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　　摘要：应用图像处理技术，研究了PLC交通信号灯控制系统，发现交通信号灯亮的时间长度可以通过检测到的车辆运行信息控制，这表明将传统的路口四相位扩展到十二相位，能够充分利用传统信号灯控制系统中的空等待时间，在不改变路况的现有条件下，有效提高路口车辆的通行效率。

　　关键词：图像处理；PLC；空等待时间；相位；控制系统

　　中图分类号：TN911.7?34；U491.5+4文献标识码：A文章编号：1004?373X（2013）19?0167?04

　　0引言

　　随着人民生活水平的极大提高，汽车已经走进了千家万户，汽车带给人们极大方便的同时，也使城市交通问题日益严重，怎样在有限的道路条件下，提高车辆的通行能力，特别是路口的通行效率，已经成为全社会必须面临的重大课题，现在使用的交通信号灯通常还只是传统的定时器模式，通行效率低下，设计研究新型、高效、依据车流量自动调节红绿灯时间长度的智能交通信号灯已经成为社会的需求。

　　动态控制的智能交通信号灯关键技术之一是车辆检测，很多学者、专家曾做过大量的探索，其中最典型的就是感应线圈式车辆检测技术[1]，这种技术的核心是在路口道路下面放置感应线圈，通过的车辆起铁芯作用，当有车辆通过时，线圈磁场变化，进而引起感应电流的变化，利用电流的变化控制红绿灯的响应时间，从而达到智能控制的目的。这种控制虽然灵敏，但是感应线圈极易损坏，损坏后必须破开路面修复，高代价的同时更影响交通。近年来，随着视频技术的高速发展，视频设备成本的不断下降，图像处理技术的成熟运用，视频技术逐渐成为智能交通的新视角，本文在图像动态目标捕捉的基础上设计了一种高效、智能的交通信号灯控制系统。

　　1应用图像检测处理技术获取控制信号

　　传统的运动目标检测方法有光流法、帧间差分法和背景差分法[2]。背景差分法是目前最常用的一种前景检测方法，对于本系统，由于只检测有无车辆，不考虑车辆的具体信息，而且是近距离成像，所以背景差分法能够满足系统要求。设定通车计时开始后出现2s无车则认为待行区无车，绿灯进入闪烁倒计时。控制信号由当前帧减去背景参考帧得到的差分图像经阈值二值化后转换得到。

　　视频采集模块[3]如图1所示，图像处理模块如图2所示。

　　2新型交通信号灯控制系统设计

　　传统的交通信号灯主要有4种相位[4]，而新型交通信号灯控制系统设计12种相位，如图3所示。

　　十字路口交通信号灯分布和车辆待行区规划如图4所示，在①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧待行区上方分别安装摄像设备，进行图像采集，图像采集分别在东西左转、东西直行、南北左转、南北直行定时器启动后开始，定时器复位后结束。

　　图像处理后的控制信号传送到PLC，进而控制信号灯，PLC接线示意图如图5所示。设定东西绿灯30s，东西左转绿灯20s，南北绿灯25s，南北左转绿灯15s，所有绿灯闪烁5s，所有黄灯2s，控制系统SFC设计图如图6所示。

　　流程步动作说明见表1。