智能红绿灯视觉识别设计研究

2022.10.15

杨金玲韦春红

摘?要：随着人们生活水平的不断提高，科学技术的不断发展，红绿灯对城市道路行车的安全性和畅通性起到越来越重要的作用。本项目根据现阶段城市道路中红绿灯设置的需求，试图通过其形态和功能上的设计改良，从材料与技术创新分析，实现红绿灯智能建构技术的应用，这不仅可以增强驾驶员对红绿灯的可视性和辨别性，也为驾驶员与行人的出行提供了更高的安全性和保障性。

关键词：智能设计，红绿灯，创新

文章编号：2095-4085（2020）02-0066-02

1?引言

随着国民经济的发展和城市化进程的迅速推进，城市机动车数量增加，这无疑给道路交通及信号灯的合理设计增加了更多压力。现阶段在中国中小城市道路十字路口设置的交通信号灯普及率不到60%，其他道路交通标志设置的普及率也只有发达国家城市的15%，交通监控设施安装不到30%。最重要的是道路警示牌和交通信号灯常常因为被树木或其他障碍物遮挡，没有及时反馈和处理，这样极容易引起交通事故和二次事故的发生。大部分城市不合理的交通设施设计和设置，绝大数程度上影响了城市交通道路的安全。

红绿灯是城市道路中最常见的交通设施，因应用的普及性成为了保障城市道路交通安全的重要措施。目前，我国在红绿灯的设置设计上依然滞后，存在因红绿灯设计不合理而引发的一系列安全事故。因此，在保障城市道路交通安全的背景下，城市红绿灯的创新设计有着极其重要的意义。

创新设计可以基于国内外红绿灯研究的基础，对产品功能进行系统的整合改良，将数字化技术和智能交通技术融入到红绿灯的设计中，从而增强它的可视性与识别性，巧妙的解决人，车和环境之间的矛盾，避免驾驶员在红绿灯视觉盲区因识别错误而导致交通事故的发生。

2?智能交通设施在国内外发展现状

国外发达国家在城市化迅速发展的同时，也经历了其带给城市道路交通的一系列安全隐患。例如，日本大部分的道路交通都会有比较明确的道路交通识别标识，包括指示标志和信号灯等一系列科学规范的交通安全设施。美国的道路交通系统比较发达完善，限速灯，指示标和警示标志这些交通设施设计比较合理，人们的交通安全意识在一定程度上都有所提高。同时，在道路比较复杂的交叉路口或是人流量较大的区域，也有增設交通控制信号灯，警示标志，道路监控摄像机和增加车辆转弯口指示牌等一系列交通道路安全标志，告知驾驶员和行人要注意交通信息的变化，确保道路交通畅通无阻。

国外发达国家的城市道路交通发展，首先是发展轨道交通形成了综合性交通体系，其次是各种交通系统间无缝衔接的交通管理模式，最后是智能交通系统模式的开发与应用。智能交通系统是将各类科技先进的技术综合运用于交通的管理中，而且智能交通管理系统兼具覆盖面广，综合性强和工作准确高效的特点，可以实时提醒行人或者驾驶员，选择较为通畅便捷的出行路线，并能及时的更新道路交通动态，有效的保障了行人和驾驶员的交通安全。

虽然中国城市道路的建设晚于西方发达国家，但当前经济水平较为发达的一二线城市道路交通，其建设发展已不能适应机动车的增加速度。虽然城市道路发展越来越完善，承载功能也较为清晰明确，但是道路交通信号灯的设置时间不合理，交通标志设置的方位被遮挡，无法识别红绿灯等这些问题依然存在，这也成为目前各个城市交通建设发展面临的一个棘手问题。城市的道路交通系统一旦瘫痪，将会严重影响城市的发展和人们的工作和生活。

现阶段我国智能交通系统的发展水平有所提升，但随着城市化进程的快速发展所带来的一系列问题，导致了道路交通设施滞后再次成为亟待解决的矛盾。道路交通设施中红绿灯的设计与设置的合理性及安全性，已成为减少交通安全隐患的重要措施。因此，交通信号灯的合理设计，为城市的发展以及人们的安全出行提供了有力保障。

3?智能红绿灯创新设计策略

通过对道路交通设施中红绿灯设计对道路交通的安全影响分析，明确交通设施设置与设计对道路交通安全的重要性，对红绿灯的交通设置方式重新进行分析与改造，对红绿灯存在的问题和国家相关标准进行梳理和总结，学习国内外交通设施的创新理念，并对红绿灯的设计方法与原则提出可行的实施方案。

3.1?全息投影技术与智能红绿灯设计

全息投影技术也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实三维图像的技术。全息投影技术不需要借助任何的实体显像，它可以在空气中呈现立体影像，这对我们道路交通信号灯的设计是非常有利的条件。全息投影技术目前在国内的研究尚处在研究开发的时期，技术的开发和应用仍处在不断发展和完善的阶段，在一些方面还存在欠缺。因此，需要结合数字化技术来共同研究模拟交通道路的现状，针对交通信号灯红绿灯的设置问题，提出可参考的信息，结合投影技术完善产品的设计手段和方法。

3.2?红绿灯设计与全息投影技术的融合

通过人、车、环境因素分析得出，红绿灯设置与驾驶员视觉识别之间存在错误判别的原因，大部分是由于红绿灯设计不合理造成的。通过对智能交通识别系统的技术研究和深入分析，得出红绿灯设计的功能改造，材料应用及设计的重点部分。通过借助全息投影技术与红绿灯的结合，在全息投影技术的辅助下，实现红绿灯信号的信息投影在车辆可视的区域，帮助驾驶员在视线受到遮挡的时候，仍然可以准确的判断到前方交通信号的信息，大大的增强了安全驾驶的准则，提高驾驶员视线的无障碍性及行人的安全性，从而有效的预防交通事故的发生。

3.3?红绿灯视觉识别设计分析

运用全息投影技术与智能交通系统辅助技术相结合，了解选择新型材料的种类及特性，通过材料的特点及可塑性，对红绿灯结构不断地做出调整实践，利用全息投影系统技术的原理，不断调整设计思路及方案，保证全息投影技术得以充分发挥。确保在可视区域内准确投影实时的交通信号信息，增强驾驶员对交通信号灯的视觉识别性，同时解决前方大车对驾驶员的视线障碍，以及行道树干对驾驶员的视线遮挡。同时通过总结前期红绿灯设计方案方法及原则，通过对红绿灯的细化设计，确定红绿灯功能定位，形态及色彩上呈现出的合理表现形式。

4?结?语

结合智能交通系统技术的应用及工作原理，对红绿灯视觉盲区的模拟现实技术方法进行有效的分析，为产品设计提供数字化技术支持。城市道路交通安全存在诸多影响原因，因此，对于与道路相结合的交通设施的设计和研究，也需要不断的进行变化和发展，对设计的检验环节还应结合实际情况，对该设计的可行性做出全面分析并对其进行相应的完善。