近日，“九宫格”红绿灯引爆热搜，最终证实为虚惊一场。交通信号灯的设计，关乎人们出行。你知道它最早是什么时候出现的吗？为什么选择红黄绿？

近日，网传“新版九宫格红绿灯”引发广泛关注。在众多网友看来，新规则繁多、难记，无疑增加了判断难度。

网传的所谓“新国标红绿灯”，也被网友称为“九宫格”红绿灯

随后，公安部交通管理科学研究所就有关情况进行了辟谣。据了解，现行国家标准《道路交通信号灯设置与安装规范》（GB14886）于2016年12月13日发布、2017年7月1日实施，至今已5年，未作修订，不存在2022年实施的“新国标”。目前，各地在用道路交通信号灯符合现行标准，不需要进行更换。

关于此事件的讨论中，有很多问题勾起了大家对交通信号灯的好奇。红绿灯最早是什么时候出现的？为什么选择红黄绿？红绿灯的电从哪来，为何会停电？

似乎从我们这一代有记忆开始，红绿灯就一直存在着。但其实，它的出现不过才150多年的时间。

直到 1868 年以前，世界上根本没有正式投入使用的红绿灯。

当时英国马车已经普及，轧人事件可谓是层出不穷，但怎么管理交通呢？车子和道路那么多，警察根本不够用也管不过来。也就是说，在最开始的时候，红绿灯是为了指挥“马车交通”而诞生的。

所以当年12月，世界上第一盏手动且以煤气灯照明的交通信号灯于英国诞生了。

据传，红绿灯是英国铁路信号灯工程师J. P. Knight在女性着装上得到的设计灵感：穿红色衣服的女性代表已婚，绿色衣服则代表未婚。

可惜的是，这盏灯的历史只有23天，中断的原因是煤气灯突然爆炸使一名警察殉职。

直到1890年晚期，第二次工业革命完成，以电为能源的交通灯来了。

1914 年，第一个电气启动的红绿灯出现，这时候，汽车已经开始在大街小巷流行，美国纽约市 5 号大街的一座高塔的交通灯，能轻松地告诉络绎不绝的人们：红灯亮就得停（Stop），绿灯亮就通行（Go）。

还有一个有意思的设计进步是：当年美国交通信号灯公司Lester Wire在交通灯上加了一个蜂鸣器，它会在信号灯切换前提醒人们要变色了。

今天被大家所支持的「倒计时读秒」也有着异曲同工之妙，「倒计时读秒」是在几十年后的1990年代才被引进的。

随着技术发展越来越快，1963 年，加拿大多伦多出现了世界上第一个可自动控制的信号灯，交警只需要坐在办公室就能统一调控监测交通状况。

那时候世界上的交通灯还只有红绿两种颜色。随着交通情况越来越多变，汽车的车速越来越快，用两种颜色来控制显然不够用。

于是，发明家们又在思考着交通灯的新设计——这时候，黄灯就上场了。

不过关于黄灯是谁发明的说法不一：一种说法是 1920 年美国密歇根州底特律的警官 William Potts 发明了一种有黄灯的多功能交通灯，1920 年 10 月在底特律投入使用；一种则是中国人胡汝鼎 1927 年穿过绿灯刚亮起的大街时，差点被一辆汽车摩擦摩擦，于是他提出了黄色信号灯的想法， 随后被美国政府采用。

那么问题来了，为什么红黄绿这三个颜色最适合做交通信号灯呢？

中国计量科学研究院，光学与激光计量研究所博士孙若端表示，红色和绿色色调差异很大，因此更容易被我们所区分。在色调环上，黄色区域刚好处在红色和绿色区域的中间，这样能够保证与红、绿有明显的色调差异。

那位于色调环另一侧中间区域的蓝色，为何不适合作为交通信号灯的颜色呢？

孙若端介绍，这跟红绿灯发展的历史有一定关系，不管是煤气灯还是电灯，它们都是热辐射发光原理的灯，蓝色光谱的成分就会比较低，这样的话，交通灯很有可能就会非常非常弱，不容易被行人发现，从而造成更多交通事故。

从煤油交通灯到电力交通灯，第二代交通灯持续了一百多年时间。

直到上世纪90年代末期，半导体照明技术的逐渐成熟，第三代交通信号灯才出现。

它就是LED红绿灯，不仅节能、不容易损坏，还更加高效。

之后交通灯的设计就变得越来越多元了。比如，人行横道自助信号灯，人们想过街按灯就变绿；带箭头标识的车道指示灯；倒计时红绿灯、可变换方向的箭头指示灯、闪烁提醒的指示灯设计也之后逐步出现......

但人们偶尔也会发现，交通信号灯也会出现没电失灵的情况，这是为啥呢？

大部分红绿灯的电，都来自电网，由供电公司安装电表供电的红绿灯，是有“身份”的红绿灯，能够查到电表户号，并且供电公司对它们的运行情况掌握得一清二楚。也有少部分红绿灯是移动式太阳能红绿灯。

然而，还有很多符合规定的红绿灯则是“黑户”，它们的电则是从附近“借”来的，来源也是五花八门：附近的路灯、企业、公变台区等等……这些红绿灯，通常供电公司是不知道运行情况的。

红绿灯停电通常与两种情况有关：

一是计划检修。这种情况，供电公司会提前发停电通知。

对于“有身份”的红绿灯而言，供电公司清楚了解计划检修是否会影响红绿灯运行，会提前通知交管部门做好准备；

而那些“黑户”红绿灯，供电公司虽然很难了解到停电会影响哪些红绿灯，但也会提前告知各个专变的客户经理、市政部门或者交管部门，根据其掌握的信息作出判断、做好准备~

还有就是当红绿灯遇上故障时，一般交管部门会使用应急红绿灯或派交警在路口协助，而供电公司则会加紧作业，尽快让红绿灯恢复运行。

冷知识：红绿灯有多大？

一个问题，你认为红绿灯有多大？巴掌那么大？脸盆那么大？还是，办公桌那么大？

很多人以为也就一般般大，直到某天，看见两个工作人员搭架子去换红绿灯：小伙伴们都惊呆了，啊，原来红绿灯有这么大！

国内常见的红绿灯有好几种，机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯等，按照红绿灯的形态，又能分为方向指示信号灯、闪光警告信号灯、合并型交通信号灯等等。红绿灯的分类五花八门，大小尺寸也五花八门——根据《道路交通信号灯》（GB14887—2003)和《道路交通信号灯设置与安装规范》（GBM886—2006)，我国没有对红绿灯规格作出统一规定，各个地区自己来。

譬如最常见的400型红绿灯，1米5，加上边框就到很多人眼睛的位置了：

非机动车道常用的是300型红绿灯，高度是1米左右，到一个人胸的位置：

还有401、403、100、103等等，红绿灯型号多变，但机动车信号灯高度基本集中在1.3米到1.7米之间。本文开头那个巨大的、比人还高一点的红绿灯，应该就是1米7的灯，挂在那里不显大，其实已经比肩中国男性的平均身高（1.71米），超过绝大多数女性身高（平均1.59米）了。

1.本实用新型涉及智能辅助驾驶技术领域，具体而言，涉及一种红绿灯通行预警装置。

2.交通路口设置了红绿灯缓解交通压力，疏导交通安全、有序通行。驾驶人员往往因疲劳或注意力不集中闯红灯产生违章或导致交通事故，造成生命财产的损失，因此红绿灯检测及预警成为高级辅助驾驶和无人驾驶中一种重要的技术。
3.目前，传统的行车记录仪无法实现红绿灯检测，传统的红绿灯检测装置多只检测红绿灯状态，提示信息冗杂，提醒效果有限，无法有针对性的对驾驶员行驶路线红绿灯情况进行有效播报，无法有效结合道路信息判断当前行驶路线红绿灯且无法实现红绿灯处碰撞预警，实用性较差且鲁棒性一般。

4.针对上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种红绿灯通行预警装置，实现当前车道红绿灯检测及行人、车辆的防碰撞预警。采用机器视觉技术结合汽车自身传感器信息，利用抬头显示技术与太阳能充电技术，实现行驶路线方向红绿灯语音和图像有效提醒防碰撞预警的同时，避免因低头导致的事故，提高用户体验度和舒适性。
5.为实现上述目的，达到上述技术效果，本实用新型是通过以下技术方案实现：装置包括地图显示屏幕、抬头显示投影屏、摄像头、太阳能电池板和图像处理器，底座的相反方向设置地图显示屏幕和摄像头，抬头显示投影屏靠近汽车前挡风屏，可通过前窗玻璃反射映像至驾驶室，显示屏幕面向车内人员，摄像头的同侧设置太阳能电池板。
6.作为本实用新型的一种改进，装置的一侧设有usb充电接口。
7.作为本实用新型的一种改进，供电电源为锂电池，采用usb充电或太阳能双充电。
8.作为本实用新型的一种改进，挡光边框(4)设置在抬头显示投影屏(3)外周。
9.作为本实用新型的一种改进，地图显示屏幕两侧设有关机或重启按钮和语音播报音量调整按钮，长按关机（重启）按钮3s关机，长按关机（重启）按钮6s-10s重启，旋转音量调整按钮调整播报音量。
10.作为本实用新型的一种改进，抬头显示投影屏投影车速、油耗、地图、红绿灯状况及预警情况至前挡风玻璃，摄像头熄火前记录行车影像，熄火后关闭整个装置电源。
11.作为本实用新型的一种改进，一种使用用于智能驾驶的红绿灯同行预警装置进行预警的方法,所述方法包括以下步骤:
12.1) 通过常用地图导航软件反馈红绿灯位置信息及车道信息，地图导航软件定位汽车距离红绿灯距离小于设定阈值（阈值出厂时厂家设定参考阈值，用户可自行修改，地图导航软件定位距离即为导航软件上计算出的前方多少米有红绿灯，为现有技术）时，摄像头检测红绿灯状态，检测汽车左或右转向灯信号与地图导航软件车道信息，判定汽车左转、右
转或直行（转向时，开启汽车左右转向灯后可通过车机读出信号，属于现有技术），地图导航软件出现了左转、右转或直行车道信息后，结合结合汽车转向灯信号判定车辆直行、左转或右转方向，具体如下：若地图导航软件出现了左转、右转和直行三种方向信息后，汽车左转向灯亮起，则判定此时汽车将左转，同理，汽车右转向灯亮起，则判定此时汽车将右转，若无转向灯信息，则汽车为直行，当判定汽车行驶方向后，当车辆至红绿灯垂直距离低于设定的距离一时，语音播报汽车行驶方向上对应的红绿灯状态并投影红绿灯颜色在前挡风玻璃上提醒车内人员；
13.2) 当汽车距离红绿灯垂直距离低于设定的距离二后，检测车速是否大于0，若大于0则语音播报投影红绿灯颜色提醒车内人员闯红灯；
14.3) 相机识别并跟踪目标，通过深度学习目标检测算法检测目标，并采用跟踪算法跟踪目标，通过图像处理器处理数据，在云端或本地训练检测模型。
15.4) 设定距离一和距离二的数值依次减小时，检测到目标进入车前设定的车前方安全区域（即目标进入用户汽车前进方向区域）时，检测车速是否大于0，若大于0则语音播报提醒和投影危险符号给车内人员有行人或车辆减速，防止碰撞事件发生，行人、自行车、电动自行车、汽车的速度不同，根据检测目标的不同用户自行设定不同目标的安全区域。
16.基于上述步骤中摄像头测距采用单目测距，使用相似三角形来计算相机到一个已知的物体或者目标的距离。
其中，f为摄像头焦距，p为待测距目标(交通灯)的像素宽度，w为待测距目标(交通灯)的实际宽度，d为待测距目标(交通灯)到摄像头的距离d，f、p、w均为已知量，可求出d。
作为本实用新型的一种改进，所述距离一为开始进行红绿灯检测的距离，用车辆距离红绿灯垂直距离表示，所述距离二为判定闯过红绿灯的距离，小于距离二即为汽车开始进行闯红灯行为。
作为本实用新型的一种改进，所述4）中车前方安全区域为有左右两道平行于前进方向安全界线和车前方垂直于前进方向两道安全界线构成的区域。
作为本实用新型的一种改进，所述4）中采用深度学习目标检测算法检测目标，并采用跟踪算法跟踪目标，通过图像处理器处理数据，并在云端或本地训练检测模型。
基于上述方案，相机识别行人、自行车、电动自行车、汽车等各类车辆并跟踪，采用深度学习目标检测算法yolov5检测行人、自行车、电动自行车、汽车等各类车辆和红绿灯，采用跟踪算法deepsort跟踪目标，采用图像处理器（采用树莓派）处理数据，在云端或者本地训练检测模型，将要检测的行人、自行车、电动自行车、汽车等各类车辆和红绿灯拍摄照片作为训练样本通过车机发送给服务器，服务器收到图片以后进行深度学习训练，或本地将该样本作为模型输入进行深度学习训练，随着用户收集、反馈的图片越来越多，包含各种情况越多，深度学习模型检测效果越好，得出训练好的检测模型后，图像处理器（采用树莓派）调用训练好的模型检测，训练好的模型云端推送给装置，检测装置下载模型后可直接使用不断更新的检测模型。
相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型实现了当前车道的红绿灯检测及行人、车辆的防碰撞预警；采用机器视觉技术结合汽车自身传感器信息，通过
汽车自身传感器信息判定汽车左转、右转或直行后通过机器视觉技术播报当前行驶车道上的红绿灯，利用抬头显示技术与太阳能充电技术，实现行驶路线方向红绿灯语音和图像综合提醒以及防碰撞预警的同时，避免因低头导致的事故，提高用户体验度和舒适性；并且装置只接收训练好的模型推送而不训练数据，弥补嵌入式设备训练深度学习算力不够的不足，可广泛用于各种机动车辆，帮助车辆实现安全驾驶，市场广阔。
图1是本实用新型一实施方式的红绿灯通行预警装置的结构示意图一；
图2是本实用新型一实施方式的红绿灯通行预警装置的结构示意图二；
图3是本实用新型一实施方式的红绿灯通行预警装置的结构示意图三；
图4是本实用新型一实施方式的红绿灯通行预警装置的工作流程图。
图中标号：音量调整按钮1，摄像头2，抬头显示投影屏3，挡光边框4，太阳能电池板5，关机（重启）按钮6、地图显示屏幕7、usb充电接口8。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示的一种用于智能驾驶的红绿灯通行预警装置，装置包括地图显示屏幕7、抬头显示投影屏3、摄像头2、太阳能电池板5和图像处理器，底座的相反方向设置地图显示屏幕7和摄像头2，抬头显示投影屏靠3近汽车前挡风屏，可通过前窗玻璃反射映像至驾驶室，显示屏幕面向车内人员，摄像头2的同侧设置太阳能电池板5。
本实施例的一个具体应用为，地图显示屏幕7旁设有usb充电接口8。
采用的图像处理器为树莓派。
供电电源为锂电池，采用usb充电或太阳能双充电。
抬头显示投影屏3靠近汽车前挡风屏，地图显示屏幕7面向车内人员。
地图显示屏幕7两旁设有关机（重启）按钮6和语音播报音量调整按钮1，长按关机（重启）按钮3s关机，长按关机（重启）按钮6s-10s重启，旋转音量调整按钮1调整播报音量。
地图导航软件反馈红绿灯位置信息及车道信息，地图导航软件定位汽车距离红绿灯距离小于设定阈值时，摄像头2检测红绿灯状态，检测汽车左（右）转向灯信号与地图导航软件车道信息匹配，判定用户左转、右转或直行，检测红绿灯像素直径以后，摄像头2测距，当距离红绿灯垂直距离低于设定距离一以后，语音播报汽车行驶方向红绿灯状态并投影红绿灯颜色在前挡风玻璃提醒车内人员。
摄像头2测距采用单目测距，使用相似三角形来计算相机到一个已知的物体或者目标的距离。
其中，f为摄像头焦距，p为待测距目标(交通灯)的像素宽度，w为待测距目标(交通
灯)的实际宽度，d为待测距目标(交通灯)到摄像头2的距离d，f、p、w均为已知量，可求出d。
当距离红绿灯垂直距离低于设定距离二以后，检测车速是否大于0，大于0则语音播报投影红绿灯颜色提醒车内人员闯红灯。
相机识别行人、自行车、电动自行车和汽车并跟踪，设定距离一、设定距离二数值依次减小，设定距离一、设定距离二数值依次减小，由左右两道平行于前进方向安全界线和车前方垂直于前进方向两道安全界线构成安全区域，当检测到目标进入车前设定的安全区域（即目标进入用户汽车前进方向区域）检测车速是否大于0，大于0则语音播报提醒和投影危险符号车内人员有行人或车辆减速防止碰撞事件发生，行人、自行车、电动自行车、汽车的速度不同，根据检测目标的不同用户自行设定不同目标的安全区域。
抬头显示投影屏3投影车速、油耗、地图、红绿灯状况、预警情况至前挡风玻璃，摄像头2熄火前记录行车影像，熄火后关闭整个装置电源。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。