一种基于led点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统
阅读说明：本技术 一种基于led点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统 (Intersection vehicle and pedestrian auxiliary traffic control method and system based on LED dot matrix screen ) 是由 郝能宝 陈汇川 王玉 刘骏 韦文彬 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统,属于交通信号控制技术领域。包括：获取当前路口的信号状态；根据路口车辆配置的通行速度V-1和T确定最远一车辆的当前位置与路口停车线的距离L-1；根据行人过街步速和T确定最远一行人的当前位置与人行横道的尾端的距离L-2；以及控制与距离L-1或与距离L-2的距离范围内的所有LED点阵屏显示当前所属相位的对应流向的通行箭头,非当前相位对应流向、以及当前相位对应流向的且与路口停车线的距离超过距离L-1或与人行横道的尾端的距离超过距离L-2的LED点阵屏显示禁止通行箭头。本发明规避了路口通行安全隐患并且系统适用于路口通行的各型车辆。(The invention provides a method and a system for controlling auxiliary traffic of vehicles and pedestrians at a crossing based on an LED dot matrix screen, and belongs to the technical field of traffic signal control. The method comprises the following steps: acquiring a signal state of a current intersection; passing speed V configured according to vehicles at intersection 1 And T determining the distance L between the current position of the farthest vehicle and the stop line at the intersection 1 (ii) a Determining the distance L between the current position of the farthest pedestrian and the tail end of the pedestrian crossing according to the pedestrian crossing pace and the T 2 (ii) a And control and distance L 1 Or from the distance L 2 All the LED dot matrix screens in the distance range display the traffic arrows of the corresponding flow direction of the current phase, the flow direction corresponding to the non-current phase, the flow direction corresponding to the current phase and the distance between the current phase and the intersection stop line exceeds the distance L 1 Or with the tail of a crosswalkThe distance of the ends exceeds the distance L 2 The LED dot matrix screen displays the no-pass arrow. The invention avoids the potential safety hazard of crossing traffic and is suitable for various vehicles passing at the crossing.)
技术领域
本发明涉及交通信号控制
技术领域
，具体地涉及一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统。背景技术
交叉口作为城市道路交通网络的节点，交通组织状况复杂，各流向车辆、行人相互干扰严重。目前，我国大多数城市均在路口出口道及人行横道两端架设交通信号灯用来明确对应流向的车辆及行人在时间上的路口通行权，从而完成对路口不同流向的车辆、行人进行分流，在最大程度上避免了不同流向车辆及行人间的相互干扰。
但是传统的交通信号灯只是显示灯色，或是在灯色的基础上增设红绿灯倒计时，距离路口停车线还具有一定距离的车辆只能根据驾驶员个人感觉判断能否在剩余绿灯时长内通过路口，并根据判断结果来调整自身车速，因此存在极大的误判可能：一方面会导致原本可以通过路口的车辆因驾驶员误以为在剩余绿灯时间内已无法通过路口，从而降低车速，等待至下一周期对应放行相位再行通过路口，从而降低了整个路口的通行效率；另一方面会导致原本无法通过路口的车辆驾驶员误以为在剩余绿灯时间内可以通过路口，从而提升车速，在本周期当前相位内强行通过路口，但是在车辆未到达出口车道时当前相位已运行结束，下一相位已开始，对应流向的车辆及行人已开始通行，这样可能会造成欲强行通过路口的车辆停在路口中央进退两难，不仅影响其他方向车辆及行人通行，而且具有很大的安全隐患。对于过街行人来说无法很好把握在剩余绿灯时间内能否通过人行横道，也存在误判的可能，导致原本可以通过路口的行人因担心无法通过路口从而在行人驻足区停下等待至下一周期对应放行相位再行通过，降低了路口的通行效率；或者原本无法通过路口的行人强行通过路口，导致行人受困于人行横道中央进退两难，干扰正常的交通通行，并且具有很大的安全隐患。此外大多信号控制交叉口均存在“黄灯两难区”问题，即信号交叉口进口道上的一段区域，陷入其中的车辆驾驶员面对黄灯信号时将经历选择停车或继续行驶的决策犹豫不决，从而增加了信号交叉口车辆追发生追尾和侧碰事故的可能性。
因此，如何在传统信号控制方式基础上增设一套高普及性的路口车辆、行人辅助通行控制系统、方法，协助车辆驾驶员及行人正确做出能否在本周期当前相位通过路口或人行横道的决定，降低依靠个人感觉造成误判的概率，提高路口通行效率减少路口交通事故次数是当前亟待解决的难题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统，该基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法、系统在一定程度上提高了整个路口的通行效率，规避了路口通行安全隐患并且系统适用于路口通行的各型车辆，车辆无需增加其他附属设备。
为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法，用于计算机后台，所述基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法包括：
获取当前路口的信号状态，其中所述当前路口的信号状态包括所属相位及当前相位剩余绿灯时长T；
根据路口车辆配置的通行速度V1和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一车辆的当前位置与路口停车线的距离L1；其中，所述最远一车辆被配置为能够通过所述当前路口且距离所述路口停车线最远的车辆
根据行人过街步速和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一行人的当前位置与人行横道的尾端的距离L2；其中，所述最远一行人被配置为能够通过所述当前路口且距离所述人行横道的尾端最远的行人；以及
控制与路口停车线的距离L1或与人行横道的尾端的距离L2的距离范围内的所有LED点阵屏显示所述当前所属相位的对应流向的通行箭头，并且控制非所述当前相位对应流向、以及当前相位对应流向的且与路口停车线的距离超过距离L1或与人行横道的尾端的距离超过距离L2的LED点阵屏显示禁止通行箭头。
优选地，所述获取当前路口的信号状态包括：每隔预设时间阈值获取一次当前路口的信号状态。
优选地，所述根据路口车辆配置的通行速度V1和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一车辆的当前位置与路口停车线的距离L1包括：
通过下述的公式计算所述距离L1：
L1＝V1×T；
其中，所述路口车辆配置的通行速度V1等于所述路口车辆所在路段的最高限速与预设比例阈值的乘积。
优选地，该基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法还包括：若存在人行驻足区，控制当前相位对应流向的与人行横道的尾端的距离超过距离L2的LED点阵屏显示引导行人进入所述人行驻足区的箭头。
另外，本发明还提供一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统，所述基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统包括：
LED点阵屏，置于路口的分隔带和人行横道两侧，用于接收控制信号以执行通行箭头或静止通行箭头的显示；
信号机，通过无线设备连接于所述LED点阵屏；
计算机后台，用于执行上述的步骤，并通过所述信号机向所述LED点阵屏发送控制信号。
优选地，所述LED点阵屏包括：置于所述道路分隔带处的立杆式LED点阵屏和置于路口人行横道两侧的镶嵌式LED点阵屏；其中所述立杆式LED点阵屏朝向车辆，所述镶嵌式LED点阵屏朝向行人。
优选地，所述立杆式LED点阵屏呈斜45°角朝向所述车辆。
优选地，所述镶嵌式LED点阵屏中相邻两者的距离等于预设距离阈值，其中所述预设距离阈值被配置为能够满足人眼的连续性观测距离的要求。
另外，还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法。
另外，还提供一种处理器，用于运行程序，其中，所述程序被运行时用于执行：如上述的基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法。
通过上述技术方案，车辆驾驶员及行人从凭借个人感觉判断能否在本周期当前相位剩余绿灯时长内通过路口或人行横道的不准确性，变为车辆驾驶员和行人可以在车辆未到达路口及行人到达行人驻足区时提前根据布设于路口中央分隔带及人行横道两侧的LED点阵屏箭头灯色指示，做出是否可以在当前绿灯相位内通过路口或人行横道的判断，驾驶员和行人可以据此判断正确做出是否在本周期当前相位通过路口或人行横道的决定，并且可有效解决“黄灯两难区”问题。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的
具体实施方式
部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统的安装示意图；
图2是置于道路中央分隔带处立杆式LED点阵屏构造结构示意图；
图3是置于道路中央分隔带处立杆式LED点阵屏(绿灯或红灯状态)的结构示意图；
图4是置于人行横道处镶嵌式LED点阵屏构造的位置示意图；
图5是置于人行横道处镶嵌式LED点阵屏的绿灯或红灯状态的示意图；
图6是说明本发明的一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法的流程图；
图7是说明本发明的基于路口车辆辅助通行控制示例图；
图8是说明本发明的一种路口行人辅助通行控制示例图；以及
图9是一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统的模块框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明提出的基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统的示意图，其主要功能组成部分包括LED点阵屏(可显示红、绿两种灯色箭头)、无线发送及接收设备、通讯线缆、计算机后台、信号机、信号灯头及其杆件等设备。
其中，本发明中的LED点阵屏包括两种，其一是设置于路口中央分隔带的立杆式LED点阵屏，为满足驾驶员观测连续性要求，各点阵屏间距l1取8-15米；LED点阵屏长度范围l3应满足当前方向各流向绿灯时长gji与当前方向车辆设计通行速度V1j计算出来的最大值，即l3j＝max(gji×V1j，gj(i+1)×V1j......)，其中路口车辆设计通行速度V1常取路段的0.5-0.7倍；为保证通讯要求各LED点阵屏间通过通讯线缆连接，并最终连接至无线接收设备进行信号接收；立杆式LED点阵屏尺寸及安装要求如图2、图3所示。其二是设置于路口人行横道两侧的镶嵌式LED点阵屏，为满足行人观测连续性要求，各点阵屏间距l2取0.5-0.8米，LED点阵屏长度范围l4应覆盖整个人行横道长度；为保证通讯要求各LED点阵屏间通过通讯线缆连接，并最终连接至无线接收设备进行信号接收；镶嵌式LED点阵屏尺寸及安装要求如图4、图5所示。
无线发送设备与路口信号机连接用于发送信号，无线接收设备接收来自无线发送设备传递的信号并通过通讯线缆传递给各LED点阵屏进行执行。计算机后台控制信号机进行信号下发，根据当前所属相位及相位剩余绿灯时长结合路口设计通行速度、人行过街步速计算距离路口停车线或人行横道末端多少米范围内的车辆或行人可以通过路口。信号灯头及其杆件安装于各方向出口车道位置，接收信号机传递过来的信号配时方案并执行。
其中，j表示进口道方向，i表示流向，gji表示j进口道i流向对应相位绿灯时长，V1j表示j进口道方向车辆设计通行速度。
如图2、图3所示，为设置于道路中央分隔带处的立杆式LED点阵屏，点阵屏为一长、宽分别为3×a和b的长方形，为方便车辆驾驶员能够看清点阵屏内容a取0.2-0.5米，b取0.4至1.0米；为满足外侧车辆驾驶员观测及道路净空要求，各LED点阵屏与道路轴线方向呈45度角面向于进口道各车辆，立杆高度c取2.0-2.5米；为保证LED点阵屏安装牢固，立杆选用截面直径d＝0.05-0.10米的钢制空心圆柱体，并保证埋深要求；为满足对多流向车辆的同时辅助控制，LED点阵屏各流向可以独立显示红、绿两种灯色。
如图4、图5所示，为设置于路口人行横道两侧的镶嵌式LED点阵屏，点阵屏为一直径为e的圆形，为使得行人可看清点阵屏内容，e取0.1-0.15米，平行分布于人行横道两侧，分别用于辅助两个方向行人过街通行；各LED点阵屏可独立显示红、绿两种灯色。
如图6所示，结合图7至图8对路口车辆、行人辅助通行控制系统流程进行说明。
S601，获取当前路口的信号状态，其中所述当前路口的信号状态包括所属相位及当前相位剩余绿灯时长T；
S602，根据路口车辆配置的通行速度V1和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一车辆的当前位置与路口停车线的距离L1；其中，所述最远一车辆被配置为能够通过所述当前路口且距离所述路口停车线最远的车辆
S603，根据行人过街步速和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一行人的当前位置与人行横道的尾端的距离L2；其中，所述最远一行人被配置为能够通过所述当前路口且距离所述人行横道的尾端最远的行人；以及
S604，控制与路口停车线的距离L1或与人行横道的尾端的距离L2的距离范围内的所有LED点阵屏显示所述当前所属相位的对应流向的通行箭头，并且控制非所述当前相位对应流向、以及当前相位对应流向的且与路口停车线的距离超过距离L1或与人行横道的尾端的距离超过距离L2的LED点阵屏显示禁止通行箭头。
优选地，所述获取当前路口的信号状态包括：每隔预设时间阈值获取一次当前路口的信号状态。
优选地，所述根据路口车辆配置的通行速度V1和当前相位剩余绿灯时长T确定最远一车辆的当前位置与路口停车线的距离L1包括：
通过下述的公式计算所述距离L1：
L1＝V1×T；
其中，所述路口车辆配置的通行速度V1等于所述路口车辆所在路段的最高限速与预设比例阈值的乘积。
优选地，该基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法还包括：若存在人行驻足区，控制当前相位对应流向的与人行横道的尾端的距离超过距离L2的LED点阵屏显示引导行人进入所述人行驻足区的箭头。
具体地，本发明的实际操作步骤如下所述：
步骤1，信号机每100毫秒上传一组当前路口信号状态至计算机后台，包括所属相位及当前相位剩余绿灯时长T(精确至毫秒)。
步骤2，根据路口车辆设计通行速度V1(V1取对应路段设计速度的0.5-0.7倍)结合当前相位剩余绿灯时长判断距离路口停车线多长距离内的车辆可以通过路口，记此距离为L1，L1＝V1×T；当前相位对应流向并距离路口停车线距离为L1范围内的所有LED点阵屏显示绿色箭头指示，其余非当前相位对应流向及当前相位对应流向但距离路口停车线距离超过L1的LED点阵屏显示红色箭头指示；若车辆位置处于绿色箭头指示范围，则车辆按照路口设计通行速度在本周期当前相位可以通过路口；否则，无法通过。如图7所示，当前相位对应流向为直行，右转流向不受灯控，故本方向右转一直为绿色箭头指示，右转车辆一直可以通过路口；当前方向直行流向L1范围内的所有LED点阵屏显示绿色箭头指示，L1′范围内的所有LED点阵屏显示红色箭头指示，因此此时处于L1范围内的直行车辆按照设计速度通行均可以通过路口，处于L1′范围内的直行车辆按照设计速度通行均无法通过路口；左转流向均为红色箭头指示，因此当前方向左转车辆此时均无法通过路口。
步骤3，根据行人过街步速V2，(V2取1.0-1.5米/秒)结合当前相位剩余绿灯时长判断距离人行横道尾端多长距离内的行人可以通过人行横道，记此距离为L2，L2＝V2×T；当前相位对应流向并距离人行横道尾端L2范围内的所有LED点阵屏显示绿色箭头指示，其余非当前相位对应流向及当前相位对应流向但距离人行横道尾端距离超过L1的LED点阵屏显示红色箭头指示；若人行横道起端LED点阵屏显示绿色箭头指示，则说明此时处于行人驻足区行人按照正常行人过街步速可以在本周期当前相位通过人行横道；否则，无法通过。如图8所示，当前相位允许图示方向人行过街，L2范围内的所有LED点阵屏显示绿色箭头指示，L2′范围内的所有LED点阵屏显示红色箭头指示，因此此时处于L2范围内的行人按照正常行人过街步速可以通过路口，处于L2′范围内的行人按照正常行人过街步速无法通过路口，若此时有行人到达行人驻足区只能等待至下一周期对应放行相位才能完成过街通行。
为保证各LED点阵屏显示灯色状态的实时性，上述步骤2、步骤3每100ms完成一次更新；
如图9所示，为本专利所提系统间各设备通讯关系示意图。过程1表示信号机每100ms上传一组信号机状态数据至计算机后台，包括所属相位及当前相位剩余绿灯时长；过程2表示计算机后台向信号机下发信号控制方案及各LED点阵屏显示灯色信号；过程3表示信号机将各LED点阵屏显示灯色信号传递至无线发送设备；过程4表示无线发送设备将各LED点阵屏显示灯色信号发送至无线接收设备；过程5表示无线接收设备控制各LED点阵屏按照信号显示对应灯色状态；过程6表示信号机控制信号灯头执行相应信号控制方案。
本专利所提LED点阵屏可选用上述点列式(多个LED点阵屏通过通讯线缆连接共同发挥作用)LED点阵屏，也可以采用带状LED显示屏；若路口中央分隔带过窄或无中央分隔带可考虑将辅助车辆通行控制的立杆式LED点阵屏设于侧分带，或作为镶嵌式LED点阵屏嵌入行车道内。
如上所述，本发明的一种基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制系统包括：LED点阵屏，置于路口的分隔带和人行横道两侧，用于接收控制信号以执行通行箭头或静止通行箭头的显示；信号机，通过无线设备连接于所述LED点阵屏；计算机后台，用于执行所述S601-S604的步骤，并通过所述信号机向所述LED点阵屏发送控制信号。
优选地，所述LED点阵屏包括：置于所述道路分隔带处的立杆式LED点阵屏和置于路口人行横道两侧的镶嵌式LED点阵屏；其中所述立杆式LED点阵屏朝向车辆，所述镶嵌式LED点阵屏朝向行人。
优选地，所述立杆式LED点阵屏呈斜45°角朝向所述车辆。
优选地，所述镶嵌式LED点阵屏中相邻两者的距离等于预设距离阈值，其中所述预设距离阈值被配置为能够满足人眼的连续性观测距离的要求。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述的基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述的基于LED点阵屏的路口车辆、行人辅助通行控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
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