)間和車(chē)輛多少配合達(dá)到最佳狀態(tài)。
全文摘要
機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，屬于交通信號(hào)控制裝置。其是利用傳感器在十字路口距離停車(chē)線30－200米范圍內(nèi)采集各個(gè)方向各分車(chē)道靜態(tài)車(chē)輛的數(shù)量多少和靜態(tài)車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度，并且根據(jù)各分車(chē)道車(chē)輛數(shù)量和車(chē)輛綜合占道長(zhǎng)度確定本路口各個(gè)分車(chē)道綠燈持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短和先后順序。實(shí)現(xiàn)上述方法的的機(jī)器人紅綠燈控制系統(tǒng)，包括車(chē)輛信息采集傳感器(1)、車(chē)輛信息轉(zhuǎn)換電路(2)、車(chē)輛信息中央處理電路(3)、時(shí)序控制器(4)、驅(qū)動(dòng)陣列(5)和紅綠燈顯示裝置(6)且依順序連接。不僅所采集的車(chē)輛信息可以即時(shí)應(yīng)用于本路口紅綠燈的控制，而且完全實(shí)現(xiàn)不同方向綠燈持續(xù)時(shí)間和該車(chē)道車(chē)輛多少及車(chē)隊(duì)長(zhǎng)度相對(duì)應(yīng)，使得綠信比達(dá)到最佳位置。
文檔編號(hào)G08G1/08GK1818989SQ200510096290
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2005年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者支錄奎, 雷建平, 張魁武 申請(qǐng)人:寶雞市公安局