一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于道路交通安全領(lǐng)域，特別涉及一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自 適應(yīng)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】：
[0002] 長期以來交通控制領(lǐng)域的專家學者對于城市交通控制的研宄關(guān)注較多，但涉及到 大型園區(qū)（例如工業(yè)園區(qū)、高校、大型生活區(qū)等）道路交通控制的研宄內(nèi)容相對較少。對于 此類園區(qū)，道路錯綜復(fù)雜，車流量較大且行人流量也往往高于園區(qū)外道路，人車混雜的交通 狀況使得園區(qū)內(nèi)道路承載著較大的通行壓力。對于如上下班以及某些大型活動的進場離場 時間段之類的特殊時間段，園區(qū)內(nèi)人流量較大，道路交叉口以及主要園區(qū)建筑前人車混行 的交通狀態(tài)極易產(chǎn)生交通沖突，造成路段擁堵或交通事故，存在極大的安全隱患。
[0003] 大型園區(qū)當前主要采用的信號燈控制系統(tǒng)均使用固定周期的交通信號燈控制方 法，即信號燈按照預(yù)先設(shè)定好的固定周期和預(yù)置的相位進行工作。這種交通信號控制系統(tǒng) 適合于可以預(yù)估交通流量、通行壓力較小的區(qū)域類型，無法滿足和適應(yīng)交通流量的短期波 動變化，其部分改進也只是將交通信號燈周期控制簡單的分為高峰期與一般時期，并沒有 實時性。因此當園區(qū)內(nèi)道路交通在人流量突變時通行效率低下且容易產(chǎn)生交通沖突，不適 應(yīng)園區(qū)的通行需求，不僅造成了時間的浪費也存在一定的安全隱患。因此，急需一種能靈活 適應(yīng)交通流短時波動實時控制路段通行權(quán)的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的是：利用先進的圖像處理技術(shù)，對大型園區(qū)內(nèi)各路段人流量進行判 斷，實時控制各路段的通行權(quán)，保障園區(qū)內(nèi)的交通效率和交通安全。
[0005] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適 應(yīng)控制系統(tǒng)，包括人流量信息的采集部分、人流量信息的分析部分、交通信號燈控制部分、 交通指示部分。
[0006] 所述人流量信息的采集部分利用布置于園區(qū)各路段的攝像頭，以幀的形式采集各 路段上行人狀態(tài)的圖像信息；所述人流量信息的分析部分，利用圖像處理技術(shù)對采集到的 圖像中各路段人流量進行實時分析判斷；所述交通信號燈控制部分通過對各路段當前人流 量是否密集進行判斷，產(chǎn)生相應(yīng)的交通控制信號；所述交通指示部分利用安裝于各路段的 交通信號燈，對接收到交通控制信號做出反應(yīng)，實時控制路段的通行權(quán)。
[0007] 進一步，所述人流量信息的采集部分可采用OV7670攝像頭與FPGASRAM連接構(gòu) 成，攝像頭采集到圖像信息存儲到存儲器經(jīng)由局域網(wǎng)傳遞給控制模塊。
[0008] 進一步，所述人流量信息的分析部分可采用圖像處理技術(shù)中的HOG算法對采集到 的圖像中的行人進行識別，從而對人流量進行統(tǒng)計和分析處理。
[0009] 進一步，所述交通信號燈控制部分可采用S3C2440處理器進行人流量信息的分析 處理和控制信號的生成。
[0010] 進一步，所述交通指示部分可采用普通交通信號燈進行通行權(quán)控制。
[0011] 本發(fā)明的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有的優(yōu)點和有益效 果是：利用現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)，對采集到的大型園區(qū)各路段的圖像信息中的人流量進行 實時判斷，在各路段設(shè)置交通指示裝置，通過對人流量的分析實時合理的控制園區(qū)各路段 的通行權(quán)，有效保障了園區(qū)內(nèi)的道路安全和交通效率。
【附圖說明】：
[0012] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進 一步的詳細描述，其中：
[0013] 圖1為結(jié)構(gòu)功能圖；
[0014] 圖2為運行流程圖；
[0015] 圖3為人流量信息分析的算法流程圖。
【具體實施方式】：
[0016] 以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的實施方式進行詳細的描述。
[0017] 如圖1所示，一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)包括：人流量 信息的采集部分、人流量信息的分析部分、交通信號燈控制部分、交通指示部分。所述人流 量信息的采集部分利用布置于園區(qū)各路段的攝像頭，以幀的形式采集各路段上行人狀態(tài)的 圖像信息；所述人流量信息的分析部分，利用圖像處理技術(shù)中的算法對采集到的圖像中的 行人進行識別，從而對各路段人流量實時統(tǒng)計與分析；所述交通信號燈控制部分通過對各 路段當前人流量是否密集進行判斷，產(chǎn)生相應(yīng)的交通控制信號；所述交通指示部分利用安 裝于各路段的交通信號燈，對接收到交通控制信號做出反應(yīng)，實時控制路段的通行權(quán)。
[0018] 如圖2所示，攝像頭采集園區(qū)內(nèi)每個可通車路段的視頻信息后，經(jīng)由局域網(wǎng)將其 傳遞到上位機即控制部分?？刂撇糠滞ㄟ^圖像處理技術(shù)對當前路段視頻圖像有效面積上固 定時間內(nèi)通過的人流率V進行統(tǒng)計，判斷路段當前人流量是否處于密集狀態(tài)。根據(jù)判斷結(jié) 果給予路口的顯示裝置相應(yīng)的控制信號。為了在保證結(jié)果準確性的前提下不失去系統(tǒng)判斷 的實時性，時間不宜取過短也不宜過長，選取該固定時間為l〇s。
[0019] 根據(jù)道路通行手冊（HCM2000)中行人部分對行人道路服務(wù)水平的分級評價，當?shù)?路水平到達D級，即行人流率>33-49人/min/m(0. 55-0. 82人/s/m)時，行人之間會出現(xiàn)接 觸和干擾且穿叉或反向人流產(chǎn)生沖突的概率很大。此處的行人流率指單位寬度人流V，即人 行道單位有效寬度上的平均人流，單位是人/分/m。F= +，其中N為統(tǒng)計時間內(nèi)該界面 t?m 通過的行人數(shù)，t為統(tǒng)計時間，m為當前路段道路路寬。
[0020] 方法具體流程如下：
[0021] 步驟1 :人流信息采集。攝像頭進行視頻采集，將路段當前狀況的圖像信息以幀的 形式傳遞到控制模塊；
[0022] 步驟2 :人流信息分析。流程如圖3所示。控制模塊首先進行圖像預(yù)處理，通過幀 間運動區(qū)域找到檢測區(qū)域，通過特征提取標出檢測區(qū)域，對10s內(nèi)經(jīng)過檢測區(qū)域的行人流 量進行統(tǒng)計；
[0023] 步驟2. 1 :從視頻源中讀取一幀圖像，設(shè)定好檢測區(qū)域ROI;
[0024] 步驟2. 2 :利用HOG(梯度直方圖）算法對檢測區(qū)域圖像進行處理；
[0025] 步驟2.3 :將R0I區(qū)域檢測到的行人外截一個矩形框，累加統(tǒng)計矩形框數(shù)目，并對 其進行存儲；
[0026] 步驟2. 4 :計算10s時間內(nèi)平均每秒內(nèi)通過的行人數(shù)目N;
[0027] 步驟3 :判斷當前路段人流量是否處于密集狀態(tài)。若V彡0. 82人/s/m，則判定當 前路段人群集中，人流量處于密集狀態(tài)，產(chǎn)生一個暫時禁止通行的控制信號；否則產(chǎn)生一個 正常固定周期的控制信號；
[0028] 步驟4 :信號燈控制當前路段通行權(quán)。信號燈裝置接受來自上位機的控制信號，并 作出相應(yīng)的動作，實時控制各路段的通行權(quán)。
【主權(quán)項】
1. 一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于：包括人流量信 息的采集部分、人流量信息的分析部分、交通信號燈控制部分、交通指示部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在 于：所述人流量信息的采集部分利用布置于園區(qū)內(nèi)各路段的攝像頭，以幀的形式采集各路 段上的圖像信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在 于：所述人流量信息的分析部分，利用圖像處理技術(shù)對采集到的圖像中的行人進行識別，從 而對各路段人流量進行實時分析判斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在 于：所述交通信號燈控制部分通過對各路段當前人流量是否密集進行判斷，產(chǎn)生相應(yīng)的交 通控制信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在 于：所述交通指示部分利用安裝于各路段的交通信號燈，對接收到的交通控制信號做出反 應(yīng)，實時控制路段的通行權(quán)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在 于：所述各部分間信息傳遞通過局域網(wǎng)實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種面向大型園區(qū)交通安全的信號燈自適應(yīng)控制系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中大型園區(qū)交通信號燈的固定配時控制方法無法靈活適應(yīng)園區(qū)人流量變化的缺陷。包括以下步驟：步驟一：利用分布于園區(qū)各路段的攝像頭裝置進行視頻采集，通過給定的人體識別算法對圖像進行處理，獲取行人流量信息，實現(xiàn)行人流量檢測；步驟二：控制模塊根據(jù)相應(yīng)的行人流量對路段繁忙狀態(tài)做出判斷，給出相應(yīng)的信號燈控制信號；步驟三：信號燈對接收到的來自控制模塊的控制信號進行反應(yīng)，控制通行權(quán)。本發(fā)明通過先進的圖像處理技術(shù)，對園區(qū)內(nèi)各路段的人流量進行判斷，控制園區(qū)各路口信號燈的切換實時控制各路段通行權(quán)，有效保障了園區(qū)內(nèi)行人的通行需求和道路安全。
【IPC分類】G08G1-07
【公開號】CN104751648
【申請?zhí)枴緾N201510190479
【發(fā)明人】尹宏鵬, 柴毅, 段佳奕, 鄭恒毅
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月21日