一种基于信号通道优先级判别的复合信号灯自适应显示方法与流程

本技术涉及信号灯，尤其涉及一种基于信号通道优先级判别的复合信号灯自适应显示方法。

背景技术：

1、随着城市交通流量的动态变化，交叉口信号控制相位需要灵活切换，例如在交通平峰期减少相位（如从包含专用左转相位的四相位控制，切换为允许左转直行同时放行的两相位控制），在高峰期则需增加相位（如左转相位）以提高左转方向机动车通行效率。

2、传统的解决方案通常有两种：独立灯组切换：设置独立的左转箭头灯组和满屏灯组，通过信号控制机分别控制其点亮与熄灭。从高峰期（四相位）切换到平峰期（二相位）时，左转箭头灯组会熄灭，容易让交通参与者误认为是信号灯故障，存在安全隐患。传统复合信号灯控制：在同一组信号灯上设置二个信号通道，通过信号控制机主动、精确地控制各通道的通断，复合信号灯内部逻辑判断控制，以实现灯组显示图案的动态切换。该方法虽解决了误判问题，但要求信号控制机必须具备复杂的逻辑判断和多通道协同切换控制能力，对现有信号控制机（尤其是大量在用的传统信号控制机）需增加一组满屏信号灯驱动，升级改造成本大。本发明提出一种信号通道优先级判别的复合信号灯自适应显示方法，该方法能使复合信号灯根据输入信号自动判断并显示正确的图案（左箭或满屏），无需信号控制机多切换时序控制，兼容性强，实现成本低，且能有效避免交通参与者对信号状态的误读。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于信号通道优先级判别的复合信号灯自适应显示方法。该方法能使复合信号灯根据输入信号自动判断并显示正确的图案（左箭或满屏），无需信号控制机执行复杂的多通道切换时序控制，兼容性强，实现成本低，不会出现红黄绿三个信号灯均熄灭的情况，且能有效避免交通参与者对信号状态的误读。

2、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、一种基于信号通道优先级判别的复合信号灯自适应显示方法，具体步骤如下：

4、s1、双通道架构配置：复合信号灯组支持左转方向指示与满屏模式，各灯色设独立端子；信号控制机经左转方向指示与满屏两通道输出信号，其满屏端子与满屏灯组并联接入满屏通道；

5、s2、优先级规则预设：灯组内设优先级判别与驱动电路，建立左箭信号通道优先于满屏通道的规则；

6、s3、输入状态判别：优先级判别与驱动电路检测两通道电压，识别为左转方向类、满屏类或无信号状态；

7、s4、自适应显示切换：左箭信号通道有电压时，灯组显示左转方向指示图案；该通道无电压且满屏通道有电压时，显示满屏图案；两通道无电压时灯组熄灭；

8、s5、相位模式切换：信号控制机独立控制两通道电压，实现满屏与左转方向指示的相位切换；切换时灯组依优先级规则自动转换显示状态。

9、优选的，步骤s1中，双通道架构配置具体方式如下：

10、s1.1、复合信号灯组至少具备左转方向指示与满屏两种显示模式，红、黄、绿各灯色分别设置独立的物理接线端子，各灯色端子分别与灯组内部左转方向指示及满屏驱动回路一一对应连接，形成支持两种图案独立驱动的硬件架构；

11、s1.2、交通信号控制机输出端划分第一信号通道、第二信号通道、第三信号通道及公共零线，第一信号通道输出红左箭、黄左箭和绿左箭驱动信号，第二信号通道输出红满屏、黄满屏和绿满屏驱动信号，零线作为各灯组公共回路端子；复合信号灯组的红左箭、黄左箭和绿左箭接线端子分别与第一信号通道的对应输出端子一一对应连接，复合信号灯组的红满屏、黄满屏、绿满屏接线端子与第二信号通道的对应输出端子连接，满屏信号灯组的红满屏、黄满屏、绿满屏接线端子分别与第二信号通道的对应输出端子连接，复合信号灯组的满屏接线端子与满屏信号灯组的接线端子并联后分别与第二信号通道对应输出端子连接，使两组灯组的满屏显示状态由同一通道统一控制，复合信号灯组与满屏信号灯组的零线端子均接入公共零线，形成完整的交流驱动回路。

12、优选的，步骤s2中，优先级规则预设具体方式如下：

13、s2.1、在复合信号灯组内部为每个灯色配置优先级判别与驱动电路，该电路实时采集信号控制机输入的电压信号，对同一灯色下两个信号通道的输入状态进行识别与比较，依据预设优先级规则驱动对应显示图案点亮并关断非优先级回路；

14、s2.2、预设左转方向指示信号通道优先于满屏信号通道的判别规则，并将该规则内置于优先级判别与驱动电路中，使复合信号灯组根据输入电压自主完成显示模式的判定与切换，信号控制机仅需独立控制各通道电压输出即可。

15、优选的，步骤s3中，输入状态判别具体方式如下：

16、s3.1、驱动电路实时检测信号控制机输出的电压信号，对同一灯色下左转方向指示信号通道与满屏信号通道的电压状态进行组合判别，判定当前输入信号为左转方向类信号、满屏类信号或无信号状态，输出状态判定结果；

17、s3.2、依据状态判定结果建立通道输入与显示模式的映射关系，左转方向指示信号通道有电压时映射为左转方向类信号，该通道无电压且满屏信号通道有电压时映射为满屏类信号，两通道均无电压时映射为无信号状态，将映射结果传输至显示驱动回路。

18、优选的，步骤s3.1具体方式如下：

19、s3.11、驱动电路实时检测信号控制机各通道输出的电压信号，同步采集同一灯色下左转方向指示信号通道与满屏信号通道的电压状态，识别两通道当前的电气输入情况并形成通道电压状态采集结果，作为组合判别的依据；

20、s3.12、依据通道电压状态采集结果进行组合判别，根据同一灯色下左转方向指示信号通道与满屏信号通道的电压状态组合，判定当前输入信号为左转方向类信号、满屏类信号或无信号状态，输出通道输入状态分类判定结果，并将该结果传输至显示驱动回路。

21、优选的，步骤s3.2具体方式如下：

22、s3.21、预设通道电压状态与显示模式的对应关系，左转方向指示信号通道有电压时对应左转方向指示显示模式，该通道无电压且满屏信号通道有电压时对应满屏显示模式，两通道均无电压时对应熄灭模式，作为电压状态到显示模式的状态响应依据；

23、s3.22、基于通道电压状态采集结果匹配上述对应关系，将当前电压状态组合转换为显示模式控制指令并输出至显示驱动回路，显示驱动回路依据该指令驱动复合信号灯组点亮对应图案或执行熄灭操作，实现输入状态到显示输出的状态响应。

24、优选的，步骤s4中，自适应显示切换具体方式如下：

25、s4.1、显示驱动回路接收优先级判别结果，当左转方向指示信号通道存在有效电压输入时，驱动复合信号灯组点亮该灯色左转方向指示图案，同时关断满屏信号通道对应驱动回路，使满屏通道输入状态不参与当前灯色显示判定；

26、s4.2、当左转方向指示信号通道无有效电压输入且满屏信号通道存在有效电压输入时，显示驱动回路驱动复合信号灯组点亮该灯色满屏图案，两通道均无有效电压输入时控制该灯色熄灭，形成与通道输入状态对应的显示输出。

27、优选的，步骤s4.1具体方式如下：

28、s4.11、显示驱动回路依据状态判定结果，当左转方向指示信号通道存在有效电压输入时，驱动复合信号灯组内部对应灯色的左转方向指示发光单元点亮，输出该灯色左转方向指示图案，并保持该显示状态直至通道电压状态发生改变；

29、s4.12、在左转方向指示图案输出期间，同步关断满屏信号通道对应的驱动回路，阻断满屏通道电压输入对当前灯色显示判定的影响，确保高优先级显示模式独占当前灯色输出端口资源，避免双通道同时驱动造成图案叠加显示异常。

30、优选的，步骤s4.2具体方式如下：

31、s4.21、当左转方向指示信号通道无有效电压输入且满屏信号通道存在有效电压输入时，显示驱动回路驱动复合信号灯组内部对应灯色的满屏发光单元点亮，输出该灯色满屏图案，并保持该显示状态直至通道电压状态发生改变；

32、s4.22、当左转方向指示信号通道与满屏信号通道均无有效电压输入时，显示驱动回路关断该灯色全部驱动回路，控制复合信号灯组对应灯色熄灭，使灯组在该灯色下无显示输出，形成与双通道无输入状态对应的熄灭响应，并为后续相位切换时的电压重新输入预留状态变化条件。

33、优选的，步骤s5中，相位模式切换具体方式如下：

34、s5.1、信号控制机根据路口交通管控需求，独立控制左转方向指示与满屏两通道的电压输出，通过改变两通道电压有无实现满屏与左转方向指示的相位增减切换，各通道电压输出状态独立控制，无需执行多通道协同切换时序；

35、s5.2、相位切换过程中，复合信号灯组依据内置优先级判别规则，实时检测两通道电压状态变化并自动完成显示图案转换，在通道电压切换期间保持至少一个通道有效显示输出，使灯组在相位变换全过程中维持有效显示状态，避免信号熄灭导致交通参与者误读。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1、本发明对信号控制机具有极佳的兼容性。信号控制机无需额外增加满屏信号灯驱动，仅需按照传统方式独立控制各输出端子，显示内容的切换由复合信号灯组内部智能判定完成，极大降低了对现有信号控制机软硬件升级改造的要求和成本。同时，左转方向指示优先于满屏的判别逻辑清晰明确，硬件实现简单，电路结构稳定可靠，将复杂的显示模式判别功能由控制机下沉至信号灯终端，避免了控制机执行复杂多通道协同切换时序带来的系统负担，显著提升了与在用传统设备的适配能力。

38、2、本发明实现了自适应无缝切换与灵活的相位控制。复合信号灯组能够根据输入电压自动、瞬时地完成显示模式转换，从交通参与者视角观察，灯组始终处于正常工作状态，仅显示图案随交通指示需求变化，彻底解决了相位切换过程中灯组熄灭导致交通参与者误判为信号灯故障的问题。交通管理人员可像控制独立灯组一样配置信号控制机的配时方案，在四相位模式时为左转方向指示与满屏两通道配时，在两相位模式时仅对满屏通道配时，信号灯自动适配显示模式，为实现智能交通应用提供了灵活且经济的终端硬件基础。