摘要：近些年以来, 交通拥堵现象正在呈现严重的趋向, 有关部门对此也在给予更多的关注。在城市现有的整个交通网络中, 应当能够凭借交通信号灯来实现全方位的城市交通控制。与常规交通灯控制模式相比, 智能交通灯建立于信息化手段之上, 运用智能化的途径与方式来监控路口交通, 对于绿灯与红灯的改变时间也能予以妥善控制。因此可见, 智能交通灯系统与机器视觉技术的全面融合具备突显的交通控制优势, 针对整个城市道路现有的通行能力予以全面优化, 同时也杜绝了频繁性的交通拥堵。从城市交通体系的视角来看, 智能交通灯系统在客观上有益于节约交通控制资源并且缩短了行人过路的等待时间, 因此其具备优良的推广价值。
关键词：机器视觉; 智能交通灯控制系统; 具体设计;
对于城市路口而言, 其如果要实现顺畅的人车通行, 那么不能够欠缺交通灯对其加以全方位的控制。在传统的交通控制模式下, 交管部门通常都会凭借各个时间段内的调查结论来限定车流量, 进而设定了变化红绿灯的间隔时间。但是实际上, 各个城市路口都呈现随机性较强的车流变化状态, 因此如果将其限定于固定的间隔时间, 那么很可能欠缺科学性。在目前状况下, 很多城市路口都呈现车辆排队过长的不良现象, 然而通过绿灯的车流量却是相对较少的。因此为了从源头上转变此种现状, 针对固定时间间隔的红绿灯变化模式需要予以相应的转变, 确保在控制交通灯的全过程中融入机器视觉控制模式。相比而言, 建立于机器视觉前提下的新型交通控制系统设置了实时性的模块处理, 因此在根本上保障了通过路口车辆的顺利通行, 避免产生频繁性的交通拥堵。
1 设计控制系统的基本思路
机器视觉技术相比于传统控制模式而言, 其自身具备更高层次的灵活性以及敏锐度。这是因为, 机器视觉运用了实时性与自动化的智能控制模式, 在开展实时监控的前提下密切关注了通过路口的各个时间段车流量。具体而言, 针对交通灯控制的智能化系统在着手进行设计时, 应当依照如下思路予以优化设计:
首先, 对于整个系统有必要将其分成三个交通灯颜色, 其分别为红灯、黄灯与绿灯。在划分颜色的前提下, 再去为其设置特定的循环次序。对于交替通行的南北方向以及东西方向车流而言, 应当为其分配必要的通行时间段。在上述的不同方向上, 应当随时能够调整当前现有的停车时间以及通过路口时间。
其次, 某个路口如果亮起红灯, 则代表着当前禁止通行, 对其需要配备相应的语言提示。具体而言, 可以将上述语言设计为“当前禁止通过该路口, 注意通行安全”。控制系统针对特定时间段发送过来的各项处理请求都要予以妥善处理, 可以预先设置必要的中断通行时间。系统一旦给出了中断响应的指令, 那么应当暂停车流通行以及行人通行。在上述时间段里, 如果涉及到救护车或者其他类型的特殊车辆, 则应当准许其正常通过该路口。
对于夜间模式应当妥善予以设置。具体在设置夜间模式时, 应当将黄灯闪烁设计成相应的夜间提示信号。因此在夜间的整个时间段里, 处于南北向或者东西向的过往车辆一旦遇到路口闪烁的黄灯, 则意味着将要减速并且缓慢实现通行。针对不同的时间段而言, DSP模块都能够密切关注车流变化的现状, 进而给出因地制宜的通行调整对策。
2 具体的控制系统设计
2.1关于顶层设计
在整个控制系统的范围内, 核心器件应当设计为主控芯片, 在此前提下妥善完成相应的顶层系统设计。在这其中, 系统应当能够凭借计数器来实现各个时间段的车流量控制, 针对上述的控制信号应当能够将其分成红灯、黄灯以及绿灯的不同信号类型, 上述三类信号分别对应着10、01以及00的输出数据。因此可见, 针对顶层设计应当将其限制于特定的交通灯变换次序, 其分别代表着准许或者禁止特定车道上的车辆行驶。与此同时, 对于整个系统还需为其配置必要的通行模块以及禁行模块, 上述两类模块应当能够衔接集成语音电路, 对于实时性的信号予以相应的发出处理。
2.2关于计数器模块
计数器模块应当包含红减法、黄减法以及绿减法的三类系统模块。具体在设置上述的模块时, 关键在于确定与之相适应的禁止通行时间。例如:如果运用绿减法的计数器来调控南北通行的车流与行人, 那么首先应当设置相应的预设数值, 将其作为初始的预置数值。在此前提下, 计数器模块就可以分别用来调控左转信号、右转信号以及直行信号等。通常情况下, 智能控制系统应当配置三进制的特殊模块, 对此在详细予以设计时可以选择VHDL的设计语言。
2.3其他相关的模块设计
除了上述模块以外, 交通灯控制模块还应当包含人行通道控制、转弯控制以及其他类型的模块控制。例如在涉及到整个路口的四个方向都禁止通行时, 应当将红灯设置在两侧主干道的位置上, 对于四个方向现有的信号灯开关都应当予以相应的控制。具体在选择总线型数据时, 系统应当能够精确显示当前阶段的地址以及计数结果, 针对各个时间段输出的数值予以全方位的精确监控。此外在必要时, 针对整个系统还需予以特殊的手动控制, 对于当前的通行时间能够随时进行相应的切换控制。
图1 计数器的控制模块
3 基于机器视觉的新型设计技术
3.1射频识别技术
从当前现状来看, 射频识别技术已经能够适用于机器视觉的控制系统。与传统技术模式相比, 建立于射频识别之上的新型智能控制模式具备突显的技术优势。这是因为, 射频识别能够借助自动化的方式来判断特定的目标信息, 凭借射频信号来完成非接触式的空间耦合识别。因此在涉及到特定类型的物体检测时, 运用上述技术体现为便捷性与精确性的检测优势, 对此也可以称之为RFID技术。在这其中, RFID模块通常来讲应当包含接收器、处理数据的模块、预置调节模块、阅读器以及时间调节模块。
如果能够在智能交通灯的整体系统内部安装RFID模块, 那么必须为其配置相应的电子标签。在阅读器的配合下, 对于通过特定路口的车辆信息都能予以精确的识别, 然后将其写入相应的系统模块中。通过运用上述的信息接收方式, 系统接收器就能够妥善处理实时性的网络数据, 进而针对每秒钟通过特定路口的行人总量以及车辆总数予以精确统计, 据此给出调节三种信号灯的时间间隔。通常来讲, 对于十字路口如果要布置相应的阅读器以及电子标签, 那么最好将其控制于300米左右的间隔距离, 上述做法是为杜绝检测误差的出现。
3.2集成性的语音提示技术
技术人员具体在设置语音提示电路时, 应当布置集成性的提示模块。具体在实践中, 针对上述模块可以将其设计为特定型号的语音芯片, 以此作为录音电路。具体在操作时, 首先需要在整个系统内部录入特定的提示语音, 然后针对不同的触发器位置都要给出与之相应的提示语音。因此可见, 交通灯控制系统不能够缺少语音提示模块, 通过运用语音提示的方式来保障各方向车辆都能够顺畅通行, 从而全面杜绝了频繁出现交通拥堵。
4 结束语
经过上述分析可知, 具备智能性特征的交通灯控制体系建立于机器视觉技术的前提下, 其中包含DSP模块、采集视频的模块、电源模块、驱动信号灯的模块、摄像机以及时钟模块等。具体在运行时, 针对各个路口当前现有的车流量视频能够予以实时性的拍摄, 进而通过搜集得到精确度较高的视频数字信号, 然后再将其传输至处理模块以及控制模块。通过运用上述的视频处理措施, 应当可以归纳得出特定时间段的车流总量, 以便于随时监控交通灯的改变状态。因此可见, 智能化的城市交通灯控制方式应当将DSP模块设计为处理核心, 其通常来讲涉及到模糊控制以及其他相关算法。对于整个系统现有的软硬件都要予以详细编写, 在此前提下着眼于智能化的路口交通灯控制, 确保其在根本上能够符合机器视觉控制的宗旨与目标。
参考文献
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[2]陆海全, 李志军, 闫非凡等.基于单片机的智能交通灯控制系统[J].电子技术与软件工程, 2016 (03) :51-53.