CN205318623U - 智能红绿灯交通控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的智能红绿灯交通控制***，在交通路口的各相位上分别设置至少1个红外检测模块，用于对通行车辆进行非接触式检测，由微控制器模块根据各红外检测模块检测到的车流量来控制各相位上的红绿灯亮灭时长；为避免红外检测模块特定环境下受到干扰而降低检测精度，还在交通路口的各相位上设置了视频摄像模块和图像识别模块，实时监测各相位上的车流量，微控制器模块根据车流量来控制各相位上的红绿灯亮灭时长；两种检测方式可单独进行或同时进行，解决了现有红绿灯交通控制***不能根据车流量控制红绿灯亮灭的问题。

Description

智能红绿灯交通控制***

技术领域

本实用新型涉及控制领域，具体涉及智能红绿灯交通控制***。

背景技术

随着城市化建设迅速加快，道路快速更新，人们对车辆的需求不断增加，同时也深受交通堵塞困扰，平衡城市交通负载成为亟待解决的问题。导致交通堵塞原因众多，如车辆多、道路少；道路设置不合理；平面交通多，立体交通少；交叉路口红绿灯时间设置不合理等等。

现有的路口红绿灯设置通常是定时分配，即无论各相位上实际的车流量如何，红绿灯交替时长均固定不变，其缺点在于：车辆多的相位容易出现车辆堆积，导致本周期内该相位的车辆不能大部分或完全通过，还会给下一个路口造成交通堵塞；某相位无车，却又恰是该相位车辆通行时间，导致出现交通指挥盲点。

实用新型内容

本实用新型提供智能红绿灯交通控制***，解决现有红绿灯交通控制***不能根据车流量控制红绿灯亮灭的问题。

本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：

智能红绿灯交通控制***，包括交通信号灯显示模块和微控制器模块，所述交通信号灯显示模块与微控制器模块相连：

进一步还包括红外检测模块和模数转换模块；

在路口的每个相位上分别安装至少1个红外检测模块；所述各红外检测模块的输出端与模数转换模块的输入端相连；所述模数转换模块的输出端与微控制器模块相连。

上述方案中，进一步还包括视频摄像模块和图像识别模块；在路口的每个相位上分别安装至少1个视频摄像模块；所述各视频摄像模块的输出端与图像识别模块的输入端相连；所述图像识别模块的输出端与微控制器模块相连。

上述方案中，所述红外检测模块为红外传感器，所述红外传感器的输出端与微控制器模块相连。

上述方案中，所述红外检测模块由调制脉冲发生器、红外发光管、红外探头、红外接收管、红外解调器、选通电路、放大电路、整流电路和滤波电路组成；所述调制脉冲发生器的输出端与红外发光管的输入端相连；所述红外发光管发出红外线脉冲，经红外探头向路口辐射，红外接收管接收反射回来的红外线脉冲；所述红外接收管的输出端与红外解调器的输入端相连；所述红外解调器的输出端与选通电路的输入端相连；所述选通电路的输出端与放大电路的输入端相连；所述放大电路的输出端与整流电路的输入端相连；所述整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连；所述滤波电路的输出端与微控制器模块相连。

上述方案中，所述红外传感器模块的发射接收端口处安装有菲涅尔透镜。

本实用新型的优点与效果是：在交通路口的各相位上分别设置至少1个红外检测模块，用于对通行车辆进行非接触式检测，由微控制器模块根据各红外检测模块检测到的车流量来控制各相位上的红绿灯亮灭时长；为避免红外检测模块特定环境下受到干扰而降低检测精度，还在交通路口的各相位上设置了至少1个视频摄像模块，实时监测各相位上的车流量，微控制器模块根据车流量来控制各相位上的红绿灯亮灭时长；两种检测方式可单独进行或同时进行，解决了现有红绿灯交通控制***不能根据车流量控制红绿灯亮灭的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于这些实施例。

本实用新型公开的智能红绿灯交通控制***，由微控制器模块、红外检测模块、模数转换模块、交通信号灯显示模块、视频摄像模块和图像识别模块组成。

现有的城市交通路口有十字形、X形、T形和圆环形，无论是哪种类型，均会在各路口的相应相位上安装红绿黄灯，用于指挥车辆和行人通行。本实用新型在路口的每个相位上分别安装至少1个红外检测模块，用于检测车流量，其中，各红外检测模块的输出端与模数转换模块的输入端相连，模数转换模块的输出端与微控制器模块相连，交通信号灯显示模块与微控制器模块相连；在路口的每个相位上分别安装至少1个视频摄像模块，各视频摄像模块的输出端与图像识别模块的输入端相连；图像识别模块的输出端与微控制器模块相连。

红外检测模块由调制脉冲发生器、红外发光管、红外探头、红外接收管、红外解调器、选通电路、放大电路、整流电路和滤波电路组成；调制脉冲发生器的输出端与红外发光管的输入端相连；红外发光管发出红外线脉冲，经红外探头向路口辐射，红外接收管接收反射回来的红外线脉冲；红外接收管的输出端与红外解调器的输入端相连；红外解调器的输出端与选通电路的输入端相连；选通电路的输出端与放大电路的输入端相连；放大电路的输出端与整流电路的输入端相连；整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连；滤波电路的输出端与微控制器模块相连。调制脉冲发生器产生调制脉冲,红外发光管根据调制脉冲发出红外线脉冲，经红外探头向路口辐射，当有车辆通过时，红外线脉冲从车体反射回来被红外接收管接收，经红外解调器解调后，通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出信号至微控制器模块。

红外检测模块采用反射式检测技术，由调制脉冲发生器产生调制脉冲,通过红外发光管发出红外线脉冲，经红外探头向道路辐射，当有车辆通过时红外线脉冲从车体反射回来被红外接收管接收，经红外解调器解调后，再通过选通、放大、整流和滤波后触发驱动器输出信号至微控制器模块。

温度高于绝对零度的物体均是红外辐射源，均能产生红外线，但发射的红外波长不同，红外波长具有反射、折射、干涉和吸收等特性，且温度越低，辐射的红外波长越长。红外检测模块采用红外传感器，即能感受红外光并转换成可用输出信号的传感器。红外传感器的低频响应和特定的红外波长响应决定了其只对外界的红外辐射敏感并引起本身的温度变化，即只对相关物体的运动敏感，因此，红外传感器可以抵抗可见光。本实用新型以非接触形式检测车辆放射出的微弱红外线能量,并转化成电信号输出。为了提高物体辐射的红外线在大气中的对比度，红外传感器的光谱带要与大气窗口相吻合，通常在红外传感器前加装一块光学干涉滤光片用于将红外光线分成可见区和盲区，具有聚焦功能，与红外传感器配合使用，可提高红外传感器的灵敏度，扩大监视范围，光学干涉滤光片能使带宽内的红外辐射有效通过并抑制带宽外的红外辐射,排除了近红外辐射对红外传感器的干扰。本实用新型使用菲涅尔透镜，安装于红外传感器模块的发射接收端口处。菲涅尔透镜是折射式形式，其聚焦作用有助于增加灵敏度，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式影响红外传感器，红外传感器配合菲涅尔透镜使用后,其检测距离可增加至原来的五倍。本实用新型采用红外检测模块进行车流量检测，具有快速、准确的检测能力。

红外检测模块输出的信号为模拟信号，而微控制器模块处理的是数字信号，因此采用模数转换模块将红外检测模块输出的信号转换为数字信号后，再输入至微控制器模块。根据采样定理，模数转换模块的抽样频率应大于2倍的各红外传感器输出信号的带宽，本实用新型模数转换模块考虑到非线性、量化噪音、失真等因素的影响，采用的抽样频率为2.5倍被采样信号，选取模数转换芯片考虑以下各因素：采样方法满足采样定理，适当加入抗混叠滤波器；宽带化；保持较高信号动态范围；高采样率；减少量化噪音。采样率和分辨率是模数转换芯片的两个重要指标参数，采样率表示模拟信号转换为数字信号的速率，取决于模数转换芯片自身的制造工艺以及自身比较器能提供的判断能力；分辨率表示模拟信号转换为数字信号后的比特数。采样率和分辨率相位制约，采样率每提高一倍，分辨率大约损失1bit。

考虑到红外传感器易受到灰尘、热源、光源及射频辐射干扰的问题，本实用新型还设置了视频摄像模块和图像识别模块，用于在红外传感器工作不稳定时启动，或者同时启动，即本实用新型采用一种方式或两种方式获取车流量信息。

视频摄像模块为摄像机，由摄像机连续拍摄两帧图像，由图像识别模块运用现有的图像识别方法对全部或部分K域进行比较，如有差异，则说明有车辆通过。采用视频摄像模块和图像识别模块对道路一定区域范围进行摄像，图像经传输线路送入图像识别模块，图像识别模块对图像进行处理，识别是否有车辆、车辆的车型等，可进一步推导其它交通控制参数。现有的图像识别方法是在摄像机摄取的图像的基础上实现识别的，因此不仅具有多点布设、无线检测的能力，而且还能获得车流密度、排队长度以及常规检测器很难测到的停车次数、车辆尺寸、平均速度、车头时距等重要交通参数，具有可一次检测多参数、检测范围较大的特点。还可以根据需要增设主控机、报警器等，摄像机在主控机的控制下，改变检测范围和方向，在出现异常情况是，通过报警器报警。

无论是使用红外检测模块还是视频摄像模块，均无需破坏路面，装卸方便，完全可以替代现有的环形线圈检测器。

交通信号灯显示模块为路口的各相位上的红、绿、黄灯以及用于倒计时显示的数码管，微控制器模块根据红外检测模块和/或视频摄像模块检测到的信息，根据信息判断车流量，进而控制交通信号灯显示模块中红、绿、黄灯亮灭的时长以及数码管的倒计时显示。例如：在十字路口，东西、南北相位的车流量均未超过阈值，则红绿灯的亮灭按预设的时长进行更替；东西或南北相位中，其中一个相位的车流量超出阈值，则当前的红绿灯的亮灭按预设的时长进行更替，让未超出阈值的相位上的车辆正常通过，到下一个周期时，则延长超阈值相位上的绿灯通行时间以及未超阈值相位的红灯禁行时间，让超阈值相位的车辆得以通行；当东西、南北相位都超标时，则当前的红绿灯的亮灭按预设的时长进行更替，到下一周期时，东西、南北相位的红绿灯按加长时进行更替，直至东西、南北相位的车流量恢复到阈值之内。

本实用新型的工作过程为：在路口的各相位上安装的红外检测模块，实时检测各相位上的车流量，信息经模数转换模块进行模数转换之后，输入至微控制器模块，微控制器模块根据车流量判断各相位上是否出现超阈值现象，根据判断结果调整交通信号灯显示模块的红绿灯亮灭时长；视频摄像模块连续拍摄各相位上的车辆图像，由图像识别模块运用现有图像识别防范进行比较，判断是否有车辆，车流量信息输入至微控制器模块，由微控制器模块根据车流量调整交通信号灯显示模块的红绿灯亮灭时长。

Claims (5)

1.智能红绿灯交通控制***，包括交通信号灯显示模块和微控制器模块，所述交通信号灯显示模块与微控制器模块相连，其特征在于：

进一步还包括红外检测模块和模数转换模块；

在路口的每个相位上分别安装至少1个红外检测模块；所述各红外检测模块的输出端与模数转换模块的输入端相连；所述模数转换模块的输出端与微控制器模块相连。

2.根据权利要求1所述的智能红绿灯交通控制***，其特征在于：

进一步还包括视频摄像模块和图像识别模块；

在路口的每个相位上分别安装至少1个视频摄像模块；所述各视频摄像模块的输出端与图像识别模块的输入端相连；所述图像识别模块的输出端与微控制器模块相连。

3.根据权利要求1所述的智能红绿灯交通控制***，其特征在于：所述红外检测模块为红外传感器，所述红外传感器的输出端与微控制器模块相连。

4.根据权利要求1所述的智能红绿灯交通控制***，其特征在于：所述红外检测模块由调制脉冲发生器、红外发光管、红外探头、红外接收管、红外解调器、选通电路、放大电路、整流电路和滤波电路组成；所述调制脉冲发生器的输出端与红外发光管的输入端相连；所述红外发光管发出红外线脉冲，经红外探头向路口辐射，红外接收管接收反射回来的红外线脉冲；所述红外接收管的输出端与红外解调器的输入端相连；所述红外解调器的输出端与选通电路的输入端相连；所述选通电路的输出端与放大电路的输入端相连；所述放大电路的输出端与整流电路的输入端相连；所述整流电路的输出端与滤波电路的输入端相连；所述滤波电路的输出端与微控制器模块相连。

5.根据权利要求3所述的智能红绿灯交通控制***，其特征在于：所述红外传感器模块的发射接收端口处安装有菲涅尔透镜。