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专利号: 2018106713458
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种移动通信终端的交通信号控制方法,其特征在于,所述移动通信终端的交通信号控制方法包括:采集交通信号灯的状态图像数据;并发送交通信号灯的不同状态信号指令;

对采集的交通信号灯的状态图像采用基于粒子滤波方法进行处理;基于粒子滤波方法对交通信号灯的状态图像进行处理中,进行彩色图像轮廓提取,具体有:1)以Sobel算子或基于颜色空间聚类方法计算目标轮廓的预测值:

2)将图像目标轮廓视为由N个单元线段构成的集{dli}1,2,…,N,对于i=1,2,…,N;3)在C0中找到与dli对应的位置,依据C0中对应位置的切线作为dli的采样基准值,生成初始粒子集;4)按照状态转移模型引导粒子不断的向已知的最佳解方向聚集,避免标准粒子滤波过程中退化的方法实现粒子状态转移,并计算每个粒子对应的轮廓点集合;5)按照建立的观测模型计算粒子权重;6)以粒子集的加权平均计算本次迭代得到的参数dlj(i)=(kj(i),bj(i));7)若 其中,取ε=0.5,则得到以粒子集的加权平均作为dli参数的估计,否则转步骤4);

状态转移模型避免标准粒子滤波过程中退化的方法包括:在计算图像轮廓第i个单元线段li的参数 时,迭代至第s步时粒子集为其中Θs(i)为直线参数集合,Ws(i)为粒子权重,Es(i)为Snake能量函数模型计算得到的轮廓有效性的测度,是粒子权重计算的依据;基于以上条件,局部最优粒子为:全局最优粒子为:

状态转移模型包括:

其中rk,rk1,rk2,rb,rb1,rb2均服从正态分布,且对处理后的交通信号灯图像进行分配时段;并进行检测交通信号灯故障信号;显示采集的交通信号灯的状态图像。

对处理后的交通信号灯图像进行分配时段中,通过信号配时模糊控制器以交通信号灯的最大电压Vs,max和最小电压Vs,min为输入,实时调整ΔV使Vs,max和Vs,min在正常允许范围内,从而保证所有交通信号灯电压都在正常范围内,具体包括:输入变量均划分为三个模糊子集:Vs,max正常(N)、高(H)、很高(VH),Vs,min很低(VL)、低(L)、正常(N),隶属度函数采用三角形函数和梯形函数,输出变量ΔV划分为5个模糊子集:NB(负大)、NS(负小)、ZE(零)、PS(正小)、PB(正大),每个子集均为单值模糊集,取值分别为-

2,-1,0,1,2;

建立模糊控制规则;模糊推理:采用Mamdani推理方法,先由控制规则确定输入输出的模糊关系,然后采用模糊合成运算由实际的模糊输入推理得到模糊输出;

去模糊精确化处理:模糊推理得到控制变量的模糊值后,采取面积重心法去模糊求得控制变量的精确值。

2.如权利要求1所述的移动通信终端的交通信号控制方法,其特征在于,建立观测模型的方法包括:

设已经估计得到的第1至第i-1个单元线段的参数估计值为:对应的轮廓点序列为:

在计算图像目标轮廓第i个单元线段li的参数时,迭代至第s步时粒子集为:由此粒子集得到图像目标轮廓点为

局部Snake能量值按下式计算:

全局Snake能量值按下式计算:

或只取{Ψj}j=1,2,…,i-1中与 最近的若干个点集共同计算全局Snake能量值;

对于RGB彩色图像或HSI空间彩色图像,每个分量都有对应的Snake能量值,即分别对 和 进行归一化,按下式计算局部粒子权重;

按下式计算粒子全局权重:

取粒子权重为局部和全局值的算术平均,即

最后,对粒子权重进行归一化,实现参数的最小均方误差估计。

3.如权利要求1所述的移动通信终端的交通信号控制方法,其特征在于,建立模糊控制规则中,还需进行:

归一化处理:为使信号配时模糊控制器输出在规定论域内,比例因子Kc取ΔVmax/2,其中ΔVmax为预期的最大电压偏离值。

4.如权利要求1所述的移动通信终端的交通信号控制方法,其特征在于,信号灯图像处理方法包括:首先,确定当前交通信号灯的状态,所述交通信号灯的状态包括红灯状态、绿灯状态、黄灯状态;

其次,采集当前交通信号灯状态的长曝光帧图像和短曝光帧图像;

然后,根据所述当前交通信号灯状态的长曝光帧图像和短曝光帧图像中的交通信号灯区域,恢复所述当前交通信号灯的形状,得到交通信号灯形状恢复图像;

最后,根据所述当前交通信号灯的状态,对所述交通信号灯形状恢复图像中的交通信号灯进行颜色恢复处理;

所述采集当前交通信号灯状态的长曝光帧图像和短曝光帧图像之后,该方法还包括:在所述长曝光帧图像和所述短曝光帧图像中获取指定范围的区域作为感兴趣区域,所述感兴趣区域包括所述当前交通信号灯出现的区域;

根据所述当前信号灯状态的长曝光帧图像和短曝光帧图像中的交通信号灯区域,恢复所述当前交通信号灯的形状,得到交通信号灯形状恢复图像具体包括:在所述长曝光帧图像和所述短曝光帧图像的感兴趣区域中定位所述当前交通信号灯区域;

对一帧所述长曝光帧图像和一帧所述短曝光帧图像中的所述当前交通信号灯区域融合,恢复所述当前信号灯的形状,得到交通信号灯形状恢复图像。

5.如权利要求1所述的移动通信终端的交通信号控制方法,其特征在于,信号配时方法进一步包括:首先,多段式信号配时的时段划分与相位选择;

其次,信号周期时长计算;

然后,利用线性规划优化绿灯时间;

最后,调整求解出的各相位绿灯时间:将所求解出的绿灯时间综合分析一个周期中的关键出口道车流量做最后一次优化,在不影响关键车流的前提下,缩放相位时间,使相位时间之和等于所求得的信号周期时长;

时段划分为:早高峰时段、午高峰时段、晚高峰时段、早低峰时段、午低峰时段、晚低峰时段。

6.一种实现权利要求1~5任意一项所述移动通信终端的交通信号控制方法的计算机程序。

7.一种实现权利要求1~5任意一项所述移动通信终端的交通信号控制方法的信息数据处理终端。

8.一种计算机可读存储介质,包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述的移动通信终端的交通信号控制方法。

9.一种实现权利要求1所述移动通信终端的交通信号控制方法的移动通信终端的交通信号控制系统,其特征在于,所述移动通信终端的交通信号控制系统包括:图像采集模块,与中央控制模块连接,用于通过摄像头采集交通信号灯的状态图像数据;

指令发送模块,与中央控制模块连接,用于发送交通信号灯的不同状态信号指令;

中央控制模块,与图像采集模块、指令发送模块、信号灯图像处理模块、信号配时模块、故障检测模块、显示模块连接,用于控制各个模块正常工作;

信号灯图像处理模块,与中央控制模块连接,用于对图像采集模块1采集的交通信号灯的状态图像进行处理;

信号配时模块,与中央控制模块连接,用于给交通信号分配时段;

故障检测模块,与中央控制模块连接,用于检测交通信号灯故障信号;

显示模块,与中央控制模块连接,用于通过显示屏显示采集的交通信号灯的状态图像。

10.一种搭载权利要求9所述移动通信终端的交通信号控制系统的道路交叉交通控制设备。