CN112017455A - 一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法 - Google Patents

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杨潇谊
王晓东
黄国勇
范玉刚
邹金慧
冯早
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Abstract

本发明涉及一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，属于智慧交通技术领域。本发明首先统计获取交通道路口的各道路的红灯时车辆排队长度，将主干道标识及其对应的排队长度存入主干道路口状态表中；通过摄像头采集图像，车辆排队长度测量模块测量其排队长度；若任一道路的排队长度大于预先设定的最大阈值，则查询主干道路口状态表，获取主干道路标识及其上下游相邻路口允许标识；若允许标识为“1”则进行协调联动控制，当A、B、C类排队长度均小于最小阈值时，结束联动控制。本发明能快速进行车辆拥堵监控，疏通道路车辆，避免交通瘫痪。

Description

一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法
技术领域
本发明涉及一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，属于智慧交通技术领域。
背景技术
随着城市车辆数量的快速增加，车辆与道路的矛盾日益突出，交叉口的瓶颈效应更加突出。在十字路口设置交通灯可以对交通进行有效的疏通，并为行人的安全提供了有利的保障。因此交通灯控制在日常生活中越来越重要。但传统的交通信号控制方案存在明显的不足。因为控制时间是预先设定好的，无论实时交通流情况如何都无法进行自主调节。这一弱点导致了智能地解决交通拥堵问题的失败。现有技术通常是对一个路口的交通灯进行单独控制，而现今城市交通中，每个相邻的道路的交通状况通常是相互关联相互影响的，单独控制仅考虑到一条道路的交通状况，想要缓解整个城市的交通拥堵情况还是杯水车薪。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，既能保证当前持续时间，又能根据实时交通状况优先考虑某些车道，通过检测红灯时各道路车辆排队长调节交通灯时长，有效缓解拥堵路***通状况，解决上述问题。
本发明的技术方案是：一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，具体步骤为：
Step1：统计获取与一个道路路口相邻的各条道路的红灯时的排队长度，并将与主干道相对应的排队长度按主干道标识存入到主干道路口状态表中。
Step2：进行预处理，提取ROI，获取车辆信息，计算得到车辆排队长度，具体为：
Step2.1：利用处理器从摄像头捕获视频中截取图像，进行一系列预处理，包括：灰度化处理、图像平滑处理、图像配准处理。
Step2.2：获取ROI，即感兴趣区域，该区域要包含待处理的图像且只包含一条车道，将车辆停止线设为起始处，将最大阈值设为终点处。由于车道线边缘处灰度梯度变化较大所以获取的ROI不可包含白色车道线，否则会影响像素统计。
Step2.3：利用车辆排队长度检测模块进行队列长度的确定，确定车辆排队终点后，可得二维图像上的排队长度进而计算实际车辆排队长度。
Step3：将各条道路的排队长度分别与最大阈值作比较，当获取到的该道路口的任意一条道路的排队长度大于最大阈值，则判定该条道路口拥堵，查询该道路口的主干道路口状态表获取主干道的标识，以及其上下游相邻道路口的允许标识，当该路口的主干道的上下游相邻道路口的允许标识的逻辑值均为“1”，则确定允许主干道及其上下游相邻道路口协调联动控制。
优选的，将最大阈值设为75米，这一取值范围既可以避免在道路不是很拥堵时便开始调节交通灯时间，又可以在道路发生拥堵时及时的调整交通灯时间，避免交通状况恶化。
Step4：通过查询该道路口的主干道路口的状态表，获取与主干道标识对应的A类排队长度及A类绿灯时长，该主干道上游相邻路口的B类排队长度及B类绿灯时长，下游相邻路口的C类排队长度及C类绿灯时长，根据确定的A、B、C类排队长度对及A、B、C类绿灯时长对交通灯进行协调联动控制。
其中，主干道路口状态表中记录的内容包括：与该道路口相连的各个道路序号；该路口连接的每条路是否为主干道的标识；与主干道相邻的上下游路口的标识，及是否允许协调联动控制的允许标识；该路口的A、B、C类绿灯时长。
所述Step4具体为：
根据式(1)计算主干道上的拥堵道路交通路口的绿灯通行时间T：
Figure BDA0002684963700000021
式(1)中，L1为A类排队长度，L2为B类排队长度，L3的为C类排队长度，L为拥堵临界排队长度，t1为所确定的拥堵的道路交通路口主干道上的原始的A类绿灯时长，t2为主干道的上游相邻路口原始的B类绿灯时长，t3为主干道的下游相邻路口原始的C类绿灯时长。
根据确定的绿灯时长控制拥堵交通路口其上下游相邻路口的主干道上的绿灯时长。
在对主干道方向上的道路口、上游相邻路口、下游相邻路口的绿灯时长完成协调联动控制后，若各条道路的排队长度均小于最小阈值，则结束协调联动控制，所述最小阈值为25米。
所述拥堵临界排队长度L为50米。
本发明的有益效果是：在一条道路路口排队过长发生拥堵时，总能根据该道路路口的排队长度以及其主干道的相邻的上下游路口的排队长度共同调节主干道上三个相邻路口的绿灯时长，大大减少车辆通行及排队时间，降低潜在的大规模车辆拥堵的可能性，有效缓解交通压力。
附图说明
图1是本发明实施例中的信号灯控制装置结构示意图；
图2是本发明的步骤流程图；
图3是本发明实施例中道路路口的标识示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1：首先在交通路口设置一个信号灯控制装置，如图1所示，包括车辆排队长度检测模块10、信号灯调节模块20、存有主干道路口状态表的存储单元30。
车辆排队长度检测模块10接受来自安装在道路上的摄像头传送来的图像信息。检测模块10通过图像信息测量计算排队长度，并将该条道路的排队长度根据该条道路的序号存储到主干道状态表30中。当获取到任意一条道路的排队长度大于预先设定的最大阈值时，则确定该道路拥堵，将排队长度送到信号灯调节模块20，信号灯调节模块20查询该道路口状态表30获取主干道标识以及与其相邻的上下游路口的允许标识。若允许，信号灯调节模块20查询该道路口状态表30，获取与该道路口的主干道标识对应的A类排队长度及A类绿灯时长，上游相邻路口的B类排队长度及B类绿灯时长，下游相邻路口的C类排队长度及C类绿灯时长进行协调联动控制。当所有道路的排队长度均小于最小阈值时,信号灯调节模块将A、B、C类绿灯时间调节到原始值。
如图2所示，一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，具体步骤为：
Step1：统计获取与一个道路路口相邻的各条道路的红灯时的排队长度，并将与主干道相对应的排队长度按主干道标识存入到主干道路口状态表中。
Step2：进行一系列预处理，提取ROI，获取车辆信息，计算得到车辆排队长度。
Step3：将各条道路的排队长度与分别与最大阈值作比较，若任意一条道路的排队长度大于最大阈值，则确定该条道路口拥堵，则继续Step4，否则返回Step1。优选的，将最大阈值设为75米，这一取值范围既可以避免在道路不是很拥堵时便开始调节交通灯时间，又可以在道路发生拥堵时及时的调整交通灯时间，避免交通状况恶化。
Step4：查询该道路路口的主干道路口状态表，获取主干道标识以及与其相邻的上下游路口的允许标识。
Step5：根据获取到的允许标识判断是否允许进行协调联动控制。若获取的逻辑值为“1”则确定为允许，继续进行Step6，若获取的逻辑值为“0”则确定为不允许，返回Step1。
根据确定的与主干道标识对应的A类排队长度及A类绿灯时长，该主干道上游相邻路口的B类排队长度及B类绿灯时长，下游相邻路口的C类排队长度及C类绿灯时长进行协调联动控制。
Step6：在完成Step5的协调联动控制后，进行判断各道路的排队长度是否小于最小阈值，若均小于最小阈值则将各道路的绿灯时间调整为原始值，结束协调联动控制。否则返回Step1。
如图3所示，本发明的道路路口的示意图。其中主干道路口为A，上游路口为B，下游路口为C(由东向西走向车辆)。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，其特征在于：
Step1：统计获取与一个道路路口相邻的各条道路的红灯时的排队长度，并将与主干道相对应的排队长度按主干道标识存入到主干道路口状态表中；
Step2：进行预处理，提取ROI，获取车辆信息，得到车辆排队长度；
Step3：将各条道路的排队长度分别与最大阈值作比较，当获取到的该道路口的任意一条道路的排队长度大于最大阈值，则判定该条道路口拥堵，查询该道路口的主干道路口状态表获取主干道的标识，以及其上下游相邻道路口的允许标识，当该路口的主干道的上下游相邻道路口的允许标识的逻辑值均为“1”，则确定允许主干道及其上下游相邻道路口协调联动控制；
Step4：通过查询该道路口的主干道路口的状态表，获取与主干道标识对应的A类排队长度及A类绿灯时长，该主干道上游相邻路口的B类排队长度及B类绿灯时长，下游相邻路口的C类排队长度及C类绿灯时长，根据确定的A、B、C类排队长度对及A、B、C类绿灯时长对交通灯进行协调联动控制。
2.根据权利要求1所述的应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，其特征在于所述Step4具体为：
根据式(1)计算主干道上的拥堵道路交通路口的绿灯通行时间T：
Figure FDA0002684963690000011
式(1)中，L1为A类排队长度，L2为B类排队长度，L3的为C类排队长度，L为拥堵临界排队长度，t1为所确定的拥堵的道路交通路口主干道上的原始的A类绿灯时长，t2为主干道的上游相邻路口原始的B类绿灯时长，t3为主干道的下游相邻路口原始的C类绿灯时长；
根据确定的绿灯时长控制拥堵交通路口其上下游相邻路口的主干道上的绿灯时长；
在对主干道方向上的道路口、上游相邻路口、下游相邻路口的绿灯时长完成协调联动控制后，若各条道路的排队长度均小于最小阈值，则结束协调联动控制，所述最小阈值为25米。
3.根据权利要求1所述的应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，其特征在于：所述最大阈值为75米。
4.根据权利要求2所述的应用于智慧交通中的智能交通灯协调控制方法，其特征在于：所述拥堵临界排队长度L为50米。
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