一种交通信号灯控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种交通信号灯控制系统，包括控制器和与控制器连接的图像采集装置，所述图像采集装置采集十字路口四个方向的图像，所述控制器根据采集的图像控制交通信号灯亮灭时间。与现有技术相比，能够根据交通流量，实时精准地实现各个交通信号灯的控制，能够增加原有定时交通信号灯对复杂交通路况的适应性，校准并优化集中协调式交通网。

【技术实现步骤摘要】
一种交通信号灯控制系统
本专利技术涉及交通信号灯控制领域，尤其是涉及一种交通信号灯控制系统。
技术介绍
现有的交通信号灯控制系统，各个路口的红绿灯的间隔时间，即信绿比总是一成不变的，不能随着路上的车流量的多少来实时的改变红绿灯的间隔时间，但十字路口经常会出现一个方向的车流量多，另一个方向的车流量少的情况，这样一成不变的交通灯控制系统浪费了大家的许多时间，也是城市交通拥堵的主要来源。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种交通信号灯控制系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种交通信号灯控制系统，包括控制器和与控制器连接的图像采集装置，所述图像采集装置采集十字路口四个方向的图像，所述控制器根据采集的图像控制交通信号灯亮灭时间。所述的控制器为单片机。所述的单片机为STM32F103单片机。所述的STM32F103单片机外接8MHz晶振电路和32.768kHz晶振电路。所述的8MHz晶振电路由8MHz晶振和2个22pf电容组成。所述的32.768kHz晶振电路由32.768kHz晶振和2个15pf电容组成。所述的图像采集装置为智能摄像头。所述的智能摄像头为OpenMV4智能摄像头。所述的图像采集装置有四个，四个所述图像采集装置分别采集十字路口四个方向的图像。所述的控制器根据采集的图像控制交通信号灯亮灭时间的过程包括：图像采集装置根据采集的图像判断四个方向的车流量，并将车流量传输至控制器，控制器将接收到的四个方向的车流量进行对比，将车流量最少方向的绿灯通行时间在原定时间基础上缩短一半，将车流量最多方向的绿灯通行时间在原定时间基础上增加一半。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)能够通过路口的图像采集装置来实时检测识别追踪车流量，然后将采集的车流量数据发送给控制器，控制器将接收到的数据进行数据处理，根据各十字路口的车流量来实时分配每个路口合理的红绿灯亮灭时间，可以进一步缓解交通拥堵问题，提高道路通行效率，减少尾气排放，达到节能减排的功效；通过对车流量的实时检测及自调整，能够逐一、独立、精准的实现各个交通信号灯的控制；可以提高原有的定时红绿灯对复杂交通路况的适应性，对集中协调的交通网络进行校准和优化。(2)STM32F103单片机功耗小、实时性强、控制能力强、可靠性高、轻便小巧、易于扩展、成本低，可实现车流量数据的实时处理。(3)OpenMV4智能摄像头有图像处理模块，可实时计算车流量，且低功耗。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的复位电路示意图；图3为本专利技术的电源电路示意图；图4为本专利技术的晶振电路示意图；图5为本专利技术的使用方法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例提供一种交通信号灯控制系统，总体结构框图如图1所示，系统包括STM32F103单片机、OpenMV4智能摄像头、用户按键单元和电源单元。通过四个OpenMV4智能摄像头，采集十字路口四个方向的实时车流量，将采集的车流量数据发送给STM32F103单片机，STM32F103单片机对接收到的数据进行数据处理，最终通过系统合理地分配每个车道红绿灯的亮灭时间。OpenMV4智能摄像头可以很轻松地完成运动检测、颜色跟踪、人脸检测、光流检测、数据矩阵检测、AprilTag跟踪、图像捕获和视频录制等功能。硬件模块：1、STM32F103单片机和51系列这种8位的单片机最大的不同点是，STM32系列单片机不仅可以使用寄存器进行编程，还可以使用官方提供的库文件进行编程，不但编程方便，而且更加容易移植。STM32F系列属于中低端的32位ARM微控制器，该系列单片机按片内Flash的容量大小可分为三类，其中小容量有16K和32K、中容量有64K和128K、大容量有256K、384K和512K。特别是其中的STM32F103系列，更是成为电子行业市场上最为通用的MCU之一，是个高性能、低电压、低功耗的微控制处理器，其容量有64K和128K之分，而且工作频率最高可达72MHz。2、复位电路复位功能主要是为了防止程序运行出错或进入死循环时，可以通过按键复位使程序恢复刚上电的状态，重新执行程序。复位电路分为上电复位和按键复位。上电复位电路是由10K、按键、0.1uF的瓷片电容组成的，当刚接通电源时通过R5、C8使系统自动复位一下。当复位按键按下时，单片机的第7引脚NRST将与GND导通，从而得到一个低电平，并对系统进行复位。与51单片机复位电路不同，51单片机复位是高电平复位，STM32系列单片机是低电平复位。其电路如图2所示。3、电源电路电源电路由一根5V的USB线通过DC_5.0接口到电路中，因STM32F103单片机的工作电压为3.3V，所以需通过U1_AMS1117_3.3V降压器降压到3.3V电压，为STM32F103单片机最小系统电路提供稳定的工作电压。图3为电源电路原理图，电路中C22、C21、C20、C19电容为滤波电容，滤除和减小电路中的波动及干扰信号，以保证系统正常的工作,K1为系统电源开关。4、晶振电路晶振电路是用于产生工作时所必须的时钟信号。本系统的晶振电路有两个，一个系统运行时钟频率的外部8MHz的高速晶振和一个系统实时时钟运行的外部32.768kHz的晶振。高速晶振是由8MHz的晶振和2个22pf的电容组成，低速晶振是由32.768kHz的晶振和2个15pf的电容组成，外部8MHz的晶振主要作为高速系统运行时钟，通过设置单片机内部的时钟树以及PLL倍频，从而达到72MHz的内核处理速度，外部低速32.768kHz的晶振电路主要做RTC时钟源。其电路图如图4所示。除此之外，可设置按键电路，通过按键电路实现对交通信号灯按键与功能参数的设置。使用方法：系统初始化，然后通过四个OpenMV4智能摄像头来进行车流量的识别检测与追踪，将各方向的车流量信息进行处理，然后传到STM32F103单片机，单片机处理各方向的车流量数据，根据实时的车流量，合理地规划各方向的红绿灯亮灭时间，整个系统程序进行循环执行，就可以实时地完成车流量数据的检测识别与追踪，实时地规划各方向的红绿灯的亮灭时间，流程图如图5所示。OpenMV4智能摄像头通过背景差分法、单高斯背景模型法和camshift三种算法来完成对实时车流量的识别计算与跟踪。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通信号灯控制系统，其特征在于，包括控制器和与控制器连接的图像采集装置，所述图像采集装置采集十字路口四个方向的图像，所述控制器根据采集的图像控制交通信号灯亮灭时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种交通信号灯控制系统，其特征在于，包括控制器和与控制器连接的图像采集装置，所述图像采集装置采集十字路口四个方向的图像，所述控制器根据采集的图像控制交通信号灯亮灭时间。


2.根据权利要求1所述的一种交通信号灯控制系统，其特征在于，所述的控制器为单片机。


3.根据权利要求2所述的一种交通信号灯控制系统，其特征在于，所述的单片机为STM32F103单片机。


4.根据权利要求3所述的一种交通信号灯控制系统，其特征在于，所述的STM32F103单片机外接8MHz晶振电路和32.768kHz晶振电路。


5.根据权利要求4所述的一种交通信号灯控制系统，其特征在于，所述的8MHz晶振电路由8MHz晶振和2个22pf电容组成。


6.根据权利要求4所述的一种交通信号灯控制系统，其特征在于，所述的32.768kHz晶振电路由3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，赖晓伟，张震宇，孔旺，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31