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    MATLAB红绿灯识别

    一、课题背景
    现在我国慢慢地关注残障人士的生活,如盲人。如果有一款导盲拐杖,可以帮助盲人实时地识别红绿灯,盲道,人行标志等图标,会给盲人带来极大的便利。
    二、实现原理
    本课题为基于MATLAB的红绿灯识别系统。通过颜色的方法来定位红灯和绿灯,现实中肯定存在一些同颜色的干扰,因此利用形态学知识进行干扰地去除。最后利用神经网络或者支持向量机svm进行训练,将分割定位到的红灯、绿灯进行识别。
    三、实现效果
    在这里插入图片描述

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  • 交通灯光状态图模型

    2018-11-13 17:24:53
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  • 基于MATLAB的智能交通信号控制系统的实现

    万次阅读 热门讨论 2019-04-06 18:43:22
    写在前面 1)现实意义 早期使用的交通信号是固定配时的调控方式,无法随着车流量的变动而调整绿灯时间...智能交通系统的核心是交通信号的智能控制算法,根据实时交通流的大小,配置信号周期及各种色的闪亮时间...

    写在前面

    1)现实意义

    早期使用的交通信号灯是固定配时的调控方式,无法随着车流量的变动而调整绿灯时间,这降低绿灯的使用效益,增大了车辆在交叉口的延误。堵车现象频繁发生,给市民工作生活带来了极大不便,国民经济受到影响。这时候提高道路通行效率,特别是交叉路口的车辆通行效率就显得尤为重要。

    2)关键技术

    智能交通系统的核心是交通信号灯的智能控制算法,根据实时交通流的大小,配置信号周期及各种色灯的闪亮时间, 以在所有道口的全体车辆等待时间最短为目标。

    3)实时配时算法的实现

    本文主要以MATLAB的模糊数据工具箱GUI界面设计模块为基础,结合现有的关于智能交通信号灯控制系统的理论,进行对智能交通系统的实时配时算法的设计和实现。

    软件工具:MATLAB
    文献参考:https://wenku.baidu.com/view/8c814b04844769eae009ed5e.html

    关于实时配时模型设计的理论知识,这里就不再 赘述了,通过上方给出的文献,也可以在知网上搜寻其他文献,来了解下理论内容。接下来,主要将智能交通信号灯控制系统的核心部分(即实时配时算法),用MATLAB工具进行设计和实现。

    1. 模糊控制算法的设计

    本小节主要内容就是使用MATLAB的模糊数据工具箱,建立基于排队长度和长度差的模糊控制规则、控制算法。
    搭建好的模糊控制算法,如下图所示:在这里插入图片描述
    其中Road01是代表其中一条路上检测到的车辆(关于如何检测车辆数目,可以用视觉识别系统,路面传感器设置等多种方式,由于不是本文的重点内容,本文就不再赘述了);Road02是代表两条路上车辆数目的差值。
    1)模糊模型具体的步骤建立,参考下方链接:
    https://mp.csdn.net/mdeditor/89057028#
    2)基于模糊数据模型,用MATLAB中的simulink仿真模块建立一个Model,可以看出两个输入与输出的关系。也就是说,输入一条道路上的车辆数目以及两条道路车辆的差值,那么便可以得到,该道路上的绿灯需要时间,于此同时,另一个道路的红灯时间与此路口绿灯时间一致。
    关于Simulink中建立Model的具体步骤,参考下方链接:
    https://blog.csdn.net/weixin_43958974/article/details/89057396

    2. 模糊控制平面

    根据以上步骤得出的绿灯延时模糊控制规则,可以用MATLAB拟合和绘制出相对应的模糊控制平面。在这里插入图片描述
    关于离散二元曲面的拟合,参考如下链接:
    https://blog.csdn.net/weixin_43958974/article/details/89057727

    3. GUI界面设计

    在这里插入图片描述
    1)Road01与Road02为输入值,它们分别代表着十字路口两条路况下检测到的路况数目。
    既可以手动输入,两条路况车辆的数目进行模拟计算其中一条路口绿灯延时情况。也可以点击输入,自动为Road01和Road02两者进行赋值随机数,并且由于路况车辆数目是随机的,并且根据统计学规律,该随机数是服从泊松分布的,因此,该界面可以自动为两者赋值泊松分布随机数的(泊松分布参数可以根据统计进行修改,暂时分别设定为20与5方便智能交通信号灯系统的模拟)。如下图所示:在这里插入图片描述
    2)为Road01与Road02赋值后,点击确定,图框内会模拟绿灯,并且在其下方,根据所建立的模糊数据模型计算得到绿灯的延时时间。此时的时间保留为双精度的。在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    3)点击倒计时,右侧的时间会开始以整型数据的形式,进行倒计时。
    在这里插入图片描述
    并且,在倒计时完成之后,会变为红灯。

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  • 本文是一篇针对数学建模初学者的入门性质教程,将分节介绍使用MATLAB模糊数据工具箱和simulink实现单交叉路口交通灯实时配时算法

    写在前面

            在上一节中我们配置好了模糊数据,接上一节,本节中将着重介绍如何使用simulink建立一个Model并配合模糊数据进行System Test以及关于System Test的配置。

    正文

            首先在MATLAB Command Window里输入simulink,以打开Simulink Library Browser,新建一个Model


    Simulink Library Browser里分别找到In1,Mux, Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer, Out1,将它们分别拖入新建的Model中(注意:本例需要添加两个In1,第二个In1添加后会自动重命名为In2),全部设置好后,如下图所示:

    将这个Model存盘备用

    接下来在MATLAB Command Window中输入systemtest,弹出Systemtest窗口,点击File-New Test来新建一个Test,

    选中Main Test,点击 Insert-Test Element-Simulink来插入一个测试项目,完成后如图:


    在Simulink model中设置之前保存的Model文件路径,切换到Test Vectors选项,点击New新增两个Vectors


    分别设置两个Vector的名称和论域,Expression按照对应的论域设置,Expression中间的参数为步长,本例应设置为2



    接下来在Test Variables新增一个测试变量,这里命名为Output


    回到Main Test下的Simulink选项卡,按如图所示设置把两个Test Vector映射到Fuzzy Logic Controller的两个输入,把Test Variable映射到Fuzzy Logic Controller的输出(注意:设置Assign Model Outpus To SystemTest Data时需要先点击New Maping-Output Signal)


    最后切换到Main Test下的Save Results,点击New Maping,添加Test Variable和Result的映射关系


    回到MATLAB Command Window,输入命令fuzzy = readfis('Untitled2')将之前保存的模糊数据控制器加载到WorkSpace(这里不一定要用fuzzy作为名称,可以自行设置,Untitled2为之前保存的扩展名为.fis模糊数据控制器名称,大家要根据自己的命名来,不用带扩展名,如果出错请检查Path设置)


    回到SystemTest,选择切换到Main Test下的Simulink,点击绿色的刷新图标


    在新弹出的窗口中双击Fuzzy Logic Controller with Ruleviewer


    在新弹出的窗口中设置FIS matrix为之前将模糊变量控制器存入WorkSpace所用名称,之前我用的fuzzy,所以这里填入fuzzy


    之后在SystemTest中点击Run或者按快捷键F5即可运行测试(如果报错,再运行一次即可),经过一段说长不长说短不短的等待,121次迭代完成


    回到MATLAB,可以看到我们的WorkSpace里增加了几项


    打开stresults


    ResultsDataSet即为运行结果,可以看出和我们的表5:绿灯延时模糊控制规则表是比较接近的


    本节教程就到这里,下一节我将简单介绍如何将结果输出为更规范更直观的二维表格

    展开全文
  • 本文是一篇针对数学建模初学者的入门性质教程,主要介绍使用MATLAB模糊数据工具箱和simulink实现单交叉路口交通灯实时配时算法,难免有错漏之处,欢迎各位大佬批评指正

    作者的碎碎念

            博主的本职工作是一名白帽子,前段时间由于某些原因研究了一点数学建模,故将自己的一点心得整理成教程,一是自己备忘,二是方便后来者。你问我为什么研究数学建模?因为我有一颗爱折腾的心,哈哈哈

    写在前面

            本文是一篇针对数学建模初学者的入门性质教程,将分节介绍使用MATLAB模糊数据工具箱和simulink实现单交叉路口交通灯实时配时算法,但是由于本人水平有限,难免有错漏之处,欢迎各位大佬批评指正。

    软件版本:MATLAB 2015a

    理论知识请参考:https://wenku.baidu.com/view/8c814b04844769eae009ed5e.html

    需要用到的数据:





    正文

    首先启动MATLAB 2015a,在Command Window里输入fuzzy以打开MATLAB模糊数据工具箱


    默认只提供一个输入,在本示例中需要2个输入,故选择Edit-Add Variable-Input来添加一个输入(注意:为了方便区别这两个输入,我们应修改这两个输入Current Variable中的Name,这里命名为L和G,对于output,我们也应重新命名,这里命名为R)


    双击任意一个输入或输出,弹出Membership Function Editor窗口,


    可以看到已经默认提供了三个子函数,但本例中需要七个子函数,为了设置方便,建议先将自带的子函数删除,故点击Edit-Remove All MFs 后再点击Edit-Add MFs,设置Number of MFs为7

    可以看到,我们的子函数已经添加好了,接下来将设置子函数名称、论域、参数,L的设置参照表1,G的设置参照表2,R的设置参照表3(子函数名称按照表中语言值来设置,论域分别按表1中排队长度、表2中排队长度差、表3中绿灯延时的取值范围来设置),那么参数该如何设置呢?设子函数取值为Y,设排队长度、排队长度差或者绿灯延时为X

    仔细观察表我们会发现,每个语言值(或子函数)取非零值时都对应一个X的范围,而且可以猜测,函数图像关于Y取1时对应的X对称,举个例子:表1中语言值M对应的值如下,params则应设置为[8 12 18],其中的12为M取1时所对应的排队长度


    对L、G、R分别设置好后如下图所示



    点击close,回到Fuzzy Logic Designer窗口,双击规则编辑器(输入和输出之间的白色方框),打开Rule Editor界面,根据表4来编辑规则

    分别选择表4中L的各语言值和G的各语言值所对应的R的语言值,点击Add rule,即可添加规则,本例全部添加完后共有49条(注意,Connection 项应保持为and),设置完成后点击Close

    至此模糊数据已经全部设置完毕,点击File-Export-To File导出为文件备用


            欲知后事如何,请听下回分解,在下一篇博文中我将介绍如何在simulink中建立用于System Test的Model及System Test的配置

    展开全文
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