[发明专利]一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法

说明书

本发明提供一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，采用交通路口特有的平面结构建立坐标系统，并根据车道特征对应矩形坐标区域，将车辆的GPS定位信息对应匹配到已经建立的坐标系中，根据统计车道方向红灯等待区的车数量从而给定本车道方向绿灯的持续时长，使交通信号灯的绿灯时长更贴近现场实际车辆情况，机动性强，更不易造成堵车现象。不但能够根据实际路口的车辆情况机动控制交通信号灯，有效防止路口堵塞，提高车辆行进效率，同时还能将路口的信号灯状态和发生堵塞的抓拍照片发至区域内的驾驶员，为驾驶员提供路径规划的参考，使司机驾驶更顺畅。

技术领域

本发明涉及交通信号灯控制、GPS定位及图像处理技术领域，特别涉及一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法。

背景技术

随着城市化的进展和汽车的普及，世界各国的机动车交通数量急剧增加。如何能够改善恶化的交通状况，减少拥堵，提高运输效率并提高交通的安全性，则成为社会重视的问题。

城市道路交通信号控制是现代城市交通管理的一个极其重要的方面，其管理与控制的优劣将直接影响城市道路交通拥堵或疏通的效果。交通信号灯自19世纪70年代在英国诞生以来，已经成为全世界有效的管理和疏导交通的主要手段。我国2005年后已开始对交通信号控制系统有了系统性的研究和开发，但还不能完全的解决交通不畅的问题，因此目前研发一套具有智能性、扩展性、开放性的城市干道交通信号控制系统已是中国城市实现交通畅通的重要任务。

目前我国交通信号灯控制的方式分为三种：①定时控制：根据交叉路口一定时间的交通预先确定所有的控制参数，即周期、相位和绿信比，人为设置方案(配时参数)。这种控制方式的缺点在于方案的好坏取决于系统管理者事先的判断能力，同时缺乏灵活性，不能根据车流的具体情况灵活控制；②车辆感应式控制：根据交通路口的交通量需求变换信号灯，没有固定的周期、相位和绿信比。车辆感应控制使用感应式控制机，由于感应控制机的工作模式是车辆的串行独立感应的工作模式，因此会出现一干道连续通车时，易造成另一干道车辆阻塞的情况，同时车辆感应机的安装和维护的成本较高，稳定性较差。③智能优化控制：主要是基于计算机技术和通信技术的控制方式，其中一类是基于数字图像处理(Digital Image Processing)技术的交通视频监测系统，但图像技术对自然条件恶劣(暴雨、大雪)等的条件的处理存在问题。另一类是基于GPS(Global positioning System)技术的交通监测系统，但主要是利用定位功能实现对公交车、紧急救助系统等特种车辆的信号控制，还没有基于GPS定位技术对交叉路口车辆进行实时监测，实现对交通信号灯的统一调度和管理的智能控制系统。

发明内容

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，采用交通路口特有的平面结构建立坐标系统，并根据车道特征对应矩形坐标区域，为交通路口车辆的统计提供了前提条件；将车辆的GPS定位信息对应匹配到已经建立的坐标系中，能够统计出坐标系中的矩形区域范围内的车辆数量；根据统计车道方向红灯等待区的车数量从而给定本车道方向绿灯的持续时长，使交通信号灯的绿灯时长更贴近现场实际车辆情况，机动性强，更不易造成堵车现象。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于图像和GPS信息融合的交通信号灯控制方法，包括以下步骤：

步骤一、基于交通路口的坐标系构建：

首先通过系统坐标构建及初始化模块进行坐标构建及初始化，定义坐标原点的位置；坐标系的构建根据交叉路口的结构而定，例如：“十”字路口或“丁”字路口等和宽度，例如：2排道或4排道等，可以构建一个坐标系统也可以构建多个坐标系统，取决于道路的结构和运算的需要；坐标系统构建结束并进行初始化完成后，双黄线的位置、车道分割线：白色单实线的位置、斑马线-人行横道线的位置已在坐标系统中进行了定位；

步骤二、车载GPS将车辆位置信息发送至车辆数据接收和处理模块：