[发明专利]交通信号灯智能控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种交通信号灯智能控制系统的控制方法，所述交通信号灯智能控制系统包括：四个CCD摄像头、信号处理器和控制器，其中：四个CCD摄像头分别安装在路口的四个来车方向上且距地面的高度为H，四个CCD摄像头的输出端分别与信号处理器的输入端相连传输图像信号，信号处理器的输出端与控制器的输入端相连传输控制指令，控制器的输出端与交通信号灯的继电开关电路相连传输电压驱动信号；所述的H的范围是8m～10m；其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

第一步，建立世界坐标系，对摄像头参数进行标定，进而得到计算机图像坐标系与世界坐标系的转换关系；

所述的建立世界坐标系是：将世界坐标系中的Z_j轴与直行/左转行车方向分界线重合且指向行车的方向为正方向，令X_j为零，将原点设置在停车线与行车方向分界线的交点上，Y_j轴与停车线重合且以行车的左侧为正方向；

第二步，对摄像头得到的车流图像依次进行畸变校正、锐化和透视变换处理；

第三步，提取上一步得到的车辆图像的边缘，并根据数学形态学滤波法滤除边缘检测图中的杂线条，即滤除图像中的非车辆边缘线的车道线和交通标志箭头；

第四步，对第三步获取的图像按照道路行车类型进行切割，即将图像中的每个方向上等待通行的机动车道路分别按右转、直行和左转三种类型沿着行车类型分界线进行切割，得到三幅分别为为右转、直行和左转行车类型的车辆边缘检测子图；

第五步，将切割后的右转、直行、左转行车类型的车辆边缘检测子图分别进行边界像素投影且累加边界点得到每种类型车道上边界像素点累加分布图，进而得到计算机图像坐标系下每个方向每种类型车道上等待通行车辆排队长度的像素分布；

第六步，根据计算机图像坐标系图像中等待通行车辆排队长度的像素分布和计算机图像坐标系与世界坐标系的转换关系，得到世界坐标系中每个方向每种类型车道上等待通行车辆的排队长度，即实际排队长度；

第七步，根据车速和车辆的排队长度，得到每个方向每种类型车道上车辆全部通行所需的时间；

第八步，根据得到的每个方向每种类型车道上车辆全部通行的时间，控制交通信号灯的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的交通信号灯智能控制方法，其特征是，所述的信号处理器包括：四个图像输入接口、图像处理模块和输出接口，其中：第一CCD摄像头和第一图像输入接口的输入端相连传输第一路图像信号，第二CCD摄像头和第二图像输入接口的输入端相连传输第二路图像信号，第三CCD摄像头和第三图像输入接口的输入端相连传输第三路图像信号，第四CCD摄像头和第四图像输入接口的输入端相连传输第四路图像信号，四个图像输入接口的输出端分别与图像处理模块的输入端相连并行传输四路图像信号，图像处理模块的输出端与输出接口的输入端相连传输控制指令，输出接口的输出端与控制器相连传输控制指令。

3.根据权利要求1所述的交通信号灯智能控制方法，其特征是，第三步中所述的滤除边缘检测图中的杂线条是采用数学形态学滤波法探测图中的直线，并结合车道的位置信息，将图像中的车道线和交通标志箭头去除，即将车道线及车辆行驶方向指示箭头上所有像素点的黑色全部转换为白色。

4.根据权利要求1所述的交通信号灯智能控制方法，其特征是，第五步中所述的将切割后的右转、直行、左转行车类型的车辆边缘检测子图分别进行边界像素投影，即每种类型车道上的车辆的边界像素分别向Z_j轴的计算机图像坐标系的直线投影且累加边界点得到每种类型车道上边界像素点累加分布图，进而得到计算机图像坐标系下每个方向每种类型车道上等待通行车辆排队长度的像素分布；

所述的每种类型车道上等待通行车辆排队长度的像素分布是该类型车道上边界像素点累加分布图上最后一个边界像素点的坐标。