一種自動十字路口紅綠燈控制裝置及應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自動十字路口紅綠燈控制裝置及應用。裝置由輸入設備—矩陣鍵盤模塊3、輸出設備4、傳感設備1和存儲程序數字計算機2構成。它相應于數字計算機所存儲的程序控制信號運行，以感知十字路口的通堵狀態進而控制十字路口紅綠燈的狀態。控制程序按照事先約定的流程根據各個參數和系統的傳感設備傳送的數據完成交通燈的控制。本發明的有益效果：本發明所述的根據存儲程序數字計算機控制的十字路口紅綠燈裝置在以上述方式運行時將會使十字路口獲得最佳的流暢度，同時提高了十字路口的通車效率。
【專利說明】一種自動十字路口紅綠燈控制裝置及應用
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種十字路口紅綠燈控制系統，特別涉及一種自動十字路口紅綠燈控制裝置及應用。
【背景技術】
[0002]隨著我國汽車保有量的增多，道路的交通流量逐日增加，交叉路口的壓力日益增大，確保交通順暢和交通安全就越來越顯得重要。十字路口堵車是一種典型的交通擁堵。往往開始時路口中心區域出現小堵(也可能路口上其中一路汽車未完全通過)，但由于傳統交通燈紅綠定時交替變化，導致各路汽車相繼駛入堵車區域，最終形成汽車縱橫交錯的嚴重交通堵塞。
【發明內容】
[0003]本發明的主要目的是提供一種自動十字路口紅綠燈控制裝置，用以克服傳統十字路口紅綠燈的固有缺陷。該裝置的基本原理如下，當在十字路口發生局部堵塞的時候，該十字路口的各方向的交通燈都亮紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，就能使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開，從而避免長時間的嚴重交通堵塞。當堵車消失后，該十字路口各方向的交通燈都能即刻恢復常態。以達到緩解十字路口嚴重交通堵塞的目的。
[0004]本發明解決上述技術問題的技術方案如下:
[0005]1.一種自動十字路口紅綠燈控制裝置由輸入設備一矩陣鍵盤模塊3、輸出設備4、傳感設備I和存儲程序數字計算機2構成。
[0006]I)所述存儲程序數字計算機2用于存儲該系統所需要的參數，并處理所有輸入設備和傳感設備采集的信息，它由中央處理單元(CPU) 2-1、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)2-2、隨機存取存儲器(RAM) 2-3、有1、I1、II1、I V、V五個端口的輸入輸出端口(I/O ) 2_4和閃存(FLASH) 2-5構成，電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2_2、隨機存取存儲器(RAM) 2_3、輸入輸出端口(1/0)2-4和閃存(FLASH)2-5分別與中央處理單元(CPU)2-1連接，中央處理單元(CPU)2-1由算數/邏輯單元(ALU)2-1-1，控制及定時電路2_1_3，隨機存取存儲器(RAM)2-1-2構成，算數/邏輯單元(ALU) 2-1-1與隨機存取存儲器(RAM) 2-1-2連接后二者分別與控制及定時電路2-1-3連接。
[0007]所述輸出設備4用于顯示整個系統參數和整個系統運行狀態，由IXD顯示模塊4-1和紅綠指示燈和控制電路模塊4-2組成。
[0008]所述傳感設備I用于獲取所監測十字路口的通堵狀態信息，并對這些信息進行處理后傳送給存儲程序數字計算機2，由攝像頭1-1、視頻輸入與解碼芯片1-2和超聲波模塊1_3組成。
[0009]2)所述傳感設備I的攝像頭1-1與視頻輸入與解碼芯片1-2連接，視頻輸入與解碼芯片1-2與存儲程序數字計算機2的輸入端口 I連接，傳感設備I的超聲波模塊1-3與存儲程序數字計算機2的輸入端口 II連接；矩陣鍵盤模塊3與存儲程序數字計算機2的輸入端口 III連接；存儲程序數字計算機2的輸出端口 IV與輸出設備4的IXD顯示模塊4-1連接，存儲程序數字計算機2的輸出端口 V與輸出設備4的控制電路模塊4-2連接。
[0010]上述存儲程序數字計算機是依據傳感設備攝像頭1-1所采集的當前外部環境亮度來動態計算圖像巾貞差閾值。
[0011 ] 上述存儲程序數字計算機包括一個存儲程序數字計算機，該存儲程序數字計算機除存儲動態計算圖像幀差閾值的程序和十字路口狀態判斷程序外，還允許存儲更進一步操作的程序。
[0012]2.為提供可靠的紅綠燈狀態控制，并同時盡量提高紅綠燈的響應的及時度，上述存儲程序數字計算機執行如下步驟:
[0013]I)需要為圖像幀差法選取一個合適的閾值，首先，攝像頭1-1進行100幀圖像取樣后，取出每一幀的亮度值累加后求平均。這樣就取得了此時外部環境平均亮度值。然后根據平均亮度值亮度和早中晚參考亮度值TM、TA、TN計算當前圖像幀差閾值。
[0014]2)提高紅綠燈響應的及時度，避免了誤判的發生，首先存儲程序數字計算機會讀取操作者預先設定的防誤判的重復采樣次數N，然后進行每次十字路口交通狀態判斷后，對該重復采樣次數進行減I操作，并判斷該值是否到0，如果到0，直接退出本輪判斷，如果不為0，繼續進行下一次判斷。直到某種十字路口狀態達到了 3/4N。然后，再結合超聲波模塊獲取的車輛高度值來決定這個狀態是否有效。
[0015]3.一種自動十字路口紅綠燈控制裝置的應用，在十字路口發生局部堵塞的時候，該十字路口的各方向的交通燈都亮紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，就能使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開，從而避免長時間的嚴重交通堵塞，當堵車消失后，該十字路口各方向的交通燈都能即刻恢復常態，以達到緩解十字路口嚴重交通堵塞的目的；在中央處理單元(CPU) 2-1讀取完電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2-2中所保存的系統參數后。系統進入真正的十字路口紅綠燈控制狀態。此時，攝像頭1-1和超聲波模塊1-3都對準了十字路口的重疊區域。考慮下面三種情況:
[0016]I)道路空曠，沒有車通過，此時，攝像頭1-1獲取的前后兩幀圖像的亮度分量之間幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會遠遠小于圖像幀差閾值，然后，中央處理單元(CPU) (2-1)繼續讀取超聲波模塊(1-3)測得的距離值，因為此時道路上沒有任何車通過，超聲波模塊(1-3)所測量到的值必然就是超聲波模塊(1-3)相對于路面的架設高度，所以，此時中央處理單元(CPU) (2-1)控制紅綠指示燈控制電路模塊(4-2)進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈強制進行切換；
[0017]2)道路有車通過，但是不發生擁堵，此時，由于十字路口下車的移動，攝像頭(1-1)獲取的前后兩幀圖像的亮度分量必然存在較大的差別，在使用幀差法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會大于圖像幀差閾值，在這種情況下，存儲程序數字計算機(2)直接判定十字路口車流通暢，沒有發生任何擁堵，而不會去讀取超聲波模塊(1-3)的測距值，所以，此時存儲程序數字計算機(2)控制紅綠指示燈控制電路模塊(4-2)進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈進行強制切換；
[0018]3)道路有車通過，但是在十字路口發生了擁堵，此時，由于十字路口下面的車停止不動，攝像頭(1-1)獲取的前后兩幀圖像的亮度分量幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然遠小于圖像幀差閾值，然后，存儲程序數字計算機(2)繼續讀取超聲波模塊(1-3)測得的距離值，因為此時十字路口處發生了擁堵，超聲波模塊(1-3)所測量到的值必然就是超聲波模塊(1-3)相對于路面架設的高度減去車輛的高度，所以，此時存儲程序數字計算機(2)控制紅綠指示燈和控制模塊(4-2)強制亮起紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開，當堵車消失后，該十字路口各方向的紅綠燈都能即刻恢復常態。
[0019]本發明的有益效果:本發明所述的根據存儲程序數字計算機控制的十字路口紅綠燈裝置在以上述方式運行時將會使十字路口獲得最佳的流暢度，同時提高了十字路口的通車效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的結構示意圖。
[0021]圖中，傳感設備1、存儲程序數字計算機2、矩陣鍵盤模塊3、輸出設備4、攝像頭
1-1、視頻輸入與解碼芯片1-2、超聲波模塊1-3、IXD顯示模塊4-1、紅綠指示燈和控制電路模塊4-2。
[0022]圖2是存儲程序數字計算機結構示意圖。
[0023]圖中，存儲程序數字計算機2、中央處理單元(CPU) 2-1、電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2-2、隨機存取存儲器(RAM) 2_3、輸入輸出端口(I/O) 2_4、閃存(FLASH) 2_5。
[0024]圖3是存儲程序數字計算機中央處理單元(CPU) 2-1結構示意圖。
[0025]圖中，算數/邏輯單元(ALU)2-1_1，控制及定時電路2_1_3，隨機存取存儲器(RAM)
2~1~2ο
[0026]圖4是本發明最佳實施例的結構示意圖。
[0027]圖中，存儲程序數字計算機2、傳感設備1、攝像頭1-1、視頻輸入與解碼芯片1-2、超聲波模塊1-3、矩陣鍵盤模塊3、IXD顯示模塊4-1、紅綠燈控制接口 5、交通燈6、采集的數據7。
[0028]圖5是本發明的一個整體算法控制程序流程圖。
[0029]圖6是本發明的一個自適應算法控制程序流程圖。
[0030]圖7是本發明的堵車、暢通有效判斷算法控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖和實施對本發明作進一步描述。
[0032]本發明是以十字路口紅綠燈控制裝置的存儲程序數字計算機控制系統進行構思的，從而減少了人工對十字路口交通堵塞的干預。當然首先要提供的是可靠的紅綠燈狀態控制，并同時盡量提高紅綠燈的響應的及時度。
[0033]根據上述要求得出兩個任務。第一，需要為圖像幀差法選取一個合適的閾值，由于不同時間段光照強度都會不一樣，導致相應的閾值也會跟著變化。所以，同一個圖像幀差閾值不是在任何時間段都是可行的，必須要求系統自身能根據外部環境的光線強度自動進行閾值調整。第二，為了提高紅綠燈響應的及時度，系統采用了 N次判斷取多數的算法，既避免了誤判的發生，又提高了紅綠燈響應的及時度。
[0034]1.本發明一種自動十字路口紅綠燈控制裝置結構如圖1所示，自動十字路口紅綠燈控制裝置由傳感設備1、存儲程序數字計算機2、矩陣鍵盤模塊3、輸出設備4、攝像頭1-1、視頻輸入與解碼芯片1-2、超聲波模塊1-3、IXD顯示模塊4-1、控制電路模塊4-2組成。攝像頭1-1完成了將攝像頭采集的模擬視頻信號經過A/D轉換并解碼后傳送給存儲程序數字計算機的視頻處理部分，該模塊與存儲程序數字計算機通過輸入/輸出接口 I實現數據交換。超聲波模塊1-3用于確定超聲波反射處與超聲波模塊所在位置的距離，該模塊與存儲程序數字計算機通過輸入/輸出接口 II實現數據交換。存儲程序數字計算機2，它提供了各個模塊與中央處理單元(CPU)通信的接口，包括1、I1、II1、IV、V共5個輸入/輸出端口。矩陣鍵盤模塊3，用于輸入系統的運行參數，該模塊與存儲程序數字計算機通過輸入/輸出接口 III實現數據交換。輸出設備4，包括用于輸出系統核心參數的IXD顯示模塊4-1，該模塊與存儲程序數字計算機通過輸入/輸出接口 IV實現數據交換。紅綠指示燈和控制電路模塊4-2，該模塊與存儲程序數字計算機通過輸入/輸出接口 V實現數據交換，實現十字路口的運行狀態的控制。
[0035]2.存儲程序數字計算機2的微控制器結構如圖2所示，存儲程序數字計算機2的微控制器由中央處理單元(CPU) 2-1、電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2_2、隨機存取存儲器(RAM)2-3、輸入輸出端口(I/O)2-4、閃存(FLASH)2_5組成。集成電路的中央處理單元(CPU)
2-1。電可擦除只讀存儲器(EEPR0M)2-2，是整個十字路口紅綠燈控制系統參數存放的地方。隨機存取存儲器(RAM)2-3，是整個十字路口紅綠燈控制系統的控制程序運行的場所。輸入輸出端口(I/O) 2-4，包含與圖1相對應的輸入/輸出端口 1、I1、II1、IV、V，用來實現圖1中存儲程序數字計算機2與外部裝置的互聯與數據交換。閃存(FLASH)2-5，用來存儲整個十字路口紅綠燈控制系統的控制程序。中央處理單元(CPU) 2-1通過數據總線和地址總線將上述部件相連，并通過控制總線實現各個部件有序地工作。當將它與十字路口紅綠燈組合時，一旦操作者輸入系統的參數到存儲程序數字計算機2的輸入端口時，應用系統首先將操作者輸入的數據存入電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2-2，然后應用系統就能完全操縱所有的控制功能。
[0036]3.中央處理單元(CPU)2_1的結構如圖3所示，中央處理單元(CPU)2_1包括算數/邏輯單元(ALU) 2-1-1，控制及定時電路2-1-3，隨機存取存儲器(RAM) 2_1_2。它由一個存儲寄存器陣列組成，并且該陣列是公知的。通常，特別包含一個存儲將由算數/邏輯單元(ALU)2-1-1操作的運算數之一的累加寄存器，一個程序計數器，一個指令寄存器和解碼器以及地址寄存器。
[0037]算數/邏輯單元(ALU) 2-1-1將提供給它的二進制數據實行算數邏輯運算。盡管未顯示出，但該算數/邏輯單元(ALU) 2-1-1也包括一個地址，該地址能夠依據二進制算術的邏輯組合兩個寄存器的內容。該裝置允許該處理器執行算數操作從存儲器獲得的數據。控制及定時電路2-1-3是中央處理單元(CPU)2-1中的主要功能單元，用來保持所需處理任務需要過程的正確順序。當指令被取出并解碼后，控制電路采用合適的信號啟動適當的處理行為。
[0038]4.本發明最佳實施例的結構如圖4所示，它對應圖1所示的一種自動十字路口紅綠燈控制裝置結構示意圖。整個系統功能通過圖2和圖3所述的三大總線聯系在一起，即存儲程序數字計算機2經過多個邏輯接口共同控制交通燈6的狀態。其中邏輯接口包括幀差閾值讀取、自適應閾值調整、超聲波設備高度值讀取、循環判斷次數讀取、堵車/暢通有效判斷。所有這些邏輯接口將操作者輸入的數據或者攝像頭1-1和超聲波模塊1-3采集的數據7作為輸入，經過一系列邏輯運算，輸出紅綠燈的狀態給紅綠燈控制接口 5，由紅綠燈控制接口 5完成紅綠燈狀態轉變。
[0039]5.一個整體算法控制程序流程圖如圖5所示，整個程序步驟都是通過執行存儲在存儲程序數字計算機閃存(FLASH)上的一系列相關指令完成的。當操作者開啟該套系統后，存儲程序數字計算機2首先對各個硬件模塊進行初始化，包括:攝像頭1-1、超聲波模塊1-3、IXD顯示模塊4-1、紅綠指示燈和控制電路模塊4-2。隨后，立即讀取保存在存儲程序數字計算機電可擦除自讀存儲器(EEPROM) 2-2中的系統參數，包括攝像頭幀差的閾值、攝像頭防誤判的重復采樣次數N、汽車高度范圍(cm)，這三個參數將作為十字路口通堵狀況的判定依據，一個合適的參數對整個十字路口紅綠燈控制系統來說是相當重要的。由于外部光線強度隨著時間的變化而變化，這必然會影響到我們使用幀差法來判斷道路通堵情況的準確性。所以，一個固定的幀差閾值是不可能保證系統的可靠性的。相反的，這個閾值必須隨著外部的光線變化而自動調節。當然，所有的系統參數都是可以通過操作者手工進行設置的，在系統運行的任何時刻，操作者都可以通過該套系統的輸入設備(矩陣鍵盤模塊3)依次設置各個系統參數，設置好的系統參數會立刻被保存到存儲程序數字計算機的電可擦除只讀存儲器(EEPROM) 2-2中去。等到系統參數準備就緒后，存儲程序數字計算機2開始從攝像頭1-1和超聲波模塊1-3處獲取十字路口信息，將這些信息和系統參數一道進行一系列邏輯運算(具體在堵車、暢通有效判斷算法控制程序流程圖圖7中給出)。邏輯運算的結果就是十字路口紅綠燈應該保持的狀態。存儲程序數字計算機就控制紅綠燈進行相應的狀態切換。
[0040]6.本發明的一個自適應算法控制程序流程如圖6所示，首先攝像頭1-1進行100幀取樣后，取出每一幀的亮度值累加后求平均。這樣就取得了此時外部環境平均亮度值亮度，接著馬上判斷該亮度值是否在一個可取的范圍之內，要求亮度值必須介于我們所設置的系統參數TN (晚間亮度值)和TA (午間亮度值)之間。然后再確定TVAL (幀差閾值)，其算法如下:1)如果該平均值介于TN (晚間亮度值)和TM (早上/下午亮度值)之間，其閾值為TVAL=均值/2000 ;2)如果該平均值介于TM (早上/下午亮度值)和TA (午間亮度值)之間，其閾值為TVAL=均值/1000 ；
[0041]7.本發明的堵車、暢通有效判斷算法控制程序流程如圖7所示，這部分程序首先會檢查循環檢查次數是否到0，如果不到0，再繼續進行堵車、暢通有效的判斷，并且判斷完一次后就會將總的循環判斷次數減I，該算法的所有邏輯包含一下三種情況:
[0042]I)道路空曠，沒有車通過，此時，攝像頭1-1獲取的前后兩幀圖像的亮度分量之間幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會遠遠小于圖像幀差閾值。然后，存儲程序數字計算機2繼續讀取超聲波模塊1-3測得的距離值，因為此時道路上沒有任何車通過，超聲波模塊1-3所測量到的值必然就是超聲波模塊1-3相對于路面的架設高度。所以，此時存儲程序數字計算機2控制紅綠燈模塊進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈強制進行切換。
[0043]2)道路有車通過，但是不發生擁堵，此時，由于十字路口下車的移動，攝像頭1-1獲取的前后兩幀圖像的亮度分量必然存在較大的差別，在使用幀差法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會大于圖像幀差閾值。在這種情況下，存儲程序數字計算機2直接判定十字路口車流通暢，沒有發生任何擁堵，而不會去讀取超聲波模塊1-3的測距值。所以，此時存儲程序數字計算機2控制紅綠燈模塊進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈進行強制切換。
[0044]3)道路有車通過，但是在十字路口發生了擁堵，此時，由于十字路口下面的車停止不動，攝像頭1-1獲取的前后兩幀圖像的亮度分量幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然遠小于圖像幀差閾值。然后，存儲程序數字計算機2繼續讀取超聲波模塊1-3測得的距離值，因為此時十字路口處發生了擁堵，超聲波模塊1-3所測量到的值必然就是超聲波模塊相對于路面架設的高度減去車輛的高度。所以，此時存儲程序數字計算機2控制紅綠燈模塊強制亮起紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開。當堵車消失后，該十字路口各方向的紅綠燈都能即刻恢復常態。
[0045]紅綠燈最終狀態的確定采用了 N次判斷取多數的算法，既避免了誤判的發生，又提高了紅綠燈響應的及時度。
【權利要求】
1.一種自動十字路口紅綠燈控制裝置，其特征在于，裝置由輸入設備一矩陣鍵盤模塊(3 )、輸出設備(4 )、傳感設備(I)和存儲程序數字計算機(2 )構成， 1)所述存儲程序數字計算機(2)用于存儲該系統所需要的參數，并處理所有輸入設備和傳感設備采集的信息，它由中央處理單元(CPU) (2-1)、電可擦除只讀存儲器(EEPROM)(2-2)、隨機存取存儲器(RAM) (2-3)、有1、I1、II1、IV、V五個端口的輸入輸出端口(I/O)(2-4)和閃存(FLASH) (2-5)構成，電可擦除只讀存儲器(EEPROM) (2_2)、隨機存取存儲器(RAM) (2-3)、輸入輸出端口(I/O) (2-4)和閃存(FLASH) (2-5)分別與中央處理單元(CPU)(2-1)連接，中央處理單元(CPU) (2-1)由算數/邏輯單元(ALU) (2_1_1)，控制及定時電路(2-1-3)，隨機存取存儲器(RAM) (2-1-2)構成，算數/邏輯單元(ALU) (2_1_1)與隨機存儲存儲器(RAM) (2-1-2)連接后二者分別與控制及定時電路(2-1-3)連接； 所述輸出設備(4)用于顯示整個系統參數和整個系統運行狀態，由LCD顯示模塊(4-1)和紅綠指示燈和控制電路模塊(4-2)組成； 所述傳感設備(I)用于獲取所監測十字路口的狀態信息，并對這些信息進行處理后傳送給存儲程序數字計算機(2)，由攝像頭(1-1)、視頻輸入與解碼芯片(1-2)和超聲波模塊(1-3)組成； 2)所述傳感設備(I)的攝像頭(1-1)與視頻輸入與解碼芯片(1-2)連接，視頻輸入與解碼芯片(1-2)與存儲程序數字計算機(2)的輸入端口 I連接，傳感設備(I)的超聲波模塊(1-3)與存儲程序數字計算機(2)的輸入端口 II連接；矩陣鍵盤模塊(3)與存儲程序數字計算機(2)的輸入端口 III連接；存儲程序數字計算機(2)的輸出端口 IV與輸出設備(4)的LCD顯示模塊(4-1)連接，存儲程序數字計算機(2)的輸出端口 V與輸出設備(4)的紅綠指示燈和控制電路模塊(4-2)連接。
2.根據權利要求1所述的一種自動十字路口紅綠燈控制裝置，其特征在于，所述存儲程序數字計算機是依據傳感設備攝像頭(1-1)所采集的當前外部環境亮度來動態計算圖像中貞差閾值。
3.根據權利要求1所述的一種自動十字路口紅綠燈控制裝置，其特征在于，所述存儲程序數字計算機(2)包括一個存儲程序數字計算機，該存儲程序數字計算機(2)除存儲動態計算圖像幀差閾值的程序和十字路口狀態判斷程序外，還允許存儲更進一步操作的程序。
4.如權利要求1所述的一種自動十字路口紅綠燈控制裝置，其特征在于，為提供的可靠的紅綠燈狀態控制，并同時盡量提高紅綠燈的響應的及時度，存儲程序數字計算機(2)執行如下步驟， 1)需要為圖像幀差法選取一個合適的閾值，首先，攝像頭(1-1)進行100幀圖像取樣后，取出每一幀的亮度值累加后求平均，這樣就取得了此時外部環境平均亮度值亮度，然后根據平均亮度值亮度和早中晚參考亮度值TM、TA、TN計算當前圖像幀差閾值； 2)提高紅綠燈響應的及時度，避免了誤判的發生，首先存儲程序數字計算機(2)會讀取操作者預先設定的防誤判的重復采樣次數N，然后進行每次十字路口交通狀態判斷后，對該重復采樣次數進行減I操作，并判斷該值是否到0，如果到0，直接退出本輪判斷，如果不為0，繼續進行下一次判斷，直到某種十字路口狀態達到了 3/4N，然后，再結合超聲波模塊(1-3)獲取的車輛高度值來決定這個狀態是否有效。
5.如權利要求1所述的一種自動十字路口紅綠燈控制裝置的應用，其特征在于，在十字路口發生局部堵塞的時候，該十字路口的各方向的交通燈都亮紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，就能使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開，從而避免長時間的嚴重交通堵塞，當堵車消失后，該十字路口各方向的交通燈都能即刻恢復常態，以達到緩解十字路口嚴重交通堵塞的目的；在中央處理單元CPU(2-1)讀取完電可擦除只讀存儲器(EEPROM) (2-2)中所保存的系統參數后，系統進入真正的十字路口紅綠燈控制狀態，此時，攝像頭(1-1)和超聲波模塊(1-3)都對準了十字路口的重疊區域，考慮下面三種情況: 1)道路空曠，沒有車通過，此時，攝像頭1-1獲取的前后兩幀圖像的亮度分量之間幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會遠遠小于圖像幀差閾值，然后，中央處理單元CPU(2-1)繼續讀取超聲波模塊(1-3)測得的距離值，因為此時道路上沒有任何車通過，超聲波模塊(1-3)所測量到的值必然就是超聲波模塊(1-3)相對于路面的架設高度，所以，此時中央處理單元CPU(2-1)控制紅綠指示燈和控制電路模塊(4-2)進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈強制進行切換； 2)道路有車通過，但是不發生擁堵，此時，由于十字路口下車的移動，攝像頭(1-1)獲取的前后兩幀圖像的亮度分量必然存在較大的差別，在使用幀差法對兩幀圖像的亮度分量進行累加后相減，所得到的值必然會大于圖像幀差閾值，在這種情況下，存儲程序數字計算機(2)直接判定十字路口車流通暢，沒有發生任何擁堵，而不會去讀取超聲波模塊(1-3)的測距值，所以，此時存儲程序數字計算機(2)控制紅綠指示燈控制電路模塊(4-2)進行正常運轉，即間隔一定的時間紅綠燈進行強制切換； 3)道路有車通過，但是在十字路口發生了擁堵，此時，由于十字路口下面的車停止不動，攝像頭(1-1)獲取的前后兩幀圖像的亮度分量幾乎沒有差別，在使用幀差算法對兩幀圖像的亮度分量進行累 加后相減，所得到的值必然遠小于圖像幀差閾值，然后，存儲程序數字計算機(2)繼續讀取超聲波模塊(1-3)測得的距離值，因為此時十字路口處發生了擁堵，超聲波模塊(1-3)所測量到的值必然就是超聲波模塊(1-3)相對于路面架設的高度減去車輛的高度，所以，此時存儲程序數字計算機(2)控制紅綠指示燈和控制模塊(4-2)強制亮起紅燈，禁止各方向來的汽車進入十字路口內，使已被堵在十字路口內的汽車自行地離開，當堵車消失后，該十字路口各方向的紅綠燈都能即刻恢復常態。
【文檔編號】G08G1/087GK103761882SQ201310579112
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月18日 優先權日:2013年11月18日
【發明者】李武鋼, 鄭嘉利, 李平, 黎相成, 鄧林 申請人:廣西師范學院