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原文传递智能交通信号控制系统设计

论文题名：	智能交通信号控制系统设计
关键词：	交通信号;控制系统;视频图像;车辆检测;车流量;混合高斯模型
摘要：	目前我国城市街道交叉路口的交通信号灯仍采用定时式转换控制的方式，即转换的间隔时间是固定不变的。但是随着机动车辆数量的增加，这种控制方式已经无法满足路口车辆的通行需求。而且，在交通高峰期常常会出现某一方向有较大的车流量，另一方向却很少有车辆通过的现象，需要交警在路口协调指挥，付出很大的人力资本。同时，拥堵的交通路口还会影响应急车辆在应对紧急事件时的处理效率，因此急需寻找一种全新的灵活的交通信号控制系统。针对这些问题，本文设计的交通信号控制系统给出了三种控制方案，一是通过无线遥控模块进行现场调控;二是对拍摄的各个路口的交通视频图像进行车流量统计，并完成红绿灯分时配比计算，从而自动改变交通灯的显示状况;三是通过远程数据通信模块，进行远程调控，同时，系统在远程控制平台中还设置了三种模式之间相互转换的功能，便于随时调控。其中，无线遥控模块采用PT2262/2272为核心控制芯片，结合单片机及其外围电路，实现DF信号的发射与接收;远程数据通信模块以传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)和用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)为基础，结合ENC28J60网络通信模块，实现上位机与单片机主从模式的远程通信;另外，系统还设计了以STC12C5A60S2为核心的控制模块，主控电路通过驱动电路模块分别连接信号灯模拟控制模块和数码显示模块，实现了对现实交通信号灯的模拟。　　此外，为了实现信号灯的自动配时，本文还进行了车辆图像处理及车流量检测算法的设计。首先根据拍摄的视频图像特点，设计了合适的图像预处理算法;其次针对拍摄的白天的视频设计了车辆目标检测算法，采用混合高斯背景建模的方法实现了视频图像的背景分离，获得了视频中运行车辆的清晰图像，并运用外接矩形框的方法实现了车流量的统计;之后针对拍摄的夜间视频图像，选取了车灯作为车辆检测目标，根据车灯的形态学特征，依次设计了车灯提取、车灯配对、车灯跟踪算法，实现了夜间车流量的统计。　　系统测试结果表明，本文设计的智能交通信号控制系统，兼具远程控制和无线遥控控制，均可将控制指令及时的发送到主控模块上，从而实现对各信号灯的实时调控。设计成本低，可移植性高，兼容性好，可根据不同的需求提供多样化的智能控制手段。
作者：	陈兰萍
专业：	信号与信息处理
导师：	柳长源
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨理工大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文