公路交叉口红绿灯控制方法、系统、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及道路交通信号控制，尤其涉及一种公路交叉口红绿灯控制方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、公路交通是指在道路上进行的交通活动，包括车辆和行人在道路上的运输和移动。公路交通是城市和乡村交通系统的重要组成部分，也是人们日常生活和经济活动中不可或缺的一部分。公路交通系统包括道路、车辆和交通管理设施。道路网络连接了城市、乡村和各种地理区域，为人们提供了通行的基础设施。车辆包括各种类型的机动车辆和非机动车辆，它们是公路交通的主要参与者。交通管理设施包括交通信号灯、交通标志、交通警察等，用于管理和规范交通流动。

2、公路交通的发展和管理对于城市规划、交通安全、环境保护和经济发展具有重要意义。随着城市化和交通需求的增长，公路交通系统的规划、建设和管理变得越来越重要。通过科学的交通规划和管理，可以优化交通流动，提高交通效率，减少交通事故，改善城市环境，促进经济发展。为了提升公路同行的安全性，在一些车辆及行人较多个关键位置的路口，往往设置有红绿灯，但是，往往存在一些车辆及行人较少的路口未设置红绿灯，由于路口较小，且车况复杂，无疑增大了出现交通事故的几率；如果能够让这样的路口的红绿灯也能潮汐控制，无论是给行人还是车辆，都带来了很大的便利。

3、现有技术一，申请号：202111176639.1公开了一种基于云交通的红绿灯控制系统及红绿灯控制方法，包括多个路口红绿灯控制单元，每个路口红绿灯控制单元分别与云端服务器相连接，路口红绿灯控制单元用于采集路口各个方向的车辆数据，并根据各个方向的车辆数据对红绿灯路口的信号灯进行控制，同时将路口各个方向的车辆数据上传至云端服务器，路口红绿灯控制单元具有优先级，当路口红绿灯控制单元根据当前路口的车辆数据无法控制红绿灯路口的信号灯时，云端服务器根据该路口相邻路口的车辆数据，对相邻红绿灯路口的信号灯进行整合控制；虽然能够根据交通实时流量自动调节红绿灯时长、精准、高效；但是该方案仅实现了对车辆的监控，并没有涉及支路行人及车辆的监控，不符合公路交叉口的红绿灯控制现状，导致其智能化及人性化程度较低。

4、现有技术二，申请号：202110714978.4公开了一种红绿灯控制方法及红绿灯控制装置，红绿灯控制方法包括：获取目标路口的通行信息，通行信息至少包括第一道路上的车辆的第一排队参数值和第二道路上的车辆的第二排队参数值，第一道路与第二道路交汇于目标路口；根据通行信息，对第一红绿灯和第二红绿灯进行联动控制；其中，第一红绿灯和第二红绿灯均设置于目标路口，第一红绿灯对应于第一道路，第二红绿灯对应于第二道路。虽然采用上述技术方案的红绿灯控制方法解决了现有技术中由于设置红绿灯导致路口通行效率较低的问题；但是其控制方式较为片面，没有考虑到支路行人及车辆潮汐现象的存在，不足以体现公路交通的智慧化发展。

5、现有技术三，申请号：201610355649.4公开了一种智能红绿灯，为了红绿灯控制器能根据即时车流的实际情况，合理配置红绿灯各灯号的时间，实现红绿灯的智能管理，采取了如下技术措施：在汽车上安装无线电发射装置，无线电发射装置连接卫星定位信号接收装置；红绿灯控制器上安装无线电接收装置，红绿灯控制器根据接收到的各车道上汽车发出的数据决定各灯号的配时；这样做的好处是：汽车与红绿灯控制器之间采用了无线电通信技术，使红绿灯控制器的计算机能收集路口即时的各车道的车辆滞留流情况，并根据这些数据所反映的情况按既定程序合理配置各车道信号灯的配时，虽然使路面的通过能力得到合理的最大的利用，实现了红绿灯的智能管理；但是其结构较为简单，不能够全面体现城市交通的智能化发展程度。

6、目前现有技术一、现有技术二及现有技术三存在红绿灯的控制片面的体现了与车辆的流量适应，没有考虑到支路行人及车辆的流量，无疑降低了车辆行驶的安全性，也不便于城市交通智能化的发展。因而，本发明提供一种公路交叉口红绿灯控制方法、系统、电子设备及存储介质，通过对支路行人及车辆的监控，将有红绿灯控制的路口与监控结果相适应，一定程度上降低了交通事故发生的机率，也体现了交通的智慧化发展。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种公路交叉口红绿灯控制方法、系统、电子设备及存储介质，以解决现有技术中存在红绿灯的控制片面的体现了与车辆的流量适应，没有考虑到支路行人及车辆的流量，降低了车辆行驶的安全性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种公路交叉口红绿灯控制方法，所述公路交叉口红绿灯控制方法包括：

4、确认当前红绿灯路口的支路监测区域，支路监测区域的最远端为红外线扫描摄像头能够识别行人及车辆的距离，当前红绿灯的控制器与红外线扫描摄像头通信，将行人和/或车辆识别结果发送至控制器；

5、控制器对行人和/或车辆识别结果进行判别，输出行人和/或车辆的数量，并与预设的数量阈值进行比对，根据比对结果启动对应的当前红绿灯路口的红绿灯控制模式，并对红绿灯控制模式进行监测；

6、红外线扫描摄像头继续监测支路的行人和/或车辆的通行第一结果，以及包含其他支路的行人和/或车辆数量的第二结果，由控制器根据第一结果和/或第二结果实现当前红绿灯路口的红绿灯控制模式的调整，或者决定保持当前红绿灯路口的红绿灯控制模式。

7、作为本发明的进一步改进，将行人和/或车辆识别结果发送至控制器，包括：

8、通过设备标识的内容，内容为每个红外线扫描摄像头的唯一标识符，获取红外线扫描摄像头的测量距离，通过地图确认当前安装红外线摄像头的路口与周边支路的直线距离，将测量距离与直线距离进行比对，得到对比结果；

9、当对比结果，在测量距离阈值之内时，当红外线扫描摄像头的行人和/或车辆的图像像素低于图像阈值时，红外线扫描摄像头启动自动对焦程序，直至行人和/或车辆的图像像素达到图像阈值；当对比结果，超出测量距离阈值时，红外线扫描摄像头发送对焦补偿指令至控制器，控制器接收到对焦补偿指令，寻找与支路最近的红外线扫描摄像头进行拍摄，并发送至与红外线扫描摄像头连接的控制器；

10、控制器根据红外线扫描摄像头的身份标识，设定通信线路，一个控制器对应多组红外线扫描摄像头，按照身份标识的不同分配不同的通信线路；控制器按照身份标识调取红外线扫描摄像头的行人和/或车辆图像。

11、作为本发明的进一步改进，寻找与支路最近的红外线扫描摄像头，包括：

12、确定对焦补偿指令是否正确，将测量距离与直线距离及对焦补偿指令分配至当前红外线扫描摄像头对应的控制器，由控制器对对焦补偿指令进行判断，对焦补偿指令正确，则发出红外线扫描摄像头的搜寻指令；对焦补偿指令不正确，则发出继续使用当前红外线扫描摄像头的指令；

13、接收搜寻指令，按照控制器控制的红外线扫描摄像头总数量进行搜寻，得到每一个红外线扫描摄像头的位置信息，同时计算出与当前红外线扫描摄像头的物理距离，根据物理距离的远近，得到与支路最近的红外线扫描摄像头的位置信息；

14、在控制器的控制下，调度支路最近的红外线扫描摄像头，得到行人和/或车辆的图像，在测量距离阈值之内时，当红外线扫描摄像头的行人和/或车辆的图像像素低于图像阈值时，红外线扫描摄像头启动自动对焦程序，直至行人和/或车辆的图像像素达到图像阈值；当超出测量距离阈值时，则判断当前配置的所有红外线扫描摄像头与该支路不匹配，由控制器发出增加红外线扫描摄像头的指令。

15、作为本发明的进一步改进，输出行人和/或车辆的数量与预设的数量阈值进行比对，包括：

16、接收包含行人和/或车辆的多张图像，基于预先训练完成的行人检测模型和车辆监测模型对行人和/或车辆的目标特征进行判别，判定目标特征与行人和/或车辆一致，发出目标特征甄别指令，目标特征甄别指令为对行人和/或车辆的数量进行计算，并搜索行人和/或车辆的数量，得到支路中同时存在的行人和/或车辆的数量，并进行统计；

17、当识别出第一个行人或车辆，计数器记为1，当同时存在行人和车辆时，分别计算数量，即数量对应的时行人和车辆的总和，将计数器的计数器值发送给应答器；同时由行人检测模型和车辆监测模型得到行人和车辆的坐标信息；根据检测坐标信息迭代计算第一拍摄时刻的行人和/或车辆在第二拍摄时刻的图像的预测位置信息，第一拍摄时刻小于第二拍摄时刻；

18、根据坐标信息及预测位置信息计算代价矩阵，基于代价矩阵更新预设跟踪池，利用代价矩阵中的匹配信息，进行目标匹配，即将预测位置和实际位置匹配的行人和/或车辆进行关联，通过匹配后，确定新到达的行人或车辆的数量；进而得到某一段时间内行人和/或车辆的总数量，再将总数量与数量阈值进行比对。

19、作为本发明的进一步改进，启动对应的当前红绿灯路口的红绿灯控制模式，包括：

20、根据红绿灯控制模式的需求，设定数量阈值及红绿灯控制模式的内容，由数量阈值决定当前的红绿灯控制模式是否需要切换，由红绿灯控制模式执行主路的红绿灯的显示时间；

21、根据数量阈值的触发情况，决定其实哪一个红绿灯控制模式，当红绿灯控制模式运行过程中，将运行过程实时进行传输，当运行过程未按照预定程序进行时，发出预警，改为手动控制红绿灯；

22、根据需求，设定在一个季度后一个年度内对数量阈值及红绿灯控制模式设定内容由计算机程序进行评估，当评估结果为良好时，适当进行调整，当评估结果为差时，对数量阈值及红绿灯控制模式设定内容进行全面调整。

23、作为本发明的进一步改进，数量阈值设定内容为：0，大于0-小于3，大于3，分别对应第一数量阈值，第二数量阈值及第三数量阈值；根据实际情况进行设定或者进行修改。

24、作为本发明的进一步改进，红绿灯控制模式设定内容为：

25、第一控制模式，某一段时间内行人和/或车辆的总数量，为0时，即触发第一数量阈值，启动该模式，在支路没有行人和/或车辆的情况下，主路的红绿灯设置为绿灯，车辆畅通无阻；

26、第二控制模式，某一段时间内行人和/或车辆的总数量，为大于0-小于3时，即触发第二数量阈值，启动该模式，在支路有行人和/或车辆的情况下，主路的红绿灯设置为红灯，主路的车辆停车让行，待某一段时间内行人和/或车辆的总数量，为0时，切换至第一控制模式；

27、第三控制模式，某一段时间内行人和/或车辆的总数量，为大于3时，即触发第三数量阈值，启动该模式，在支路有行人和/或车辆的情况下，主路的红绿灯按照行人及车辆的通过时间，计算得到红绿灯限时控制的时间，主路的车辆根据主路红绿灯行驶；

28、其中，根据不同的控制模式，设定主路红绿灯的显示时间，在第一控制模式下，主路的红绿灯设置为绿灯，车辆畅通无阻；在第二控制模式下，主路的红绿灯设置为红灯，主路的车辆停车让行；在第三控制模式下，根据行人和/或车辆的通过时间，计算得到主路红绿灯的限时控制时间；

29、在第三控制模式下通过红外线扫描摄像头监测到的行人和/或车辆通过主路的时间数据；根据收集到的数据，统计一段时间内行人和/或车辆通过主路的平均时间；根据统计得到的平均通过时间，设定主路红绿灯的限时控制时间；在设定主路红绿灯的限时控制时间时，还需要考虑红绿灯变换的时间，红绿灯变换的时间需要在限时控制时间内减去，以确保红绿灯能够及时切换。

30、为实现上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

31、一种公路交叉口红绿灯控制系统，其应用于所述的公路交叉口红绿灯控制方法，所述公路交叉口红绿灯控制系统系统包括：

32、红外扫描程序预设模块，用于确认当前红绿灯路口的支路监测区域，支路监测区域的最远端为红外线扫描摄像头能够识别行人及车辆的距离，当前红绿灯的控制器与红外线扫描摄像头通信，将行人和/或车辆识别结果发送至控制器；

33、数量识别判定模块，用于控制器对行人和/或车辆识别结果进行判别，输出行人和/或车辆的数量，并与预设的数量阈值进行比对，根据比对结果启动对应的当前红绿灯路口的红绿灯控制模式，并对红绿灯控制模式进行监测；

34、结果判定及调整模块，用于红外线扫描摄像头继续监测支路的行人和/或车辆的通行第一结果，以及包含其他支路的行人和/或车辆数量的第二结果，由控制器根据第一结果和/或第二结果实现当前红绿灯路口的红绿灯控制模式的调整，或者决定保持当前红绿灯路口的红绿灯控制模式。

35、为实现上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

36、一种电子设备，包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现所述的公路交叉口红绿灯控制方法。

37、为实现上述目的，本发明还提供了如下技术方案：

38、一种存储介质，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现能够实现所述的公路交叉口红绿灯控制方法。

39、本发明通过对支路上行人和车辆的实时监测和识别，实现对交通信号灯控制模式的智能调整，从而提高交通效率、减少交通拥堵，提升交通安全等方面带来的益处。具体意义包括：提高交通效率：通过智能识别支路上行人和车辆的数量，控制器可以根据实际情况智能调整红绿灯的控制模式，使得交通信号灯更加适应实际交通状况，从而提高交通效率，减少交通拥堵。提升交通安全：智能的交通信号灯控制系统可以更好地适应实际交通情况，从而提升交通安全。例如，在高峰期识别到大量行人和车辆时，可以延长绿灯时间，提供更充裕的通行时间，减少交通事故的发生。节约能源减少排放：智能控制系统可以根据实际交通情况灵活调整红绿灯的控制模式，避免不必要的交通信号灯等待时间，从而减少车辆的怠速等待，节约能源并减少尾气排放。优化交通管理：通过实时监测和识别支路上的交通情况，交通管理部门可以获取更准确的交通数据，为交通规划和管理提供更为准确的参考依据，有助于优化城市交通管理。