随着智能交通的发展,智能信号灯成为城市车辆、行人通行的有效控制设备,我国的信号灯控制系统大多采用国外先进的智能交通信号控制系统,或是在其基础上根据我国道路交通特点进行的改进系统,该系统根据不同时段的道路车流量信息采用固定配时的控制方式,虽然在一定程度上可以有效地缓解道路交通拥堵情况,但仍然存在因固定配时而造成的车辆与行人通行时间分配不均、等待时间较长、资源浪费等问题,本文围绕基于图像处理的智能交通信号控制系统展开研究工作,结合交通摄像头资源,采用图像处理技术对车辆、行人实时通行视频进行处理,得到实时车流量信息和行人流量信息,根据车辆与行人的实时数据采用模糊控制技术动态分配通行时长。从而及时掌握实时数据,实现智能调控,提高车辆与行人的通行速率,减少车辆停车次数和行人等候时间,节约资源,保护环境。论文主要工作总结如下:(1)系统方案构建及硬件设计。通过对系统需求的分析和现有检测方法的对比,构建以图像处理技术实现交通视频的实时检测和信号灯时长调控的系统方案。硬件设计以STM32为主控制器,搭载图像采集模块、流量检测模块、周边路况信息存取模块、交通信号控制模块以及电源模块,搭建系统的仿真实验环境。(2)图像预处理和运动目标检测分析。首先,对图像进行灰度化、滤波、二值化、形态学处理等预处理操作,解决因外界复杂环境对视频图像造成的模糊、噪声、亮度不均等问题;然后,通过改进的运动目标检测算法提取目标前景区域,采用改进的凹性分析对粘连车辆进行分割、颜色特征和边缘检测去除车辆阴影完成车辆目标检测,以及训练行人头肩分类器实现对行人目标的检测。(3)运动目标跟踪与计数研究。分析车辆与行人的行驶特点,分别对车辆与行人采用不同的计数方式,在车辆计数中采用改进的虚拟检测线圈法实现车辆的准确计数,在行人计数中采用改进的行人目标跟踪算法进行目标跟踪,并设置感兴趣区域实现行人的精确计数,经实验验证改进的算法均能实现车辆与行人目标的准确计数,减少了计数误差。(4)智能配时决策研究。结合实时检测的车流量信息和行人流量信息,分别设计车辆与行人的智能决策模糊控制器,车辆智能决策模糊控制器的设计结合当前道路相位车流量信息和其下游道路的车辆承载能力进行判断,行人智能决策模糊控制器的设计结合等候行人人数和行人的行驶速度进行模糊判断,实现交通信号的智能实时调节。(5)智能交通信号控制系统软件设计。根据交通信号的控制特点和系统工作原理完成对智能交通信号控制系统的软件流程的设计工作。通过仿真实验验证,系统能有效实现十字路口信号灯的实时调节与控制,实现车辆与行人的有序通行。基于图像处理的智能交通信号控制系统经实验数据对比,可以完成对车辆与行人的识别与计数,并且通过模糊控制完成对绿灯时间的准确输出,实现交通信号实时控制的设计目标。使用本系统能够提高车辆与行人的通行效率,减少信号灯的无效等待时间和车辆停车次数,同时,可以实现各道路车流量的信息共享,并满足行人优先的通行准则。