基于融合超声检测与视频检测技术的智能交通信号控制器的制作方法

本发明涉及一种智能交通信号控制器。

背景技术：

随着信息技术、计算机技术、数据通信传输技术、模式识别技术、图像处理技术等学科的迅猛发展，智能交通系统(ITS)得到日益广泛的应用，极大提高了交通管理的智能化、科学化、规范化水平。特别是计算机视觉技术的发展为提高交通系统智能化程度，提供了有效手段。

作为ITS的关键组成部分，智能信号控制器的研制被广泛纳入国内诸多交通行业厂商的研制计划。我国也开始规范信号机研制标准，并于2010年11月10日颁布《道路交通信号控制机》中华人民共和国国家标准GB25280-2010。该标准对信号机的各种功能与接口提出严格规范与标准。然而，由于标准只能从主体方面予以规范，对于系统性能与控制效果方面无法提出细致的说明与规范，于是，不同的信号机的控制和调度方式大相径庭，对路口实际疏通能力或效果不理想。作为交通参与者都会经常看到一个现象，在信号控制路口一个方向车辆排队等候放行，而此时另一方向车辆稀疏、行人稀少，甚至根本没有车辆和行人通过，绿灯时间一直要到相位配时值完成。这种情况在路口出现概率超过10％，则可由交通设计工程师调整配时，或者通过普通自感应和区域控制算法完成配时的自动调整。如果该情况在10％以下，系统该如何处理，此问题值得考虑。

目前，市场上国外的信号控制系统有英国的SCOOT系统、澳大利亚的SCATS系统，国内外厂商的智能交通信号控制器均宣称支持两大系统。在控制器自身的功能方面，基本沿袭大部分控制器的特色，于是形成了如统一产品的OEM销售。

国内信号控制器，部分信号机CPU采用的32位芯片，主频为66MHz，通信协议采用的NTCIP通信协议，保证信号机具有强大的开放性和兼容性。该款信号机的特点是支持NTCIP协议，与其它系统兼容性好，但是其主要定位在中心控制，路口自主控制相对较弱。也有采用外接车辆检测器，同时智能使用一种检测设备。车流量检测设备外购势必产生许多功能无法做到与信号控制系统无缝连接。还有基于视频检测的信号控制器，视频检测安装灵活方便，白天效果良好，但是晚上

效果很不理想。

国外信号控制器，如SCATS信号控制器、SIMENS的信号控制器都基于中心协调模式完成灯态调度，如果出现网络连接断开，路口就直接转入单点感应或定周期模式，采用单一车流量检测模式，一般情况都使用第三方车流量检测设备完成车流量检测。

技术实现要素：

本发明提供一种采用融合超声波检测与视频检测技术的智能交通信号控制器。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种基于融合超声检测与视频检测技术的智能交通信号控制器，包括电源，其主要技术特征是它由型号为EP9312的智能交通控制器CPU分别连网络接口、CAN接口、串行接口、SD卡、音频接口、视频接口、总线接口、LCD键盘接口、GPS定位系统、RTC实时时钟构成；其功能模块由核心模块、系统模块下连安全模块，安全模块下分别连TTL电平输入、RS232/485输入、网络模块、CAN模块、RS232/485输出、TTL电平输出、GPS信息接收、SD卡模块、LCD显示模块、USB驱动模块、FLASH模块、键盘鼠标触摸屏、音频视频模块、IDE模块；所述的核心模块包括自适应协调算法模块、车流量信号采集与分析模块、灯态调度模块、倒计时与灯态输出模块、故障检测模块、GB/NTCIP通信模块、PLCP通信模块、系统时钟管理模块。

本发明是一款采用融合超声波检测与视频检测技术的智能交通信号控制器，该控制器根据超声波检测的动态车辆信息和视频检测的动态及静态车辆信息，运用数据挖掘思想，引入遗传算法蚁群算法原理和模糊控制理论，同时引入路口突发车流处理算法，使得本项目涉及的智能交通信号控制器即使在与中心失去联系也能够稳定高效的调度路口灯态完成路口的车流控制，疏导路口交通。

附图说明

图1为智能交通信号控制系统结构图；

图2为控制主机硬件结构图；

图3为UTC控制主机内部软件组成；

图4为路口设备拓扑结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所涉及控制器(UTC，PL-8)与通信服务器、接口软件和后台管理软件系统共同组成完成的智能交通信号控制系统软件平台。

如图2所示，本发明涉及的智能交通控制器CPU采用ARM9系列嵌入式芯片，接口丰富，功能完善。硬件资源包括EP9312处理器，基于ARM920T内核，内带MMU、16KB的指令cache和16KB的数据cache；主频200MHz，系统总线100MHz，可提供工业级；8个标准串口；100M以太网口，带联接和传输指示灯；引出的16位GPIO；8*8键盘接口；三个USBHOST(USB2.0规范)接口；1个CAN接口。

如图3所示，本智能交通信号控制器(UTC)软件系统包括如下功能模块：核心模块：自适应协调算法模块、车流量信号采集与分析模块、灯态调度模块、倒计时与灯态输出模块、故障检测模块、GB/NTCIP通信模块、PLCP通信模块、系统时钟管理模块；系统模块：系统资源调度模块、电源管理模块；安全模块：系统安全模块、网络安全模块；驱动模块：TTL电平IO模块、GPS信息接收模块、键盘鼠标/触摸屏输入模块、Flash存储模块、LCD显示模块、SD卡驱动模块、网络驱动模块、CAN总线驱动模块、串口驱动模块、USB驱动模块、音频采集与输出模块、视频采集模块(可选)、IDE模块(可选)。本项目有效融合超声波检测与视频检测技术作为本项目涉及控制器的车流量采集方法，实现基于融合两种车流检测技术的预测模型和实时自适应调度模型，切实保障路口突发事故处理平滑高效。

如图4所示，本项目所涉及的信号控制器路口设备包括信号控制器(包含视频检测器、超声波检测器模块)、信号灯组、倒计时器、视频检测用摄像机、超声波探头、无线传输模块和网络通信设备。