[发明专利]一种自适应式智能交通灯及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于一种新式的自适应式智能交通灯，用于城镇街道中人行横道处的车辆和行 人运动的控制。即平时人行横道处的红绿灯变换的智能化。

背景技术

红绿灯是城市交通系统中重要组成成分。它在确保交通安全，规范车辆行为方面都起 到了不可替代的作用。尽管我国大型城市(例如北京)中架设有高速环路，免去了一部分红 绿灯。但在普通街道以及十字路口中，红绿灯仍是规范各种车辆行为的主要手段之一。为了 更有力的制止各种交通违规行为，在十字路口以及街道的某些重要地段往往有配合监管的各 类摄像头，主要用于捕捉违规车辆行为，记录车牌照信息等等。可以说，在监视车辆行为以 及车牌照识别方面已经有了长足的发展。

先前专利200710303846.2给出一种智能红绿灯控制系统，使用全景摄像机获得各方 向道路状况的视频图像，根据道路车辆排队距离进行计算车流情况，并实时更新红绿灯控制 参数。这是运用于十字路口处的车辆检测，只是考虑了车辆因素，并没有把人的因素考虑进 来，因此并不适合于非十字或者丁字路口处的人流及车流控制。

先前专利200610022581.4给出一种新型的智能型红绿灯控制系统。它在道路上设置 摄像机，并将摄像机与识别器相连，识别器与后台数据库相连接。当汽车驶过时，进行视频 采样，并解析出对应的车辆信息与数据库进行比对。其重点在于车辆的信息提取和识别上。 其中也没有考虑人的因素。同样不适合非十字或丁字路口的人流及车流控制。

发明内容

本发明主要是针对目前智能交通只是针对车辆检测的现状，提出的一种新式的用于城 镇街道中人行横道处的车辆和行人运动控制的智能交通灯。

本发明的思想是，将通过利用计算机视觉的车辆以及行人识别技术，对前段获取的车 辆以及行人区域的采样图像进行处理而获得的车辆及行人密度信息，做为判断交通灯切换时 刻的依据，从而实现对行人以及车流控制的智能化。本发明的智能交通灯中包括图像采样模 块、图像处理及理解模块、仲裁模块以及警示灯显示模块。

图像采样模块：用于对车行道的车流情况以及行人区域的行人情况进行采集。这里的 采集是指分别对车辆区域和行人等待区域进行采集。每到一定时间间隔采集一次图像，并传 给图像处理及理解模块。

图像处理及理解模块：对于前端传来的车辆区域图像采样以及行人等候区域图像采样。 对于车辆，采用背景剪除的技术，去噪以后再提取其图像的轮廓信息及区域信息，进一步提 取车辆的位置信息，最终获得采样区域内的车辆数量；对于行人，使用人脸识别技术对区域 内的人脸进行识别，另外使用背景剪除法，根据前景像素中的轮廓信息，确定前景像素中人 的上半身的特征，结合这两个因素确定等候区域中行人的数量。

仲裁模块：这部分根据图像处理及理解模块传过来的车辆以及行人的数量数据，并结 合当前的通行的状态(即是车辆通行还是行人通行)，进行下一步车灯色变换时刻的判断及 决策。

警示灯显示模块：这一部分主要是车辆以及行人侧的车灯颜色显示。通过仲裁模块传 过来的控制信号决定当前车辆侧以及行人侧的警示灯显示状态。

本发明的优势在于：特别适用于城镇道路中，对于垂直方向的车流和人流的控制，即 人行横道处的车流及人流控制。相对于以往的交通灯控制系统，不仅对车辆区域进行了检测， 而且对行人区域进行了检测，进行两方面的密度的综合考虑。结合了当前流行的人脸检测技 术对行人数量进行检测，并结合了行人的上半身信息，使得对行人的检测更为准确。

附图说明

图1为系统流程图。

图2为系统俯视图。

图3为车辆图像处理及理解图。

图4为行人图像处理及理解图。

具体实施方式

如图1所示，智能交通灯方案由四个模块部分组成：图像采样模块、图像处理及理解 模块、仲裁模块以及警示灯显示模块。系统的核心是一个嵌入式中心处理系统，处理所有的 逻辑判断、图像计算以及显示控制。