[发明专利]一种自动十字路口红绿灯控制装置及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种十字路口红绿灯控制系统，特别涉及一种自动十字路口红绿灯控制装置及应用。 

背景技术

随着我国汽车保有量的增多，道路的交通流量逐日增加，交叉路口的压力日益增大，确保交通顺畅和交通安全就越来越显得重要。十字路口堵车是一种典型的交通拥堵。往往开始时路口中心区域出现小堵(也可能路口上其中一路汽车未完全通过)，但由于传统交通灯红绿定时交替变化，导致各路汽车相继驶入堵车区域，最终形成汽车纵横交错的严重交通堵塞。 

发明内容

本发明的主要目的是提供一种自动十字路口红绿灯控制装置，用以克服传统十字路口红绿灯的固有缺陷。该装置的基本原理如下，当在十字路口发生局部堵塞的时候，该十字路口的各方向的交通灯都亮红灯，禁止各方向来的汽车进入十字路口内，就能使已被堵在十字路口内的汽车自行地离开，从而避免长时间的严重交通堵塞。当堵车消失后，该十字路口各方向的交通灯都能即刻恢复常态。以达到缓解十字路口严重交通堵塞的目的。 

本发明解决上述技术问题的技术方案如下： 

1.一种自动十字路口红绿灯控制装置由输入设备—矩阵键盘模块3、输出设备4、传感设备1和存储程序数字计算机2构成。 

1）所述存储程序数字计算机2用于存储该系统所需要的参数，并处理所有输入设备和传感设备采集的信息，它由中央处理单元（CPU）2-1、电可擦除只读存储器（EEPROM）2-2、随机存取存储器（RAM）2-3、有I、II、III、IV、V五个端口的输入输出端口（I/O）2-4和闪存（FLASH）2-5构成，电可擦除只读存储器（EEPROM）2-2、随机存取存储器（RAM）2-3、输入输出端口（I/O）2-4和闪存（FLASH）2-5分别与中央处理单元（CPU）2-1连接，中央处理单元（CPU）2-1由算数/逻辑单元（ALU）2-1-1，控制及定时电路2-1-3，随机存取存储器（RAM）2-1-2构成，算数/逻辑单元（ALU）2-1-1与随机存取存储器（RAM）2-1-2连接后二者分别与控制及定时电路2-1-3连接。 

所述输出设备4用于显示整个系统参数和整个系统运行状态，由LCD显示模块4-1和红绿指示灯和控制电路模块4-2组成。 

所述传感设备1用于获取所监测十字路口的通堵状态信息，并对这些信息进行处理后传送给存储程序数字计算机2，由摄像头1-1、视频输入与解码芯片1-2和超声波模块1-3组成。 

2）所述传感设备1的摄像头1-1与视频输入与解码芯片1-2连接，视频输入与解码芯片1-2与存储程序数字计算机2的输入端口I连接，传感设备1的超声波模块1-3与存储程序数字计算机2的输入端口II连接；矩阵键盘模块3与存储程序数字计算机2的输入端口III连接；存储程序数字计算机2的输出端口IV与输出设备4的LCD显示模块4-1连接，存储程序数字计算机2的输出端口V与输出设备4的控制电路模块4-2连接。 

上述存储程序数字计算机是依据传感设备摄像头1-1所采集的当前外部 环境亮度来动态计算图像帧差阈值。 

上述存储程序数字计算机包括一个存储程序数字计算机，该存储程序数字计算机除存储动态计算图像帧差阈值的程序和十字路口状态判断程序外，还允许存储更进一步操作的程序。 

2.为提供可靠的红绿灯状态控制，并同时尽量提高红绿灯的响应的及时度，上述存储程序数字计算机执行如下步骤： 

1)需要为图像帧差法选取一个合适的阈值，首先，摄像头1-1进行100帧图像取样后，取出每一帧的亮度值累加后求平均。这样就取得了此时外部环境平均亮度值。然后根据平均亮度值亮度和早中晚参考亮度值TM、TA、TN计算当前图像帧差阈值。 

2)提高红绿灯响应的及时度，避免了误判的发生，首先存储程序数字计算机会读取操作者预先设定的防误判的重复采样次数N，然后进行每次十字路口交通状态判断后，对该重复采样次数进行减1操作，并判断该值是否到0，如果到0，直接退出本轮判断，如果不为0，继续进行下一次判断。直到某种十字路口状态达到了3/4N。然后，再结合超声波模块获取的车辆高度值来决定这个状态是否有效。