[发明专利]十字路口交通信号灯智能控制器

摘要

本发明涉及十字路口交通信号灯智能控制器,它由装于十字路口各车道流出口处以及候车路段的候车入口处的红外对射装置，并配合人行道站立等候区路面上安装红外对射装置，用于计数进入该车道候车段的车辆数，并根据各车道流出口处车流人流情况，实时改变该车道车辆放行时间。

主权项

十字路口交通信号灯智能控制器,其特征是，在离车道流出口50‑100米路段设置成红灯时的候车路段，采用在十字路口各车道流出口处以及在候车路段的候车入口处各安装一付红外对射装置，红外发射机在单片机控制下发射的红外光束扫描脉冲信号，该信号的每一周期由两个宽脉冲和两个窄脉冲组成，每一周期结尾发一个宽的低电平脉冲，当用宽脉冲表示数字“1”,窄脉冲表示数字“0”则容易用4种不同的排列组合，1010、0110、0101、1100，识别4条车道上的红外光束扫描脉冲信号,单片机采用中断或查询方式接收红外光束扫描脉冲信号，红外接收机中红外传感器接收时，通过单片机对其所发送的和其所接收的红外光束脉冲信号进行比较识别，提取该频率的可信脉冲信号，有效排除外界干扰；当有车辆通过时，相关红外对射装置产生遮断信号，红外传感器接收的红外光束扫描脉冲信号经滤波放大整形后送单片机处理，单片机对被遮断的红外光束扫描脉冲信号计时获得遮断时间，同时单片机也对红外传感器接收到的红外光束扫描脉冲信号计数、转换获得间隔时间，一次遮断时间表示一辆车通过，因此可实现对通过的车辆计数，同时，在行人站立或经过的等候区路面上安装密度适当的几排红外对射装置，有人站立或经过等候区时，必然全部或部分遮挡红外光束，接收端输出的红外光束扫描脉冲信号的强度会因此产生变化，因此，根据行人进入、走出等候区时状态引起的各接收点高低电平的变化，评估等候区行人数量，红外接收机中红外传感器接收的红外光束扫描脉冲信号，经滤波放大的前置处理后，再经3‑5级电压比较器分级，其每一级电压比较器设置不同阈值，并分别接于单片机的I/O口，单片机通过高低电平的变化来统计通过检测区域的人流量，以此确定绿灯亮时间；当某车流向禁止通行即红灯亮期间，通过对进入该车道候车路段的车辆数和原有未放行车辆数，得出进入该车道候车路段的车辆总数，并在绿灯亮时间同时测量放行时通过车道流出口处的车辆数和进入该车道候车路段的车辆数至红灯亮获得未放行车辆数；在十字路口各车道流出口处安装的红外对射装置，用于识别在车道流出口处是否有等待放行的车辆，并测量放行时通过车道流出口处的车辆数，同时测量放行通过车道流出口处的前后车辆的间隔时间，用于判断需要放行的车辆拥堵情况，如果在冲突的车流向车道的绿灯亮时间结束时，本车道流出口处没有等待放行的车辆，则本车道的绿灯亮时间取最短时间，所述最短时间须视冲突的车流向车道的人行道上等待通行的人流情况，它由红外传感器接收的红外光束扫描脉冲信号，由电压比较器按不同阈值分级，红外光束扫描脉冲信号电压高低的表示人行道上等待通行的行人多少，根据行人多少取5秒‑30秒最短时间，用于让行人通过，当绿灯亮时，测量放行通过车道流出口处的前后车辆的间隔时间如果超过设定值，即认为放行车辆已很少，如果此时绿灯亮时间已超过所述最短时间，则立即进入绿灯15秒倒计时，否则取最短时间；如果该流向车道绿灯亮时间即将结束时，仍有多于5‑8辆车进入该车道候车路段，同时冲突的车流向车道没有车辆等候，则绿灯亮时间延迟10‑30秒，绿灯时间越长,通过的车辆数越多；平时单片机不断接收各车道流出口处红外对射装置中红外二极管发出的红外光束扫描脉冲信号，如果某车道在绿灯亮时间红外传感器持续15‑30秒接收不到红外光束扫描脉冲信号，或当发现15‑40秒长时间不正常的红外光束干扰信号，影响红外对射装置正常工作，即发出报警信号，系统转为交通信号灯定时控制模式工作，待信号正常再恢复变时控制模式；在路面停止线向里0﹒5米‑1米的车道中部处,埋设发射装置的红外二极管，其接收装置中的红外传感器安装于路侧的交通信号灯杆或专门立柱的横臂上，如果交通信号灯杆与车道流出口的停止线有一定距离，在计算候车数时，即将该距离折算成候车数，通常为1‑3辆车，为了便于红外对射装置的调试，横臂安装于红外二极管的正上方，即横臂与红外二极管所形成的平面垂直于路面，横臂高度为3﹒5米‑7米，横臂长度视路面宽度取3‑6米，横臂上安装有与车道对应的均匀分布的3‑4个红外传感器；在路面的红外二极管安装位置钻直径为8‑12CM深20CM的圆孔，圆孔内用树脂胶固定外径为8‑12CM高20CM的钢管，钢管底部焊接底盖密封，钢管底部两侧留有排水管和电缆管的孔，排水管穿过钢管部分的下端，钻有数个小孔用于钢管内部通水，在钢管底部的排水管上面放置金属网，用于隔离沙石，钢管内部焊有支架，固定板固定在支架上，红外二极管套件固定在固定板上，支架上留有长条形的孔，用于穿过螺钉，使固定板固定位置可调，红外对射装置中红外二极管发出的光线须对准接收装置中的红外传感器，对准后用螺钉、垫片、防滑垫圈、硅胶防震垫片使固定板固定于支架上，在路面安装的钢管上端经螺钉固定一个盖板，盖板中心部位镶嵌一个圆形玻璃片，用于透过红外二极管发出的光线，圆形玻璃片平面略低于金属盖板平面以减少磨擦。