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一种非接触式行人过街请求-响应信号控制系统

申请号 CN202311818599.5 申请日 2023-12-27 公开(公告)号 CN117809466A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 虫尔(无锡)数字技术有限公司; 发明人 李美涛; 张福生; 李学丰; 梁霞; 刘新昌;
摘要 本 发明 涉及道路交通控制技术领域,且公开了一种非 接触 式行人过街 请求 ‑响应 信号 控制系统,所述行人流量检测模 块 包括过街请求感应面板台、红外感应单元和热成像检测仪,所述行车流量检测模块包括红外车流量检测器和车道监控摄像头,所述信号灯控 制模 块包括信号 控制器 、人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆。该非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,通过红外感应单元发射红外线检测请求手势, 中央处理器 进行判断当前是否有行人通行请求,同时红外避障 传感器 和监控摄像头检测实时车辆流量,并由一号 单片机 计算当前交通 饱和度 ,热成像仪检测当前行人流量,中央处理器判断通行请求最低人数,再通过信号控制器控制LED信号灯。
权利要求

1.一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,包括行人流量检测模、行车流量检测模块、信号灯控制模块和安全防护模块;
所述行人流量检测模块包括过街请求感应面板台、红外感应单元和热成像检测仪;
所述行车流量检测模块包括红外车流量检测器和车道监控摄像头;
所述信号灯控制模块包括信号控制器、人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆;
所述安全防护模块包括设置于人行横道路口处的通行护栏和设置于过街请求感应面板台上的语音提示单元。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述红外感应单元包括红外线发射器、红外线接收器和第一红外信号处理器,所述过街请求感应面板台的正面设置有手势感应区域,所述红外线发射器与红外线接收器均位于手势感应区域。
3.根据权利要求2所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述红外线发射器发射红外感应光线,用于感应检测过街行人的手势请求动作,所述红外线接收器接收经人体反射的红外感应光线,用于向第一红外信号处理器传输红外信号,所述过街请求感应面板台的内部设置有中央控制器,第一红外信号处理器将接收的红外信号转换成手势指令,用于将手势指令传输至中央处理器
4.根据权利要求3所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述中央处理器的内部设置有指令处理单元,所述指令处理单元的内部存储有预设指令,用于检测预设指令与手势指令是否相同,所述中央处理器通过指令处理单元与热成像检测仪信号连接,所述热成像检测仪设置于过街请求感应面板台的顶部,用于检测当前行人流量,所述中央处理器的内部设置有算法处理单元,用于计算当前行人流量数据。
5.根据权利要求4所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述中央处理器的内部设置有流量阈值控制单元,用于控制当前通行请求的最低人数,所述流量阈值的最小值为三,所述红外车流量检测器和监控摄像头均设置于机动车信号灯杆的顶部,且红外车流量检测器包括红外避障传感器、第二红外信号处理器和一号单片机,所述红外避障传感器将反射的红外信号传输至第二红外信号处理器,用于精确检测车道内的实时车辆流量,所述第二红外信号处理器与一号单片机信号连接,用于将检测数据传输至一号单片机,所述一号单片机的内部设置有程序运行单元,用于计算当前交通饱和度
6.根据权利要求5所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述信号控制器包括输入单元、控制单元和输出单元,所述输入单元与一号单片机和中央处理器信号连接,所述控制单元包括二号单片机和微处理器,所述二号单片机用于存储和执行可运行指令程序,所述微处理器用于处理行人过街请求与当前交通饱和度的对比数据。
7.根据权利要求6所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆的顶部均设置有LED信号灯,所述输出单元包括数码管驱动组件和继电器,用于控制当前LED信号灯的信号变换,两个所述数码管驱动组件和继电器均与微处理器电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述通行护栏包括把握立柱、启闭和三辊闸栏杆,所述把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆均安装于人行横道路口与行人等待区之间,用于控制行人过往通断。
9.根据权利要求2所述的一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,其特征在于,所述语音提示单元包括蜂鸣器和语音播放器,所述蜂鸣器和语音播放器均与中央控制器电性连接,用于提示行人注意安全和当前通行类型,所述中央控制器与人行横道信号灯杆信号连接,用于判断当前通行条件。

说明书全文

一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及道路交通控制技术领域,具体为一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统。

背景技术

[0002] 近年来,随着城市化的发展和汽车居民持有量的急剧增加,交通拥堵和人车交通事故等城市交通问题日益严重,尤其体现在行人过街和车辆通行对道路的通行权存在竞争性的问题,在一些诸如学校、医院、景区、商业体周边的重点场所,行人过街需求与机动车通行需求的冲突尤其明显,一般在次干道和凌晨深夜时段,某一方向车流量和行人的通行需求较少,路口处的通行流量和信号灯间隔可能会存在产生较大的空档期,然而能否在保证行人和车辆安全通行的前提下,通过临时改变信号灯的方式,合理规划行人与车辆的通行需求,因此提出一种非接触式行人过街请求方法,提高了道路车辆通行效率和保障行人过街安全,对城市智能交通控制系统管理起到了重要推动作用。
[0003] 经检索,根据中国专利公开号为CN112396825A的发明专利中公开了一种应用于交叉口的非接触式行人过街控制系统及方法,该发明专利中的应用于交叉口的非接触式行人过街控制系统及方法是通过前端检测器和后端检测器相互补充结合的方式实时采集交叉路口行人状态信息,为控制系统提供了可靠的数据来源,提升了系统的准确性、可靠性和稳定性,然而由于过往行人一般较为零散,该非接触式行人过街控制系统及方法无法确定通行的最低人数,如果频繁有零散的行人触发请求过街系统,则机动车的正常通行需求会被打断,容易造成主干道车流量堵塞溢出的情况,在行人过街请求系统上还有待进一步改进,并且该非接触式行人过街控制系统及方法注重于行人流量检测,并没有采取检测车流量相关的措施,无法有效保证行车通行需求和通行安全,故而提出一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统。

发明内容

[0004] (一)解决的技术问题
[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供了一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,具备同时检测当前行人流量和行车流量,保证行人车辆通行需求并且设置最低人行通行人数等优点,解决了上述背景技术中的非接触式行人过街控制系统及方法,容易发生频繁打断机动车的正常通行需求,并且无法检测车流量数据和不能保证行车通行需求和通行安全的问题。
[0006] (二)技术方案
[0007] 为实现上述具备同时检测当前行人流量和行车流量,保证行人车辆通行需求并且设置最低人行通行人数的目的,本发明提供如下技术方案:一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,包括行人流量检测模、行车流量检测模块、信号灯控制模块和安全防护模块;
[0008] 所述行人流量检测模块包括过街请求感应面板台、红外感应单元和热成像检测仪;
[0009] 所述行车流量检测模块包括红外车流量检测器和车道监控摄像头;
[0010] 所述信号灯控制模块包括信号控制器、人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆;
[0011] 所述安全防护模块包括设置于人行横道路口处的通行护栏和设置于过街请求感应面板台上的语音提示单元。
[0012] 优选的,所述红外感应单元包括红外线发射器、红外线接收器和第一红外信号处理器,所述过街请求感应面板台的正面设置有手势感应区域,所述红外线发射器与红外线接收器均位于手势感应区域。
[0013] 优选的,所述红外线发射器发射红外感应光线,用于感应检测过街行人的手势请求动作,所述红外线接收器接收经人体反射的红外感应光线,用于向第一红外信号处理器传输红外信号,所述过街请求感应面板台的内部设置有中央控制器,第一红外信号处理器将接收的红外信号转换成手势指令,用于将手势指令传输至中央处理器
[0014] 优选的,所述中央处理器的内部设置有指令处理单元,所述指令处理单元的内部存储有预设指令,用于检测预设指令与手势指令是否相同,所述中央处理器通过指令处理单元与热成像检测仪信号连接,所述热成像检测仪设置于过街请求感应面板台的顶部,用于检测当前行人流量,所述中央处理器的内部设置有算法处理单元,用于计算当前行人流量数据。
[0015] 优选的,所述中央处理器的内部设置有流量阈值控制单元,用于控制当前通行请求的最低人数,所述流量阈值的最小值为三,所述红外车流量检测器和监控摄像头均设置于机动车信号灯杆的顶部,且红外车流量检测器包括红外避障传感器、第二红外信号处理器和一号单片机,所述红外避障传感器将反射的红外信号传输至第二红外信号处理器,用于精确检测车道内的实时车辆流量,所述第二红外信号处理器与一号单片机信号连接,用于将检测数据传输至一号单片机,所述一号单片机的内部设置有程序运行单元,用于计算当前交通饱和度
[0016] 优选的,所述信号控制器包括输入单元、控制单元和输出单元,所述输入单元与一号单片机和中央处理器信号连接,所述控制单元包括二号单片机和微处理器,所述二号单片机用于存储和执行可运行指令程序,所述微处理器用于处理行人过街请求与当前交通饱和度的对比数据。
[0017] 优选的,所述人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆的顶部均设置有LED信号灯,所述输出单元包括数码管驱动组件和继电器,用于控制当前LED信号灯的信号变换,两个所述数码管驱动组件和继电器均与微处理器电性连接。
[0018] 优选的,所述通行护栏包括把握立柱、启闭和三辊闸栏杆,所述把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆均安装于人行横道路口与行人等待区之间,用于控制行人过往通断。
[0019] 优选的,所述语音提示单元包括蜂鸣器和语音播放器,所述蜂鸣器和语音播放器均与中央控制器电性连接,用于提示行人注意安全和当前通行类型,所述中央控制器与人行横道信号灯杆信号连接,用于判断当前通行条件。
[0020] (三)有益效果
[0021] 与现有技术相比,本发明提供了一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,具备以下有益效果:
[0022] 1、该非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,通过过街请求感应面板台上的红外感应单元发射红外线检测请求手势,由红外信号处理器将获取的手势指令传输至中央处理器进行判断当前是否有行人通行请求,同时利用红外车流量检测器中的红外避障传感器和监控摄像头,检测车道内的实时车辆流量,并将车辆流量数据传输至一号单片机,计算当前交通饱和度,判断是否存在信号灯空档期,从而有效保证当前行人和车辆通行需求与通行安全的情况。
[0023] 2、该非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,在热成像仪接收到中央处理器的指令后,检测当前行人流量,并将检测数据传输至中央处理器根据流量阈值控制单元判断当前通行请求的最低人数,然后根据当前交通饱和度,再向信号控制器的输入模块传输通行信号,通过数码管驱动组件和继电器改变人行横道信号灯杆的LED信号灯,从而避免零散人群的过街请求频繁打断正常行车通行需求的问题。
[0024] 3、该非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,在人行横道路口与行人等待区之间安装把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆等结构,能够有效保证车辆通行期间的行人安全,同时在过街请求感应面板台上配置蜂鸣器和语音播放器,提示当前通行类型和通行路况,从而提醒行人规范通过,减少闯红灯的不文明现象。附图说明
[0025] 图1为本发明的响应信号控制系统框架图。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本发明的实施例和附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0027] 请参阅图1,一种非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,包括行人流量检测模块、行车流量检测模块、信号灯控制模块和安全防护模块;
[0028] 行人流量检测模块包括过街请求感应面板台、红外感应单元和热成像检测仪;
[0029] 行车流量检测模块包括红外车流量检测器和车道监控摄像头;
[0030] 信号灯控制模块包括信号控制器、人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆;
[0031] 安全防护模块包括设置于人行横道路口处的通行护栏和设置于过街请求感应面板台上的语音提示单元。
[0032] 进一步的,红外感应单元包括红外线发射器、红外线接收器和第一红外信号处理器,过街请求感应面板台的正面设置有手势感应区域,红外线发射器与红外线接收器均位于手势感应区域。
[0033] 具体的,红外感应单元通过红外识别技术来实现行人过街手势信号的识别,由红外线发射器放射红外线,以感应请求过街行人的手势动作,再由红外线接收器接收反射回来的红外线,并将接收到的红外线发送至第一红外信号处理器。
[0034] 进一步的,红外线发射器发射红外感应光线,用于感应检测过街行人的手势请求动作,红外线接收器接收经人体反射的红外感应光线,用于向第一红外信号处理器传输红外信号,过街请求感应面板台的内部设置有中央控制器,第一红外信号处理器将接收的红外信号转换成手势指令,用于将手势指令传输至中央处理器。
[0035] 具体的,第一红外信号处理器将接收到的红外线信号转换成手势指令,并将手势指令发送至中央处理器,中央处理器将预先设定好的手势指令进行对比,若与预先设定的手势指令不相符合,则不传输电信号,判定当前无行人过街请求。
[0036] 进一步的,中央处理器的内部设置有指令处理单元,指令处理单元的内部存储有预设指令,用于检测预设指令与手势指令是否相同,中央处理器通过指令处理单元与热成像检测仪信号连接,热成像检测仪设置于过街请求感应面板台的顶部,用于检测当前行人流量,中央处理器的内部设置有算法处理单元,用于计算当前行人流量数据。
[0037] 具体的,若与预先设定的手势指令相符合,则产生对应电信号并将其传输至热成像检测仪,结合红外热成像技术对请求过街的行人流量进行检测,并将检测的行人流量数据传输至中央处理器的算法处理单元,从而计算当前行人流量数据,获取通行请求人数。
[0038] 进一步的,中央处理器的内部设置有流量阈值控制单元,用于控制当前通行请求的最低人数,流量阈值的最小值为三,红外车流量检测器和监控摄像头均设置于机动车信号灯杆的顶部,且红外车流量检测器包括红外避障传感器、第二红外信号处理器和一号单片机,红外避障传感器将反射的红外信号传输至第二红外信号处理器,用于精确检测车道内的实时车辆流量,第二红外信号处理器与一号单片机信号连接,用于将检测数据传输至一号单片机,一号单片机的内部设置有程序运行单元,用于计算当前交通饱和度。
[0039] 具体的,中央处理器的流量阈值控制单元能够控制最低通行人数为三人,避免零散的行人请求频繁打断正常的行车通行,同时利用红外车流量检测器上的红外避障传感器检测车道内实时车流量,然后将车流量信息传递给一号单片机,通过一号单片机内部运行程序块计算当前交通饱和度,在无行人过街需求的状况下,机动车信号灯杆的LED信号灯将始终维持机动车相位绿灯。
[0040] 进一步的,信号控制器包括输入单元、控制单元和输出单元,输入单元与一号单片机和中央处理器信号连接,控制单元包括二号单片机和微处理器,二号单片机用于存储和执行可运行指令程序,微处理器用于处理行人过街请求与当前交通饱和度的对比数据。
[0041] 具体的,在接收到中央处理器所传递的行人过街信号后,信号控制器将交通饱和度与预先设定的交通饱和度临界值进行对比,由此推断信号灯接下来的信号相位为行人相位绿灯或者机动车相位绿灯,当交通饱和度小于0.7时,推断为平峰流量,信号相位由机动车相位绿灯变为行人相位绿灯,当交通饱和度大于或等于0.7时,则推断为高峰流量,相位仍为机动车相位绿灯,经过TPW(行人可接受等待时间)后,信号相位由机动车相位绿灯变为行人相位绿灯,据调查显示,通常行人可接受时间为40s,当行人等待时间超过40s时,行人会冒险穿越人行横道,因此行人等待时间在40s以内为宜,可设置行人等待时间为30s。
[0042] 进一步的,人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆的顶部均设置有LED信号灯,输出单元包括数码管驱动组件和继电器,用于控制当前LED信号灯的信号变换,两个数码管驱动组件和继电器均与微处理器电性连接。
[0043] 具体的,若推断结果为机动车相位绿灯变为行人相位绿灯,则依据中央处理器所测得行人流量进行合理相位配时后,将配时信息传递至人行横道信号灯杆和机动车信号灯杆的信号灯,并由数码管驱动组件和继电器控制信号灯做出相应的反应,在行人相位绿灯即将转换为机动车相位绿灯的前5s内,若行人等候区仍有过街需求,则依据车辆排队状况,确定信号灯的信号相位,此时,若车流量检测装置未检测到较多排队车辆,行人相位可适当增加10s的绿灯时间,当车流量检测装置显示车辆较多时,则不增加行人通行时间,按原时间正常切换信号灯相位。
[0044] 进一步的,通行护栏包括把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆,把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆均安装于人行横道路口与行人等待区之间,用于控制行人过往通断。
[0045] 具体的,把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆受电机控制,电机与信号控制器的二号单片机电性连接,当人行横道信号灯杆的LED信号灯变为行人相位绿灯时,电机控制三辊闸栏杆升起,方便行人通行,而机动车信号灯杆保持机动车相位绿灯时,则三辊闸栏杆不开启,从而有效保证车辆通行期间的行人安全。
[0046] 进一步的,语音提示单元包括蜂鸣器和语音播放器,蜂鸣器和语音播放器均与中央控制器电性连接,用于提示行人注意安全和当前通行类型,中央控制器与人行横道信号灯杆信号连接,用于判断当前通行条件。
[0047] 具体的,在过街请求感应面板台设置语音系统,将语音系统通过中央控制器控制蜂鸣器和语音播放器,结合当前当人行横道信号灯杆的LED信号灯相位,提示当前通行类型和通行路况,从而提醒行人规范通过,减少闯红灯的不文明现象。
[0048] 综上所述,该非接触式行人过街请求‑响应信号控制系统,通过过街请求感应面板台上的红外感应单元发射红外线检测请求手势,由红外信号处理器将获取的手势指令传输至中央处理器进行判断当前是否有行人通行请求,同时利用红外车流量检测器中的红外避障传感器和监控摄像头,检测车道内的实时车辆流量,并将车辆流量数据传输至一号单片机,计算当前交通饱和度,判断是否存在信号灯空档期,从而有效保证当前行人和车辆通行需求与通行安全的情况,在热成像仪接收到中央处理器的指令后,检测当前行人流量,并将检测数据传输至中央处理器根据流量阈值控制单元判断当前通行请求的最低人数,然后根据当前交通饱和度,再向信号控制器的输入模块传输通行信号,通过数码管驱动组件和继电器改变人行横道信号灯杆的LED信号灯,从而避免零散人群的过街请求频繁打断正常行车通行需求的问题,在人行横道路口与行人等待区之间安装把握立柱、启闭门和三辊闸栏杆等结构,能够有效保证车辆通行期间的行人安全,同时在过街请求感应面板台上配置蜂鸣器和语音播放器,提示当前通行类型和通行路况,从而提醒行人规范通过,减少闯红灯的不文明现象。
[0049] 本系统中涉及到的相关模块均为硬件系统模块或者为现有技术中计算机软件程序或协议与硬件相结合的功能模块,该功能模块所涉及到的计算机软件程序或协议的本身均为本领域技术人员公知的技术,其不是本系统的改进之处;本系统的改进为各模块之间的相互作用关系或连接关系,即为对系统的整体的构造进行改进,以解决本系统所要解决的相应技术问题。
[0050] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。