智能交通信号灯及控制系统和应急控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能交通信号灯及控制系统和应急控制方法，其中智能交通信号灯包括：AC/DC转换器、蓄电池、电源切换器、信号灯盘、RGB颜色传感器和信号灯控制器；所述电源切换器用于控制AC/DC转换器或蓄电池向信号灯盘供电；所述RGB颜色传感器设置于信号灯盘上，用于检测信号灯盘的RGB特征值；所述信号灯控制器与RGB颜色传感器连接，用于根据RGB特征值确定信号灯盘的显示状态，并在显示异常时产生控制信号给电源切换器，从AC/DC转换器供电切换至蓄电池供电。本发明专利技术通过RGB颜色传感器直接检测灯色的显示状态，提高了故障检测的准确度，且在显示异常时切换至蓄电池供电，避免了供电故障导致信号灯不能工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种智能交通信号灯及控制系统和应急控制方法。
技术介绍
随着城市人口越来越密集，车辆越来越多，缓解城市交通拥堵成为每个城市发展急需解决的问题。实时优化城市交通控制信号，提高道路通行效率，使得交通信号灯更加智能化，是解决城市拥堵问题的必由之路。目前的交通信号灯主要是由路口的交通信号机来实现对于故障的检测。其主要检测方法是通过获取每个信号灯盘的电流大小来大概估算灯盘的显示状态。该检测方法容易会造成检测结果的不准确，如果交通信号机与信号灯盘之间的电源线由于施工、雷击等原因被破坏，则根本无从检测到相关数据。其次，如果信号灯盘本身有部分灯珠不亮，则信号机也很难检测到。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有交通信号灯检测信号灯盘的电流大小来估算显示状态容易导致判断不准确的问题，提供一种智能交通信号灯及其控制系统和应急控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种智能交通信号灯，包括：AC/DC转换器、蓄电池、电源切换器、信号灯盘、RGB颜色传感器和信号灯控制器；所述电源切换器用于控制所述AC/DC转换器或蓄电池向所述信号灯盘供电；所述RGB颜色传感器设置于所述信号灯盘上，用于检测信号灯盘的RGB特征值；所述信号灯控制器与所述RGB颜色传感器连接，用于根据所述RGB特征值确定所述信号灯盘的显示状态，并在显示异常时产生控制信号给所述电源切换器，从AC/DC转换器供电切换至蓄电池供电。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述智能交通信号灯还包括通讯模块，用于通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收的交通信号机的灯色数据；所述信号灯控制器包括灯色控制单元，用于检测通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收的交通信号机的灯色数据是否一致，否则请求重发数据，是则根据灯色数据检测绿冲突；当未检测到绿冲突时，判定灯色数据有效，并根据所述灯色数据控制所述信号灯盘的灯色，当检测到绿冲突时，控制所述信号灯盘全红显示预定时间，并按预存的灯色方案显示灯色。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述智能交通信号灯还包括视频采集模块，所述信号灯控制器包括视频检测单元，用于根据采集的视频检测路口内是否有车辆或行人滞留，是则发送异常信号给所述灯色控制单元，控制路口的信号灯盘全红显示预定时间。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述视频检测单元通过以下步骤基于改进的ViBe算法检测路口内是否有车辆或行人滞留：1)根据灯色数据检测当前时刻为红灯开始时刻时，基于ViBe算法进行背景初始化；2)根据灯色数据检测当前时刻为红灯结束时刻时，检测当前帧图像的前景和背景，通过以下公式对每个像素点进行判断，进而实现背景更新：其中，Mi(x)表示第i帧像素x的Vibe背景模型，Pi(x)表示第i帧像素x的像素值；3)使用当前帧减去背景帧，阈值化后检测出图像序列的目标，并经预处理后检测出目标区域的边缘轮廓线，得到矩形目标；4)根据得到的矩形目标判断是否属于静止目标，是则判断路口内存在车辆或行人滞留，否则判断不存在。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述视频检测单元判断矩形目标的存在时间是否大于1/2个绿灯周期，并判断矩形目标的长宽是否符合车辆或者行人的1/2尺寸，在满足上述两个条件时判断该矩形目标为静止目标，否则判断为非静止目标。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述智能交通信号灯还包括温度传感器、湿度传感器和/或环境光亮度传感器，所述视频检测单元还用于根据所述温度传感器、湿度传感器和/或环境光亮度传感器的检测结果得到天气状况。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述智能交通信号灯还包括显示模块，且所述信号灯控制器还包括显示驱动单元，所述显示驱动单元与所述显示模块连接，用于驱动所述显示模块显示信号灯电源状况、天气状况、道路状况和/或路口车辆状况。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯中，所述信号灯控制器还包括报警单元，用于在检测到信号灯盘显示异常或者在启动预存的灯色方案时通过通讯模块发送报警信号给指挥中心。本专利技术还提供了一种智能交通信号灯控制系统，包括交通信号机以及多个如前所述的智能交通信号灯；所述交通信号机与所述多个智能交通信号灯通讯，用于发送灯色数据给所述多个智能交通信号灯。本专利技术还提供了一种智能交通信号灯的应急控制方法，所述应急控制方法包括以下步骤：S1、通过RGB颜色传感器检测信号灯盘的RGB特征值；S2、根据所述RGB特征值确定所述信号灯盘的显示状态，并在显示异常时产生控制信号给电源切换器，由AC/DC转换器向信号灯盘供电切换至蓄电池向信号灯盘供电。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述应急控制方法还包括灯色控制步骤：通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收交通信号机的灯色数据；检测通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收的交通信号机的灯色数据是否一致，否则请求重发数据，是则根据灯色数据检测绿冲突；当未检测到绿冲突时，判定灯色数据有效，并根据所述灯色数据控制所述信号灯盘的灯色，当检测到绿冲突时，控制所述信号灯盘全红显示预定时间，并按预存的灯色方案显示灯色。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述应急控制方法还包括视频检测步骤：用于根据采集的视频检测路口内是否有车辆或行人滞留，是则发送异常信号给所述灯色控制单元，控制路口的信号灯盘全红显示预定时间。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述视频检测步骤中基于ViBe算法检测路口内是否有车辆或行人滞留的步骤如下：根据灯色数据检测当前时刻为红灯开始时刻时，基于ViBe算法进行背景初始化；根据灯色数据检测当前时刻为红灯结束时刻时，检测当前帧图像的前景和背景，通过以下公式对每个像素点进行判断，进而实现背景更新：其中，Mi(x)表示第i帧像素x的Vibe背景模型，Pi(x)表示第i帧像素x的像素值；使用当前帧减去背景帧，阈值化后检测出图像序列的目标，并经预处理后检测出目标区域的边缘轮廓线，得到矩形目标；根据得到的矩形目标判断是否属于静止目标，是则判断路口内存在车辆或行人滞留，否则判断不存在。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述视频检测步骤中判断矩形目标的存在时间是否大于1/2个绿灯周期，并判断矩形目标的长宽是否符合车辆或者行人的1/2尺寸，在满足上述两个条件时判断该矩形目标为静止目标，否则判断为非静止目标。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述视频检测步骤中还结合温度传感器、湿度传感器和/或环境光亮度传感器的检测结果得到天气状况。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述应急控制方法还包括显示步骤，用于驱动显示模块显示信号灯电源状况、天气状况、道路状况和/或路口车辆状况。在根据本专利技术所述的智能交通信号灯的应急控制方法中，所述应急控制方法还包括报警步骤，用于在检测到信号灯盘显示异常或者在启动预存方案时发送报警信号给指挥中心。实施本专利技术的智能交通信号灯及控制系统和应急控制方法，具有以下有益效果：本专利技术通过RGB颜色传感器直接检测信号灯盘的RGB特征值，并判断灯色的显示状态是否正常，该方式与人眼观察到的情况一致，提高了故障检测的准确度，并且可在显示异常时切换至蓄电池供电，解决本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能交通信号灯，其特征在于，包括：AC/DC转换器、蓄电池、电源切换器、信号灯盘、RGB颜色传感器和信号灯控制器；所述电源切换器用于控制所述AC/DC转换器或蓄电池向所述信号灯盘供电；所述RGB颜色传感器设置于所述信号灯盘上，用于检测信号灯盘的RGB特征值；所述信号灯控制器与所述RGB颜色传感器连接，用于根据所述RGB特征值确定所述信号灯盘的显示状态，并在显示异常时产生控制信号给所述电源切换器，从AC/DC转换器供电切换至蓄电池供电。

【技术特征摘要】
1.一种智能交通信号灯，其特征在于，包括：AC/DC转换器、蓄电池、电源切换器、信号灯盘、RGB颜色传感器和信号灯控制器；所述电源切换器用于控制所述AC/DC转换器或蓄电池向所述信号灯盘供电；所述RGB颜色传感器设置于所述信号灯盘上，用于检测信号灯盘的RGB特征值；所述信号灯控制器与所述RGB颜色传感器连接，用于根据所述RGB特征值确定所述信号灯盘的显示状态，并在显示异常时产生控制信号给所述电源切换器，从AC/DC转换器供电切换至蓄电池供电。2.根据权利要求1所述的智能交通信号灯，其特征在于，所述智能交通信号灯还包括通讯模块，用于通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收的交通信号机的灯色数据；所述信号灯控制器包括灯色控制单元，用于检测通过CAN总线和紫蜂无线通讯方式接收的交通信号机的灯色数据是否一致，否则请求重发数据，是则根据灯色数据检测绿冲突；当未检测到绿冲突时，判定灯色数据有效，并根据所述灯色数据控制所述信号灯盘的灯色，当检测到绿冲突时，控制所述信号灯盘全红显示预定时间，并按预存的灯色方案显示灯色。3.根据权利要求1所述的智能交通信号灯，其特征在于，所述智能交通信号灯还包括视频采集模块，所述信号灯控制器包括视频检测单元，用于根据采集的视频检测路口内是否有车辆或行人滞留，是则发送异常信号给所述灯色控制单元，控制路口的信号灯盘全红显示预定时间。4.根据权利要求3所述的智能交通信号灯，其特征在于，所述视频检测单元通过以下步骤基于改进的ViBe算法检测路口内是否有车辆或行人滞留：1)根据灯色数据检测当前时刻为红灯开始时刻时，基于ViBe算法进行背景初始化；2)根据灯色数据检测当前时刻为红灯结束时刻时，检测当前帧图像的前景和背景，通过以下公式对每个像素点进行判断，进而实现背景更新：其中，Mi(x)表示第i帧像素x的Vibe背景模型，Pi(x)表示第i帧像素x的像素值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纪奎，
申请(专利权)人：深圳尚桥信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44