CN204904585U - 一种高清视频一体机、交通信号机及基于视觉传感的交通信号控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高清视频一体机、交通信号机及基于视觉传感的交通信号控制***，其中，所述高清视频一体机包括：信息获取单元，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；车辆检测单元，用于根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；参数获取单元，用于根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；信息发送单元，用于将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯。采用本实用新型不但提高了当前道路各个车道车辆行驶状态统计精度，还提高了交通信号灯的控制精度。

Description

一种高清视频一体机、交通信号机及基于视觉传感的交通信号控制***

技术领域

本实用新型涉及智能交通技术领域，特别涉及一种高清视频一体机、交通信号机及基于视觉传感的交通信号控制***。

背景技术

随着中国城市化步伐不断加快，城市交通总体规模也随之越来越大，城市道路交通设施的发展与日益膨胀的城市机动车数量的矛盾更加突出。如何有效缓解日益拥堵的城市交通环境以及由此而导致的社会问题，成为当前城市交通管理亟待解决的事情。

目前，城市交通信号灯的控制方式包括：固定配时，基于地感线圈车辆探测方式，基于地磁感应方式和正向宽束微波探测方式等。例如：基于地感线圈车辆探测方式为了可以实时有效的调节交通拥堵情况，通常是在车辆排队长度较长的方向优先放行，或者延长该方向的绿灯放行时间。为了实时有效的提高交通信号灯的调节估计准确度，现有控制交通信号灯的控制方式是，通过在交通信号灯周围的每个方向的每车道中的不同距离埋设多个地感线圈，由该地感线圈实时检测当前车道的车流量，车速等当前车道的车辆行驶状态，并将所述车辆行驶状态实时发送回交通信号灯处理器，由所述交通信号灯根据所述对应车道的车辆行驶状态，调节控制交通信号灯。

因此，在发明人设计交通信号灯的控制过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：

现有交通信号灯的控制方式在进行交通信号灯控制的过程中，由于都采用的是单车道检测车辆行驶状态，使得车辆行驶状态统计精度不高，从而造成交通信号灯的控制精度低。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一方面，本实用新型提供了一种高清视频一体机，包括：

信息获取单元，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；

车辆检测单元，用于根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；

参数获取单元，用于根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；

信息发送单元，用于将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯。

另一方面，本实用新型提供了一种交通信号机，包括：

信息接收单元，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；

信息确定单元，用于根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；

信息发送单元，用于发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯。

再一方面，本实用新型还提供了一种基于视觉传感的交通信号控制***，包括：如上任意一项所述高清视频一体机，如上任意一项所述交通信号机，后台服务器和交通信号灯；

所述高清视频一体机，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯；

所述交通信号机，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯；

所述后台服务器，用于向所述交通信号机发送交通信号灯控制指示信号；

所述交通信号灯，用于根据所述交通信号机发送的确定当前道路的交通信号灯通过时间，控制交通信号灯的通过时间。

本实用新型的技术方案通过高清视频一体机，当前道路的车辆进行实时检测，并获取交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，并将所述交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息发送给交通信号灯控制进行动态控制交通信号的通过时间，且还可以通过将所述交通信号参数发送给后台服务器，从而实现交通信号灯智能的单点控制、主干道控制和区域控制。通过本实用新型技术方案可以通过高清视频一体机同时对当前道路各个车道的车辆进行实时检测，并通过实时发送给交通信号机以及后台服务器，进行实时交通信号灯的通过时间控制，从而提高了当前道路各个车道的车辆行驶状态统计精度，进一步也提高了交通信号灯的控制精度。与现有技术通过地面施工设置基于地感线圈车辆探测方式与基于地磁感应方式相比，本实用新型技术方案实施方式不但降低了施工成本，而且还降低了后期维护成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种高清视频一体机结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种交通信号机结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种基于视觉传感的交通信号控制***结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种高清视频一体机视频检测范围示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1为本实用新型实施例提供的一种高清视频一体机结构示意图；该高清视频一体机包括：

信息获取单元201，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；

车辆检测单元202，用于根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；

参数获取单元203，用于根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；

信息发送单元204，用于将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯。

需要说明的是，所述参数获取单元具体包括：

特征信息获取子单元，用于根据所述视频图像，获取车辆特征信息，确定当前通过车辆；

定位跟踪子单元，用于通过多目标定位和跟踪车辆技术，确定所述当前道路各个车道的当前通过车辆位置，并进行跟踪处理；

参数获取子单元，用于根据所述各个车辆的位置信息以及跟踪状态信息，获取对应车辆所在道路的交通信号参数。

还需要说明的是，所述参数获取单元还包括：

预设子单元，用于预设至少一个视频检测线圈；

判断子单元，用于判断所述检测到的当前道路的车辆是否通过所述视频检测线圈；

所述参数获取子单元，还用于如果所述车辆通过所述视频检测线圈，则获取所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息。

还需要说明的是，所述信息发送单元，用于发送所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息给所述交通信号机，以便所述交通信号机调整当前道路交通信号灯。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的一种交通信号机结构示意图；该交通信号机包括：

信息接收单元401，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；

信息确定单元402，用于根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；

信息发送单元403，用于发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯。

需要说明是，所述交通信号机还包括：

预设单元，用于预设交通信号灯的最长通过时间及最短通过时间；

所述信息确定单元具体用于当未接收到所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，和/或，所述后端服务器发送的交通信号灯控制指示信号，则确定当前道路的交通信号灯通过时间为最短通过时间；当接收到所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，按照预设规则确定的当前道路的交通信号灯通过时间超过最长通过时间，则确定当前道路的交通信号灯通过时间为最长通过时间。

还需要说明是，所述交通信号机还包括：

所述信息接收单元，还用于接收后端服务器发送的交通信号灯控制指示信号；

所述信息确定单元，还用于根据所述交通信号灯控制指示信号，确定当前道路的交通信号灯通过时间。

如图3所示，为本实用新型实施例提供的一种基于视觉传感的交通信号控制***结构示意图；该***包括：高清视频一体机501，交通信号机502，后台服务器503和交通信号灯504；

所述高清视频一体机，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯；

所述交通信号机，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯；

所述后台服务器，用于向所述交通信号机发送交通信号灯控制指示信号；

所述交通信号灯，用于根据所述交通信号机发送的确定当前道路的交通信号灯通过时间，控制交通信号灯的通过时间。

基于以上实施例，对本实用新型工作原理进行详细说明；

首先，对所述高清视频一体机获取交通信号参数的具体原理进行详细说明；具体为：所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；

其中，所述各个车道的车流量具体获取过程为：

所述当前道路的各个车道的车流量通过多目标定位和跟踪车辆技术，统计单位时间内通过相应车道的车辆数目，可以对该路口通行车辆进行统计分析，按照需求进行不同周期的数据统计和汇总，并可以生成参数统计分析报表。各个车道的车流量的具体参数内容可以包括：车流量、平均速度、占有率、车型、车道编号、行驶方向、车牌号码、车身颜色等。

所述车辆排队长度具体获取过程为：

通过多目标定位和跟踪车辆技术，确定所述当前道路各个车道的当前通过车辆位置，并进行跟踪处理，通过对车辆检测及跟踪，获取当前道路各个车道的车辆排队长度。依次类推，交通信号灯的各个方向，都可以通过各自方向的高清视频一体机进行信息获取及分析，并将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯。

所述平均车速的获取过程如下：

所述高清视频一体机通过对获取的视频图像进行标定，获取一段时间内车道中车辆的平均速度。具体可以通过以下手段进行平均速度测算：所述高清视频一体机在车辆监控视频标准信号中连续采集到的两帧图像，通过两帧图像中的对应点、对应线及对应块的位移大小及对应相机的帧率推算出该车辆的车速，从而进一步计算出每个车道的平均车速。

所述平均排队等待时间的获取过程如下：

1)所述高清视频一体机检测其视频检测范围内每个车辆平均速度；

2)所述高清视频一体机的视频检测范围的区域长度除以所述车辆平均速度，得出每个车辆通过所述视频检测范围的区域长度的时间；

3)预设周期内所有车辆通过所述视频检测范围的区域长度的时间之和，取平均值，得到所述预设周期内车辆的平均排队等候时间。

需要说明的是，以上所述交通信号参数可以用于交通信号机用来调整交通信号灯的控制算法，例如：可以利用所述交通信号参数调整交通信号灯的红灯周期、绿信比、相位等信号灯控制参数。

所述交通信号机与高清视频一体机联机工作，降低了现有技术中采用地面下埋地磁以及地感线圈的施工以及维护成本，所述高清视频一体机支持视频检测线圈检测，且同方向同一车道支持至少一组视频检测线圈，所述视频检测线圈位置预设在所述高清视频一体机视频检测范围以内，例如：所述高清视频一体机视频检测范围为15-100米如图4所示，则所述视频检测线圈位置可根据具体路况的需要设于所述15-100米以内的任何位置；例如：只要视频图像中检测到有车辆通过，如果该车辆通过所述视频检测线圈，所述高清视频一体机获取所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，并将所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息直接通过发送至交通信号机，及后端服务器；即检测到的车辆通过预设在60m处的视频检测线圈，则所述高清视频一体机会将该车辆相关信息(例如：该车辆的速度，车型，车牌信息，车体颜色等信息)以及视频检测线圈的设置位置信息(例如：该视频检查线圈与所述高清视频一体机的当前距离)发送给交通信号机(所述交通信号机根据所述接收到的车辆相关信息以及视频检测线圈的位置信息)，及后端服务器。所述视频检测线圈位置可覆盖的距离根据所述高清视频一体机的检测范围来决定。

需要说明的是，所述一组视频检测线圈是指当前道路的各个车道设置的视频检测线圈；即三车道的道路，一组视频检测线圈就有三个视频检测线圈；这三个线圈可以根据实际情况在所述高清视频一体机检测范围内进行设置；例如：这三个视频检测线圈可以一同设置于距离所述高清视频一体机45m的位置处，也可以一个设置于所述高清视频一体机45m的位置，另一个设置于所述高清视频一体机60m的位置，第三个设置于所述高清视频一体机90m的位置处。

还需要说明的是，以上所述交通信号参数既可发送给交通信号机，即通过交通信号机控制单点上的交通信号，也可以同时发送给后端服务器，即为城市路网交通诱导***为整体路况的自动疏导和控制提供输入数据。同时，本实用新型技术方案还可以对不同程度的排队长度进行定量或者定性报警，同时将报警信息网络上传到后端管理主机。从而实现交通信号灯的智能化控制、道路紧急情况实时预警、城市交通诱导等多种重要的应用功能。

本实用新型的技术方案通过高清视频一体机，当前道路的车辆进行实时检测，并获取交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，并将所述交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息发送给交通信号灯控制进行动态控制交通信号的通过时间，且还可以通过将所述交通信号参数发送给后台服务器，从而实现交通信号灯智能的单点控制、主干道控制和区域控制。通过本实用新型技术方案可以通过高清视频一体机同时对当前道路各个车道的车辆进行实时检测，并通过实时发送给交通信号机以及后台服务器，进行实时交通信号灯的通过时间控制，从而提高了当前道路各个车道的车辆行驶状态统计精度，进一步也提高了交通信号灯的控制精度。与现有技术通过地面施工设置基于地感线圈车辆探测方式与基于地磁感应方式相比，本实用新型技术方案实施方式不但降低了施工成本，而且还降低了后期维护成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种高清视频一体机，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；

车辆检测单元，用于根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；

参数获取单元，用于根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；

信息发送单元，用于将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯。

2.根据权利要求1所述的高清视频一体机，其特征在于，所述参数获取单元具体包括：

特征信息获取子单元，用于根据所述视频图像，获取车辆特征信息，确定当前通过车辆；

定位跟踪子单元，用于通过多目标定位和跟踪车辆技术，确定所述当前道路各个车道的当前通过车辆位置，并进行跟踪处理；

参数获取子单元，用于根据所述各个车辆的位置信息以及跟踪状态信息，获取对应车辆所在道路的交通信号参数。

3.根据权利要求2所述的高清视频一体机，其特征在于，所述参数获取单元还包括：

预设子单元，用于预设至少一个视频检测线圈；

判断子单元，用于判断所述检测到的当前道路的车辆是否通过所述视频检测线圈；

所述参数获取子单元，还用于如果所述车辆通过所述视频检测线圈，则获取所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息。

4.根据权利要求3所述的高清视频一体机，其特征在于，所述信息发送单元，用于发送所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息给所述交通信号机，以便所述交通信号机调整当前道路交通信号灯。

5.一种交通信号机，其特征在于，包括：

信息接收单元，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；

信息确定单元，用于根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；

信息发送单元，用于发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯。

6.根据权利要求5所述的交通信号机，其特征在于，所述交通信号机还包括：

预设单元，用于预设交通信号灯的最长通过时间及最短通过时间；

所述信息确定单元具体用于当未接收到所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，和/或，后端服务器发送的交通信号灯控制指示信号，则确定当前道路的交通信号灯通过时间为最短通过时间；当接收到所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，按照预设规则确定的当前道路的交通信号灯通过时间超过最长通过时间，则确定当前道路的交通信号灯通过时间为最长通过时间。

7.根据权利要求5或6所述的交通信号机，其特征在于，所述交通信号机还包括：

所述信息接收单元，还用于接收后端服务器发送的交通信号灯控制指示信号；

所述信息确定单元，还用于根据所述交通信号灯控制指示信号，确定当前道路的交通信号灯通过时间。

8.一种基于视觉传感的交通信号控制***，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任意一项所述高清视频一体机，如权利要求5至7中任意一项所述交通信号机，后台服务器和交通信号灯；

所述高清视频一体机，用于实时获取当前道路各个车道的视频图像；根据所述获取的视频图像，检测所述当前道路的车辆；根据所述检测到的当前道路的车辆，获取交通信号参数；所述交通信号参数包括：所述各个车道的车流量、车辆排队长度、平均车速、平均排队等待时间；将所述交通信号参数发送到交通信号机及后端服务器，以便所述交通信号机及后端服务器控制调节所述交通信号灯；

所述交通信号机，用于接收交通信号参数及车辆通过对应视频检测线圈的状态信息；根据所述交通信号参数以及所述车辆通过对应视频检测线圈的状态信息，确定当前道路的交通信号灯通过时间；发送所述确定当前道路的交通信号灯通过时间给交通信号灯，以便控制交通信号灯；

所述后台服务器，用于向所述交通信号机发送交通信号灯控制指示信号；

所述交通信号灯，用于根据所述交通信号机发送的确定当前道路的交通信号灯通过时间，控制交通信号灯的通过时间。