CN110827549A - 一种智能交通控制*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种智能交通控制***，包括：电感式传感器和PLC可编程控制器；电感式传感器用于获取道路路口的车流量信号，并将车流量信号发送给所述PLC可编程控制器；PLC可编程控制器用于获取道路路口的车流量信号，并根据道路路口的车流量信号实时改变交通灯的运作时间。本申请通过对获取的道路路口的车流量信息，对交通信号灯进行控制，实现了交通信号灯能根据实时的车流量自适应改变交通灯的工作状态，有效缓解交通拥堵压力；违章记录***能够对冲红灯等违章车辆进行自动记录，提高了交通处罚的效率，降低了人力成本。

Description

一种智能交通控制***

技术领域

本申请涉及交通控制技术领域，尤其涉及一种智能交通控制***。

背景技术

《道路交通与道路标志信号协定》中对交通灯信号所代表的意义作出了统一的规范标准，其中，绿色信号灯代表可以直接通行无须等待，如果前方没有进行标志，当绿色信号灯亮起车道的车辆直行，左转，右转均被允许。行人和直行车辆可以优先通行，当遇到右转弯的车辆时，红色信号灯代表停止，此时车辆和行人均被禁止通行。当黄色交通信号等亮起时，车辆必须慢性或者停下等待红灯结束。正是因为交通灯的出现和推广使用，道路拥堵的情况得到了有效的解决，交通拥堵情况有所缓解。随着人们物质生活越来越丰富，私家车，小汽车数量不断增加，原有的定时控制循环交通信号灯已经无法满足道路交通状况的变化。而且对冲红灯，超速等违章记录也依靠人工，大大降低了效率。

发明内容

本申请实施例提供了一种智能交通控制***，通过实时调节交通指示灯的运作时间来缓解交通拥堵情况，降低人力物力成本。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种智能交通控制***，所述***包括：电感式传感器和PLC可编程控制器；

所述电感式传感器用于获取道路路口的车流量信号，并将所述车流量信号发送给所述PLC可编程控制器；

所述PLC可编程控制器用于获取道路路口的车流量。

可选的，还包括外部控制电路，所述外部控制电路用于获取车辆经过电感式传感器时产生的电流脉冲感应信号，并将所述电流脉冲感应信号转换成电平脉冲信号进行输出，并将电平脉冲的脉冲计数即可完成对车流量的检测和计数。

可选的，所述外部控制电路包括信号源输入电路、比较鉴别信号输入电路以及标准电压脉冲电路；

所述信号源输入电路用于输出正弦信号或者余弦信号，并将输出的所述正弦信号或者余弦信号输入到比较鉴别信号输入电路；

所述比较鉴别信号输入电路用于将所述电流脉冲感应信号转换成标准脉冲信号；

所述标准电压脉冲电路用于将所述标准脉冲信号作为控制输入信号输入到所述PLC可编程控制器。

可选的，还包括：违章记录模块，所属违章记录模块用于获取获取经过车辆的图像，根据图像分析车辆是否违章，并获取所述图像中车辆的车牌信息。

可选的，所述违章记录模块包括图像获取模块，所述图像获取模块用于对经过的车辆进行连续抓拍，获取包含车辆车牌信息的高清图像。

可选的，所述违章记录模块还包括车辆检测模块；

所述车辆检测模块用于定位所述图像中的车牌，并对车牌进行字符分割，对分割后的字符进行字符识别从而识别出所述图像中的车牌信息。

可选的，所述车辆检测模块包括:

预处理模块，所述预处理模块用于对所述图像进行预处理，使得所述图像能够被清晰的识别。

可选的，所述车辆检测模块还包括:

车牌定位模块，所述车牌定位模块用于对经过预处理的所述图像上进行行列扫描，通过行扫描确定在列方向上含有车牌线段的候选区域，确定该区域的起始行坐标和高度，然后对该区域进行列扫描确定其列坐标和宽度，由此确定一个车牌区域。

可选的，所述车辆检测模块还包括:

字符分割模块，所述字符分割模块用于对定位车牌后的所述图像进行字符的分割，进一步精确字符的区域。

可选的，所述车辆检测模块还包括:

字符识别模块，所述字符识别模块用于通过基于人工神经网络的算法提取所述字符的特征，并用获得的所述特征来训练神经网络分配器进行判别，识别出输入的字符图像，输出车牌号码。

从以上技术方案可以看出，本申请实具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种智能交通控制***，电感式传感器和PLC可编程控制器；电感式传感器用于获取道路路口的车流量信号，并将车流量信号发送给所述PLC可编程控制器；PLC可编程控制器用于获取道路路口的车流量信号，并根据道路路口的车流量信号实时改变交通灯的运作时间。

本申请通过对获取的道路路口的车流量信息，对交通信号灯进行控制，实现了交通信号灯能根据实时的车流量自适应改变交通灯的工作状态，有效缓解交通拥堵压力；违章记录***能够对冲红灯等违章车辆进行自动记录，提高了交通处罚的效率，降低了人力成本。

附图说明

图1为本申请一种智能交通控制***的一个实施例的***架构图；

图2为本申请一种智能交通控制***的另一个实施例的***架构图；

图3为本申请一种智能交通控制***中采用车辆外部控制电路检测车经过的原理图；

图4为本申请一种智能交通控制***中的车辆外部控制电路的示意图；

图5为本申请一种智能交通控制***中的违章记录模块的结构示意图。

具体实施方式

本申请通过对获取的道路路口的车流量信息，对交通信号灯进行控制，实现了交通信号灯能根据实时的车流量自适应改变交通灯的工作状态，有效缓解交通拥堵压力；违章记录***能够对冲红灯等违章车辆进行自动记录，提高了交通处罚的效率，降低了人力成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请实施例中信息处理***架构图，如图1所示，图1中包括：

电感式传感器101和PLC可编程控制器102。

电感式传感器101用于获取道路路口的车流量信号，并将车流量信号发送给PLC可编程控制器102。

需要说明的是，当车辆经过电感式传感器101所在的路口时，电感式传感器获取到车辆经过的感应脉冲信号，可以将得到的感应脉冲信号经过必要的处理，例如将感应脉冲信号转换成电平脉冲信号，再将电平脉冲信号传输至PLC可编程控制器102。

PLC可编程控制器102用于获取道路路口的车流量信号，并根据道路路口的车流量信号实时改变交通灯的运作时间。

需要说明的是，PLC可编程控制器102接收到脉冲信号之后，可以将其进行分析计算，从而得到道路路口的车流量信号，因而获取到南北向以及东西向的车流量，再根据南北向以及东西向的车流量多少对南北向以及东西向的交通指示灯的运作时间进行控制，例如，如果东西向的车流量较大，南北向车流量较小，则控制东西向的红灯持续时间减少，绿灯时间增加；如果东西向的车流量较小，南北向车流量较大，则控制南北向的红灯持续时间减少，绿灯时间增加。

本申请通过对获取的道路路口的车流量信息，对交通信号灯进行控制，实现了交通信号灯能根据实时的车流量自适应改变交通灯的工作状态，有效缓解交通拥堵压力；违章记录***能够对冲红灯等违章车辆进行自动记录，提高了交通处罚的效率，降低了人力成本。

为了便于理解，请参阅图2，图2为本申请一种智能交通控制***的另一个实施例的***架构图，如图2所示，具体包括：

电感式传感器201、外部控制电路202以及PLC可编程控制器203。

电感式传感器201用于获取道路路口的感应脉冲信号。

需要说明的是，当车辆经过电感式传感器201所在的路口时，电感式传感器获取到车辆经过的感应脉冲信号，之后可以将得到的感应脉冲信号经过必要的处理，例如将感应脉冲信号转换成电平脉冲信号，再将电平脉冲信号传输至PLC可编程控制器203。

外部控制电路202，用于获取车辆经过电感式传感器时产生的电流脉冲感应信号，并将电流脉冲感应信号转换成电平脉冲信号进行输出，并将电平脉冲的脉冲计数即可完成对车流量的检测和计数。

需要说明的是，外部控制电路202可以对电感式传感器201中获取到的电流脉冲感应信号进行转换，将其转换成电平脉冲信号进行输出，输出到PLC可编程控制器203中，完成对车流量的检测和计数。采用车辆外部控制电路检测车经过的原理图如图3所示，其具体检测原理为：在电感式传感器的两侧接上一个灵敏度适合的电流检测电路，当车辆经过电感式传感器的时候，电流检测电路将电流脉冲输出形成电平脉冲，通过对电平脉冲的脉冲计数即可完成对车流量的经检测和计数。

在一种具体的实施方式中，如图4所示，外部控制电路202包括信号源输入电路、比较鉴别信号输入电路以及标准电压脉冲电路。

信号源输入电路用于输出正弦信号或者余弦信号，并将输出的正弦信号或者余弦信号输入到比较鉴别信号输入电路。

所述比较鉴别信号输入电路用于将所述电流脉冲感应信号转换成标准脉冲信号。

所述标准电压脉冲电路用于将所述标准脉冲信号作为控制输入信号输入到所述PLC可编程控制器。

需要说明的是，在一种具体的实施方式中，信号源输入电路输出60khz的正弦信号源，当汽车经过电感式传感器时，感应线圈产生感应电流，电流检测电路检测到电流脉冲，将电流脉冲感应信号输入到比较鉴别信号输入电路中，比较鉴别信号输入电路中将电流脉冲感应信号转换成标准脉冲信号输入到标准电压脉冲电路中，标准电压脉冲电路将标准脉冲信号作为控制输入信号输入到所述PLC可编程控制器。

PLC可编程控制器203用于获取道路路口的车流量信号，并根据道路路口的车流量信号实时改变交通灯的运作时间。

需要说明的是，PLC可编程控制器203接收到脉冲信号之后，可以将其进行分析计算，从而得到道路路口的车流量信号，因而获取到南北向以及东西向的车流量，再根据南北向以及东西向的车流量多少对南北向以及东西向的交通指示灯的运作时间进行控制，例如，如果东西向的车流量较大，南北向车流量较小，则控制东西向的红灯持续时间减少，绿灯时间增加；如果东西向的车流量较小，南北向车流量较大，则控制南北向的红灯持续时间减少，绿灯时间增加。

在一种具体的实施方式中，在常态状态下的交通灯循环运行时间为：

南北车道 绿 27S 黄3S 红 30S

东西车道 红 30S 黄3S 绿 27s

东西方向绿灯亮起27s，南北方向红灯亮起30s，27s后东西方向的绿灯熄灭，东西方向黄灯亮起并保持3s，此时南北方向的红灯继续工作；3s过后，东西方向的黄灯熄灭，东西方向的红灯亮起并保持30s；南北方向的绿灯亮起并保持27s，27s后南北方向的绿灯熄灭，南北方向的黄灯亮起并保持3s，此时东西方向的红灯继续保持工作；3s过后，南北方向绿灯亮起，东西方向的红灯亮起，常态下交通灯的一个工作周期结束，下一个工作周期开始运行，如此的循环往复的工作。

采用本申请的方案后：

1、出现南北向拥堵

在南北拥堵，东西方向车流量较少的情况下，通过plc智能调节南北，东西方向的交通灯时长，适当地给予南北方向的绿灯时长增长，南北方向红灯时长减短，东西方向由于车流量相对较少，其红灯的时长适当增加，绿灯时长适当的减少从而有效地缓解十字路口南北方向的拥堵情况。

南北拥堵的状态下交通灯的循环控制方案为：

南北车道 绿 42S 黄3S 红 15S

东西车道 红 45S 黄3S 绿 12s

南北方向绿灯亮起并保持42s的通行时长，东西方向的红灯亮起并保持45s的红灯等待时长，南北绿灯亮起42s后熄灭，南北黄灯亮起3s，此时东西方向的红灯继续保持工作；3s过后南北方向的黄灯熄灭，南北红灯亮起并保持工作15s，东西方向的红灯熄灭，东西方向绿灯亮起并保持工作12s；东西方向绿灯运行12s后熄灭，东西方向黄灯亮起3s，此时南北方向红灯继续保持工作；3s后，东西方向的黄灯熄灭，东西方向红灯亮起，南北方向的红灯熄灭，南北方向绿灯亮起，至此，南北拥堵状态下，交通灯控制***的一个工作周期结束，下一个工作周期开始运行。若十字路口道路交通的情况一直保持南北拥堵的情况，该南北拥堵的交通灯控制方案将一直循环往复地工作直到南北方向的拥堵情况有所改善才结束。

2、出现东西向拥堵

在东西方向拥堵，南北方向车流较少的情况下，通过PLC智能调节十字路口东西，南北两个方向的交通灯工作变换时长，适当地给予东西方向绿灯时长增长，东西方向红灯时长减短，南北方向由于车流量相对较少，其红灯时长适当的增加，绿灯时长适当地减少，从而有效地缓解十字路口南北方向的拥堵情况。

东西拥堵的状态下交通灯的循环控制方案为：

南北车道 绿 12S 黄3S 红 45S

东西车道 红 15S 黄3S 绿 42s

东西方向绿灯亮起并保持42s的通行时长，南北方向的红灯亮起并保持45s的红灯等待时长，东西绿灯亮起42s后熄灭，东西黄灯亮起3s，此时南北方向的红灯继续保持工作；3s过后东西方向的黄灯熄灭，东西红灯亮起并保持工作15s，南北方向的红灯熄灭，南北方向绿灯亮起并保持工作12s；南北方向绿灯运行12s后熄灭，南北方向黄灯亮起3s，此时东西方向红灯继续保持工作；3s后，南北方向的黄灯熄灭，南北方向红灯亮起，东西方向的红灯熄灭，东西方向绿灯亮起，至此，东西拥堵状态下，交通灯控制***的一个工作周期结束，下一个工作周期开始运行。若十字路口道路交通的情况一直保持东西拥堵的情况，该东西拥堵的交通灯控制方案将一直循环往复地工作直到东西方向的拥堵情况有所改善才结束。

如图5所示，本申请还包括违章记录模块301，所述违章记录模块301包括图像获取模块3011以及车辆检测模块，其中车辆检测模块具体包括：预处理模块3012、车牌定位模块3013、字符分割模块3014以及字符识别模块3015。

其中，图像获取模块3011用于对经过的车辆进行连续抓拍，获取包含车辆车牌信息的高清图像。

需要说明的是，可以在交通信号灯上方设置高清摄像头，在红灯等待时间，对路口的车辆进行连续抓拍，从而对车辆违章行为进行实时、不间断记录、采集，并将采集的图像保存至后端用于识别车辆信息。

预处理模块3012，用于对图像进行预处理，使得图像能够被清晰的识别。

需要说明的是，由于在摄像时的光照条件，牌照的整洁程度，摄像机的状态(焦距，角度和镜头的光学畸变)，以及车速的不稳定等因素都会不同程度的影响图像效果，出现图像模糊，歪斜或缺损，车牌字符边界模糊不清，细节不清，笔画断开，粗细不均等现象，从而影响车牌区域的分割与字符识别的工作。因此，在识别之前可以对采集到的的图像进行预处理。其具体的预处理操作可以包括RGB彩色图像的灰度化、灰度图的二值化、倾斜校正等。

车牌定位模块3013，用于对经过预处理的图像上进行行列扫描，通过行扫描确定在列方向上含有车牌线段的候选区域，确定该区域的起始行坐标和高度，然后对该区域进行列扫描确定其列坐标和宽度，由此确定一个车牌区域。

需要说明的是，可以应用纹理特征分析定位算法，在经过预处理之后的灰度图像上进行行列扫描，通过行扫描确定在列方向上含有车牌线段的候选区域，确定该区域的起始行坐标和高度，然后对该区域进行列扫描确定其列坐标和宽度，由此确定一个车牌区域。通过这样的算法可以对图像中的所有车牌实现定位。

字符分割模块3014，用于对定位车牌后的图像进行字符的分割，进一步精确字符的区域。

需要说明的是，在图像中定位出车牌区域后，通过灰度化、灰度拉伸、二值化、边缘化等处理，可以进一步精确定位字符区域，再根据字符尺寸特征提出动态模板法进行字符分割，可以将字符大小进行归一化处理，从而将车牌上的字符分割开来。

字符识别模块3015，用于通过基于人工神经网络的算法提取字符的特征，并用获得的特征来训练神经网络分类器进行判别，识别出输入的字符图像，输出车牌号码。

需要说明的是，可以将分割好的字符基于人工神经网络的算法先对字符进行特征提取，然后用所获得特征来训练神经网络分类器判别，就可以识别出输入的字符图像，输出车牌号码。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本申请中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能交通控制***，其特征在于，包括：电感式传感器和PLC可编程控制器；

所述电感式传感器用于获取道路路口的车流量信号，并将所述车流量信号发送给所述PLC可编程控制器；

所述PLC可编程控制器用于获取道路路口的车流量信号，并根据所述道路路口的车流量信号实时改变交通灯的运作时间。

2.根据权利要求1所述的智能交通控制***，其特征在于，还包括：

外部控制电路，所述外部控制电路用于获取车辆经过所述电感式传感器时产生的电流脉冲感应信号，并将所述电流脉冲感应信号转换成标准脉冲信号进行输出，并将电平脉冲的脉冲计数即可完成对车流量的检测和计数。

3.根据权利要求2所述的智能交通控制***，其特征在于，所述外部控制电路包括信号源输入电路、比较鉴别信号输入电路以及标准电压脉冲电路；

所述信号源输入电路用于输出正弦信号或者余弦信号，并将输出的所述正弦信号或者余弦信号输入到所述比较鉴别信号输入电路；

所述比较鉴别信号输入电路用于将所述电流脉冲感应信号转换成所述标准脉冲信号；

所述标准电压脉冲电路用于将所述标准脉冲信号作为控制输入信号输入到所述PLC可编程控制器。

4.根据权利要求1所述的智能交通控制***，其特征在于，还包括：

违章记录模块，所属违章记录模块用于获取经过车辆的图像，根据所述图像分析车辆是否违章，并获取所述图像中车辆的车牌信息。

5.根据权利要求4所述的智能交通控制***，其特征在于，所述违章记录模块包括图像获取模块，所述图像获取模块用于对经过的车辆进行连续抓拍，获取包含车辆车牌信息的高清图像。

6.根据权利要求4所述的智能交通控制***，其特征在于，所述违章记录模块还包括车辆检测模块；

所述车辆检测模块用于定位所述图像中的车牌，并对车牌进行字符分割，对分割后的字符进行字符识别从而识别出所述图像中的车牌信息。

7.根据权利要求6所述的智能交通控制***，其特征在于，所述车辆检测模块包括:

预处理模块，所述预处理模块用于对所述图像进行预处理，使得所述图像能够被清晰的识别。

8.根据权利要求7所述的智能交通控制***，其特征在于，所述车辆检测模块还包括:

车牌定位模块，所述车牌定位模块用于对经过预处理的所述图像上进行行列扫描，通过行扫描确定在列方向上含有车牌线段的候选区域，确定所述候选区域的起始行坐标和高度，然后对所述候选区域进行列扫描确定列坐标和宽度，由此确定一个车牌区域。

9.根据权利要求8所述的智能交通控制***，其特征在于，所述车辆检测模块还包括:

字符分割模块，所述字符分割模块用于对定位车牌后的所述图像进行字符的分割，进一步精确字符的区域。

10.根据权利要求9所述的智能交通控制***，其特征在于，所述车辆检测模块还包括:

字符识别模块，所述字符识别模块用于通过基于人工神经网络的算法提取所述字符的特征，并用获得的所述特征来训练神经网络分类器进行判别，识别出输入的字符图像，输出车牌号码。

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