[发明专利]一种红绿灯控制系统的视频车辆检测方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及智能交通红绿灯控制系统，尤其是红绿灯控制系统中的视频车辆检测。

二、背景技术

随着汽车的日益普及，现在城市交通拥堵日趋严重，如何采用有效的方法控制红绿灯系统的相位时间，对缓解交通拥堵非常重要。目前中国城市交通红绿灯相位时间大多还是采用固定时间方式，即在十字路口对各个方向的红绿灯时间采用固定设置。这种设置方法由于没有考虑各路口车辆实时流量，而导致红绿灯时间设置常常不合理，出现某方向车辆排队长，而绿灯时间短，另一方向车辆排队短，而绿灯时间长的现象，导致道路资源利用不合理，驾驶人员出行时间增多。

为了解决以上问题，最有效的办法就是将红绿灯相位时间调整为可变相位时间，红绿灯相位时间的设置自动根据路口各方向车流情况来决定，通过动态检测各方向车流量来动态决定红绿灯相位时间的长短。这一解决方法，目前国内已有部分城市在红绿灯控制系统中采用。目前采用的车辆检测方式是用地感线圈配合车辆检测器来完成。具体方案是一个四方向的十字路口，在每个方向安装一个车辆检测器，在每条车道下安装地感线圈，所有线圈与该方向车辆检测器相连，当有车辆从线圈上经过时，会出现电磁感应现象，车辆检测器检测到某线圈出现电磁感应现象后即判定有车从该线圈所在车道通过，车辆检测器通过专用线缆与红绿灯控制系统相连，当车辆检测器检测到车辆通过信息时，实时将检测结果传输到红绿灯控制系统，红绿灯控制系统根据接收四个方向传来的车辆信息，统计并分析各个方向车流情况，生成红绿灯相位时间，完成对红绿灯相位的动态控制。这种方法虽然有效解决了红绿灯相位时间分配不均衡的问题，但是采用车辆检测方式存在难以克服的缺点和不足：

1）安装地感线圈需要对每个车道都进行安装，安装时需要切割路面，工程量大。

2）安装地感线圈容易对道路造成破坏，影响道路美观，而且在施工期间影响道路交通，目前已有部分城市不再允许通过切割路面埋设地感线圈。

3）地感线圈易受大型车的碾压而导致设备损坏。

4）十字路口各方向的车辆检测器需要专用线缆与红绿灯控制系统相连，安装线缆需要从道路下走线，工程复杂，工作量大。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种采用视频车辆检测装置及其检测方法对十字路口四个方向车辆进行检测，将检测信息传输到红绿灯控制系统，红绿灯控制系统根据车流情况合理分配红绿灯相位时间。本发明设备简化、工程简化，红绿灯系统的可用性好，推广性强。

本发明的目的是这样达到的：采用一种视频车辆检测系统进行车辆检测，视频摄像机采集车辆检测图像，一个摄像机覆盖一个方向的所有车道，摄像机通过视频线与车辆检测器相连，车辆检测器根据摄像机采集的视频图片进行跟踪分析，检测出车辆信息，并将检测结果采用无线网络方式发送到红绿灯接入设备，红绿灯接入设备按照红绿灯控制系统要求分为四路生成0、1信号序列，将信号序列输入红绿灯控制系统，完成对红绿灯相位的控制。

所述车辆检测器根据摄像机采集的视频图片进行跟踪分析，当运动目标到达虚拟线圈，目标的大小、速度、运动方向符合车辆特征时，即可判断为车辆通过虚拟线圈，检测到车辆；控制程序包括初始化设置和系统工作流程控制。

初始化设置是：捕获图像，画车道、在车道上画虚拟线圈、进行道路标定后退出。

工作流程控制程序是：开始后调入初始参数，获取图像序列，进入动态生成背景图，然后获取目标灰度图，进行目标跟踪，对目标状态进行判断，虚拟线圈中有车还是无车，将生成有车或是无车的信息传输到无线网络，红绿灯接入设备在规定的时间内生成车辆检测信息，以信号序列的方式传送到红绿灯控制系统生成红绿灯相位生成时间。

所述红绿灯接入设备按照红绿灯控制系统要求分为四路生成0、1信号序列，是按照如下程序进行的：

红绿灯接入设备接收到无线车辆信息后，判断是有车信息还是无车信息，若是有车信息，生成序列1，是无车信息，生成序列0，然后判断是哪个方向的信息，按照4个不同的方向进行时间延时校正，按照路口4个方向设定的方向1、方向2、方向3和方向4分别生成序列1、序列2、序列3和序列4输送到红绿灯控制系统，进行相位时间控制。

视频车辆检测的具体步骤是：

1）、系统初始化设置：

画车道：将要检测的十字路口四个方向的各个实际车道重现在视频车辆图像上；画虚拟线圈：采用在视频车辆图像上画虚拟线圈来模拟原地感线圈，当目标车辆经过虚拟线圈后，即触发车辆通过信息；