[0001] 本
发明是
申请号为2014104200473、申请日为2014年8月24日、
发明名称为“交通路口信息发布终端”的
专利的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及交通管理领域，尤其涉及一种交通路口信息发布终端。
背景技术
[0003] 交通路口，指的是两条或两条以上的道路相交处。这是车辆与行人汇集、转向和疏散的必经之地，是交通的咽喉。因此，正确设计道路交叉口，合理组织、管理交叉口交通，是提高道路通行能
力和保障交通安全的重要方面。道路交叉口分平面交叉口、环形交叉口和
立体交叉口。平面交叉口是道路在同一个平面上相交形成的交叉口。通常有T形、Y形、十字形、X形、错位、环形等形式。环形交叉口是在路口中间设置一个面积较大的环岛(中心岛)，车辆交织进入环道，并绕岛单向行驶。立体交叉口是道路不在同一个平面上相交形成的立体交叉。
[0004] 在城市道路行驶中，
汽车从出发地到目的地花费时间最多的地方，不是在道路的正常行驶阶段，而是在道路交通路口的等灯或堵塞在道路交通路口附近的阶段。随着科技的进步和人们生活
水平的提高，城市化进展不断地拓展，城市内车辆越来越多，城市道路也越来越拥堵，尤其在上下班高峰时段和节假日，在道路交通路口处占用驾驶员过多的时间，不仅影响驾驶员的心情，容易造成交通事故，而且也是城市拥堵的重要原因。因此，如何减少在道路交通路口处等待的时间，提高车辆行驶的效率和速度，是道路交通管理部
门极其关心的问题之一。
[0005]
现有技术中，存在一些交通信息发布的技术方案，帮助附近的驾驶员规避车辆过多的路段，平均车流，改善交通。例如，通过将驾驶员当前
位置周围多条路段的拥堵情况通过路边大屏幕显示屏进行显示，使得驾驶员及时获得前往目的地的多条路段的交通信息，衡量利弊，及时改变驾驶路线，在保障较快到达目的地的同时，对拥堵路段的车流进行了适当分流。然而，现有的技术方案只是简单提供了各个路段的拥堵信息，没有提供交通路口滞留车辆的信息以及附近红绿灯状态的信息，提供了信息有限，参考价值一般。
[0006] 因此，需要一种新的交通信息发布模式，能够将驾驶员当前位置附近的交通路口滞留车辆的信息以及附近红绿灯状态的信息及时发送到驾驶员车辆内部终端上，帮助驾驶员更细致地了解附近各个交通路口的交通信息，从而调节路线或行驶速度，更有效地达到车辆分流效果。
发明内容
[0007] 为了解决上述问题，本发明提供了一种交通路口信息发布终端，引入摄像头和
图像处理设备对交通路口信息发布终端所在交通路口的滞留车辆进行拍摄和分析，确定当前交通路口的拥堵情况，通过无线数据传输手段达成与交通管理中心的信息交互，获得驾驶员当前位置附近的多个交通路口的路口拥堵指数和
信号灯信息，并根据当前交通路口的拥堵程度向驾驶员的车辆内部无线终端发送不同的交通信息，使得交通路口信息的发布更为精确，更有针对性。
[0008] 根据本发明的一方面，提供了一种交通路口信息发布终端，所述终端包括摄像机、图像处理设备、信号灯
控制器、无线通信
接口和
主控制器，图像处理设备连接摄像机以将摄像机所拍摄的路口图像依次进行图像滤波处理和拥堵指数分析处理，输出路口拥堵指数，无线
通信接口分别与图像处理设备和信号灯控制器连接，将路口拥堵指数和信号灯控制器所输出的信号灯信息发送到交通管理中心，主控制器与无线通信接口连接以定时将无线通信接口所接收的第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息发送到第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端。
[0009] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，进一步包括，用户设定设备，用于根据用户的输入，设定第一预定拥堵指数
阈值、第二预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，第一路口预定区域和第二路口预定区域都是以所述终端所在交通路口为中心的圆形区域，第一预定拥堵指数阈值小于第二预定拥堵指数阈值；存储设备，与用户设定设备和无线通信接口分别连接，存储第一预定拥堵指数阈值、第二预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，存储第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，还存储第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID；所述无线通信接口将第一路口预定区域和第二路口预定区域发送到交通管理中心，以接收交通管理中心反馈的第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，并接收交通管理中心反馈的第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID；所述图像处理设备还包括，图像滤波处理单元，连接所述摄像机以接收路口图像，对路口图像滤波处理以滤除路口图像中的干扰噪声；拥堵指数分析处理单元，连接所述图像滤波处理单元和所述无线通信接口，用于对滤除干扰噪声后的路口图像中交通路口处滞留的车辆数量进行分析，以获得路口拥堵指数，并将路口拥堵指数发送给所述无线通信接口，路口拥堵指数越高，对应的交通路口处滞留的车辆数量越多；所述主控制器与所述无线通信接口和所述存储设备分别连接，设定定时时间，当所述图像处理设备输出的路口拥堵指数大于第一预定拥堵指数阈值时，输出第一信息发布信号，当所述图像处理设备输出的路口拥堵指数大于第二预定拥堵指数阈值时，输出第二信息发布信号；显示设备，连接所述主控制器，实时显示第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数；所述无线通信接口在接收到所述第一信息发布信号时，按照所述定时时间将第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数定时发送到与第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID对应的无线接收终端，所述无线通信接口在接收到所述第二信息发布信号时，按照所述定时时间将第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息定时发送到与第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID对应的无线接收终端；其中，所述用户设定设备、所述存储设备、所述图像处理设备、所述信号灯控制器和所述主控制器都设于交通路口信息发布终端的仪表盒内，所述摄像机、所述无线通信接口和所述显示设备都通过有线
电缆与仪表盒连接并设置在交通路口的固定杆的
横杆中央；其中，所述信号灯信息包括路口的信号灯的当前状态、红灯间隔时间、绿灯间隔时间和黄灯间隔时间，所述当前状态包括红灯状态、黄灯状态和绿灯状态，所述用户设定设备分别通过设定第一路口预定区域对应的圆形区域的半径和第二路口预定区域对应的圆形区域的半径设置第一路口预定区域和第二路口预定区域。
[0010] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，所述第一路口预定区域对应的圆形区域的半径为2公里，所述第二路口预定区域对应的圆形区域的半径为5公里。
[0011] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，所述主控制器为三星的KS32系列32位
单片机。
[0012] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，所述图像滤波处理单元采用非线性
滤波器执行对路口图像的滤波处理。
[0013] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，将用户设定设备、所述存储设备、所述图像处理设备、所述信号灯控制器和所述主控制器集成在一
块集成
电路板上。
[0014] 更具体地，所述交通路口信息发布终端中，所述主控制器还包括
定时器，用于设定定时时间。
附图说明
[0015] 以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
[0016] 图1为根据本发明实施方案示出的交通路口信息发布终端的结构方
框图。
[0017] 图2为根据本发明实施方案示出的交通路口信息发布终端的图像处理设备的结构方框图。
具体实施方式
[0018] 下面将参照附图对本发明的交通路口信息发布终端的实施方案进行详细说明。
[0019] 交通运输在社会生产中分为生产过程的运输和流通过程的运输。交通的生产活动是实现人和物的位移及信息传输，运输产品是以人公里和吨公里计量。对于城市居民来说，最常遇到的是自驾车出行形成的人的位移，例如，上下班或节假日出行。由于经济的发展，城市车辆的增
加速度远远超过了城市道路发展的速度，城市交通越来越拥堵，需要一些智能化的信息发布手段，及时将人们行驶路线的相关交通信息发布给驾驶员，供驾驶员参考，从而选择行驶更通畅的路段、路口出行，节省路上耗费的时间，同时，为缓解城市拥堵做出贡献。
[0020] 通过观察发现，驾驶员驾驶车辆在城市道路行驶中，最为关注的是前方路口是否为红灯，前方路口是否出现车辆拥堵情况，尤其在有紧急事件，需要快速赶赴到目的地的时候。然而，现有技术中仅仅提供了驾驶员当前位置附近的几条重要路段的交通信息，而且现有技术中的信息的提供，是通过路边的大屏幕显示板，信息发布的
覆盖率不高，提供的交通信息内容有限。导致驾驶员虽然及时选择了行驶畅途的路段，赶到路口时却正好是红灯或因为事故引起的突发堵塞，仍旧浪费大部分时间在交通路口处。这样，驾驶员不得不在畅通的路段和路口加大
油门快速通过，以力拼减少路上的时间，这同样引起安全隐患。
[0021] 本发明的交通路口信息发布终端，能够根据终端所在交通路口的拥堵情况，发送不同的交通信息给交通路口附近的车辆终端，交通信息包括附近各个路口的拥堵情况以及附近红绿灯的当前状态，为驾驶员改变行驶路线、减少行驶时间提供重要参考。
[0022] 图1为根据本发明实施方案示出的交通路口信息发布终端的结构方框图，所述终端包括摄像机1、图像处理设备2、信号灯控制器3、无线通信接口5和主控制器4，图像处理设备2连接摄像机1以将摄像机1所拍摄的路口图像依次进行图像滤波处理和拥堵指数分析处理，输出路口拥堵指数，无线通信接口5分别与图像处理设备2和信号灯控制器3连接，将路口拥堵指数和信号灯控制器3所输出的信号灯信息发送到交通管理中心6，主控制器4与无线通信接口5连接以定时将无线通信接口5所接收的第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息发送到第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端。所述交通路口信息发布终端还可以包括供电设备，为所述交通路口信息发布终端内除了供电设备以外的设备提供供电。
[0023] 接着，对本发明的交通路口信息发布终端的结构进行更具体的说明。
[0024] 所述终端还包括用户设定设备，用于根据用户的输入，设定第一预定拥堵指数阈值、第二预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，第一路口预定区域和第二路口预定区域都是以所述终端所在交通路口为中心的圆形区域，第一预定拥堵指数阈值小于第二预定拥堵指数阈值；所述终端还包括存储设备，与用户设定设备和无线通信接口5分别连接，存储第一预定拥堵指数阈值、第二预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，存储第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，还存储第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID。
[0025] 所述无线通信接口5将第一路口预定区域和第二路口预定区域发送到交通管理中心6，以接收交通管理中心6反馈的第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，并接收交通管理中心6反馈的第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID。
[0026] 参照图2，所述图像处理设备2还包括，图像滤波处理单21，连接所述摄像机1以接收路口图像，对路口图像滤波处理以滤除路口图像中的干扰噪声；拥堵指数分析处理单元22，连接所述图像滤波处理单元21和所述无线通信接口5，用于对滤除干扰噪声后的路口图像中交通路口处滞留的车辆数量进行分析，以获得路口拥堵指数，并将路口拥堵指数发送给所述无线通信接口5，路口拥堵指数越高，对应的交通路口处滞留的车辆数量越多。
[0027] 所述主控制器4与所述无线通信接口5和所述存储设备分别连接，设定定时时间，当所述图像处理设备2输出的路口拥堵指数大于第一预定拥堵指数阈值时，输出第一信息发布信号，当所述图像处理设备2输出的路口拥堵指数大于第二预定拥堵指数阈值时，输出第二信息发布信号。
[0028] 所述终端还包括显示设备，连接所述主控制器4，实时显示第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数。
[0029] 所述无线通信接口5在接收到所述第一信息发布信号时，按照所述定时时间将第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数定时发送到与第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID对应的无线接收终端，所述无线通信接口5在接收到所述第二信息发布信号时，按照所述定时时间将第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息定时发送到与第二路口预定区域内的车辆的无线接收终端ID对应的无线接收终端。
[0030] 其中，所述用户设定设备、所述存储设备、所述图像处理设备2、所述信号灯控制器3和所述主控制器4都设于交通路口信息发布终端的仪表盒内，所述摄像机1、所述无线通信接口5和所述显示设备都通过有线电缆与仪表盒连接并设置在交通路口的固定杆的横杆中央。
[0031] 所述信号灯信息包括路口的信号灯的当前状态、红灯间隔时间、绿灯间隔时间和黄灯间隔时间，所述当前状态包括红灯状态、黄灯状态和绿灯状态，所述用户设定设备可以分别通过设定第一路口预定区域对应的圆形区域的半径和第二路口预定区域对应的圆形区域的半径设置第一路口预定区域和第二路口预定区域。
[0032] 其中，所述交通路口信息发布终端中，所述第一路口预定区域对应的圆形区域的半径可选为2公里，所述第二路口预定区域对应的圆形区域的半径可选为5公里；所述主控制器4可选为三星的KS32系列32位单片机，所述图像滤波处理单元21可采用非
线性滤波器执行对路口图像的滤波处理，可以将用户设定设备、所述存储设备、所述图像处理设备2、所述信号灯控制器3和所述主控制器集成在一块集成
电路板上，以及所述主控制器4还可以包括定时器，用于设定定时时间。
[0033] 另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立象素点或象素块。一般地，噪声信号与要研究的对象不相关，他以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像象素的真实灰度值上，在图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像
质量，影响图像复原、分割、特征提取、图识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波机必须考虑两个基本问题能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。主要的图像滤波器包括线性滤波器、非线性滤波器、中值滤波器和形态学滤波器等。
[0034] 一般说来，当信号
频谱与噪声频谱
混叠时或者当信号中含有非
叠加性噪声时，如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)，进而导致像线性特征的
定位精度及特征的可
抽取性降低。而非线性滤波器是基于对
输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
[0035] 另外，定时器是通信协议正常运行的基本要素之一，主要用于各种定时和
帧重传的任务。通信协议在单片机系统上实现所使用的定时器，定时精度要求不高，但数量要求比较大。由于
硬件资源有限，不可能为每一个单独任务分配一个硬件定时器，只能通过单个硬件定时器模拟多个
软件定时器的方法，来满足协议中的定时应用需要。定时器的出现，使相当多需要人控制时间的工作变得简单了许多。
[0036] 采用本发明的交通路口信息发布终端，针对现有交通路口信息发布方案发布信息有限、针对性不高的技术问题，采用摄像机和图像处理设备获取当前路口的拥堵信息，采用信号灯控制器获取当前路口的信号灯信息，并通过无线通信接口与远端交通管理中心的交互，获得当前交通路口附近区域的各个交通路口的拥堵信息和信号灯信息，通过无线方式提供给附近的车辆终端，以便于驾驶员的参考，整个信息发布方案智能化程度较高，目的性强，有力地缓解了城市交通，为驾驶员节省了宝贵的时间。
[0037] 可以理解的是，虽然本发明已以较佳
实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或
修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
