十字路口處右轉車輛避讓行人提示信號燈的製作方法
2023-05-05 10:23:36 3
專利名稱：十字路口處右轉車輛避讓行人提示信號燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及交通安全技術領域，更具體地，涉及ー種十字路ロ處右轉車輛避讓行人提示信號燈。
背景技術：
在各類機動車輛日益増加的今天，各類提示信號燈對維護交通安全、保持行車通暢發揮著越來越重要的作用。特別是在十字路ロ處，為了協調直行、左轉、右轉方向機動車輛以及橫穿馬路行人的通行，需要多個交通提示燈的相互配合。圖I表示了現有的典型十字路ロ交通提示燈和車輛、行人流向。當南北方向的行車提示燈10、11的直行燈、左轉燈均
為紅燈時，此時沿南北向直行和左轉的車輛20均停止行駛；此時東西方向人行橫道兩側的行人提示燈12、13均轉為綠燈狀態，東西向的行人30開始沿人行橫道通行。在十字路ロ通行方面，ー個突出問題在於行人30與右轉車輛40的關係無法協調。因為按照交通規則，在行人提示燈12、13均為綠燈的狀態下，右轉車輛40仍然不受限制地繼續右轉行駛，此時在人行橫道上就出現了行人30與右轉車輛40的通行衝突。雖然在理論上行人享有通行優先權，右轉車輛40應該對人行橫道上的行人30實行避讓，但是在現實生活中，人行橫道上行人與右轉車輛相互「搶行」的現象十分普遍，已經成為交通事故的一大隱患，甚至出現過由於車輛右轉時不減速而與行人在人行橫道上發生碰撞的傷亡事故。造成這種現象的ー個主要原因在於右轉車輛40的駕駛司機由於視野範圍有限以及受到前方車輛阻擋，往往不能觀察到人行橫道的行人狀況，只能一味尾隨前方車輛行駛，而不能對是否需要減速讓行做出預判。而現有交通提示燈系統功能並不完善，不能對右轉車輛40是否應減速避讓行人進行有效提示，加劇了十字路ロ右轉車輛與行人之間的無序狀況，對十字路ロ的交通安全和順暢造成了不利影響。
發明內容
針對現有技術中的上述不足，本發明提供了ー種十字路ロ處右轉車輛避讓行人提示信號燈，能夠針對前方人行橫道是否有行人通行向右轉車輛的駕駛司機提供可視化提示，以便司機做出是否減速讓行的預判，從而改善了右轉車輛和行人之間的搶行狀況，有利於維護交通安全。本發明所述的十字路ロ處右轉車輛避讓行人提示信號燈，包括用於拍攝十字路口人行橫道實時視頻畫面的攝像設備，其特徵在幹，還包括
信號燈控制單元，用於利用模式識別算法分析所述實時視頻畫面，識別人行橫道區域中是否正在有行人通行，井根據識別結果向右轉提示燈發送控制信號；
右轉提示燈，設置於十字路ロ右轉車道前方的空中，根據所述控制信號點亮或熄滅。作為優選地，所述攝像設備通過雲臺以一定高度固定在人行橫道ー側。作為優選地，所述信號燈控制單元包括
視頻接收單元，用於接收攝像設備拍攝的所述實時視頻畫面並暫存為畫面序列；區域提取單元，根據預設的人行橫道位置坐標，從所述畫面序列的每幅視頻畫面中提取人行橫道所在區域；
運動檢測單元，用於檢測人行橫道所在區域內的運動對象區域；
特徵提取単元，提取各運動對象區域的特徵向量組；
模式識別單元，根據所述特徵向量組識別各運動對象區域是否表示行人並輸出識別結
果;
控制單元，根據所述識別結果向所述右轉提示燈發送所述控制信號。
進ー步優選地，當人行橫道所在區域中具有被識別為行人的運動對象區域時，所述控制単元通過控制信號指示右轉提示燈點亮；當一定時間內畫面序列中的多個連續畫面中人行橫道所在區域內均不具有被識別為行人的運動對象區域時，所述控制単元通過控制信號指示右轉提示燈熄滅。進ー步優選地，所述信號燈控制單元還包括預處理単元，用於對所述畫面序列中的視頻畫面進行濾波處理以消除噪聲幹擾。進ー步優選地，所述運動檢測單元通過將人行橫道所在區域的運動畫面與參考背景畫面實行減法運算檢測所述運動對象區域。進ー步優選地，所述特徵提取單元以所述運動對象區域的中心點為起點取得中心點到邊界的特徵向量組。進ー步優選地，所述右轉提示燈通過有線或無線連接所述信號燈控制單元並接收所述控制信號。本發明的工作原理是利用模式識別與智能控制技術，從攝像設備拍攝的人行橫道視頻畫面中識別行人，從而自動判斷十字路ロ處的人行橫道上是否有行人正在通行，如果有行人通行則點亮右轉車道正前方空中的右轉提示燈，提示右轉車輛減速避讓，從而改善了右轉車輛和行人之間的搶行狀況，有利於維護交通安全，同時有助於保持右轉車道的高效暢通。
圖I是現有技術中的十字路ロ交通提示燈和車輛、行人流向示意 圖2是本發明實施例的十字路ロ交通提示燈和車輛、行人流向示意 圖3是本發明實施例的右轉車輛避讓行人提示信號燈結構示意 圖4是人行橫道視頻畫面的區域分割示意 圖5A是人行橫道參考背景畫面示意 圖5B是從人行橫道視頻畫面中識別的運動對象區域示意 圖6是運動對象區域的特徵向量組示意圖。
具體實施例方式為詳細說明本發明的技術內容、構造特徵、所實現目的及效果，以下結合具體實施方式
並配合附圖詳予說明。圖2是十字路ロ交通提示燈和車輛、行人流向示意圖，該圖表示了安裝本發明的提示信號燈之後十字路ロ交通提示燈和車輛、行人流向。如圖2所示，當南北方向的行車提示燈10、11的直行燈、左轉燈均為紅燈時，此時沿南北向直行和左轉的車輛20均停止行駛；與之同步地，東西方向人行橫道兩側的行人提示燈12、13均轉為綠燈狀態，東西向的行人30開始沿人行橫道通行。此時，由西向南方向右轉以及由南向東方向右轉的右轉車輛40繼續保持右轉行駛，從而造成了行人30和右轉車輛40同時穿越人行橫道的局面。與現有技術不同之處在於，本發明在該十字路ロ處安裝了右轉車輛避讓行人提示信號燈50，利用該信號燈系統自動化、智能化、可視化地提前提示右轉車輛40的司機在前方人行橫道上是否有行人30正在穿行。如圖2所示，本發明所述十字路ロ處右轉車輛避讓行人提示信號燈50具體包括攝像設備501、信號燈控制單元502和右轉提示燈503。攝像設備501對準人行橫道，用於拍攝人行橫道的實時視頻畫面。信號燈控制單元502接收攝像設備501採集的實時視頻畫面，利用模式識別算法分析該實時視頻畫面，判斷人行橫道區域中是否正在有行人通行。根據判斷結果，信號燈控制單元502自動向右轉提示燈503發送控制信號，控制右轉提示燈503點亮或熄滅。右轉提示燈503與傳統的行車提示燈10、14一起設置，懸掛於十字路ロ右轉車道前方的空中；如圖2所示，對於西向南方向的右轉車輛 40，其駕駛司機在進入右轉之前，就可以非常容易地遠距離觀察到與行車提示燈14共同懸掛的右轉提示燈503 ;相類似地，南向東方向的右轉車輛40的司機可以遠距離觀察與行車提示燈10共同懸掛的右轉提示燈503的狀態。如果右轉提示燈503點亮，說明此時人行橫道上正有行人30通行，右轉車輛40的司機可根據這ー提示提前進行減速避讓的準備，防範人車碰撞事故；相反，如果右轉提示燈503熄滅，則說明此時人行橫道上沒有行人通過，右轉車輛40可保持車速進行右轉，有利於提高通行效率，避免右轉車道發生不必要的擁堵。圖3是本發明實施例的右轉車輛避讓行人提示信號燈結構示意圖。攝像設備501可以採用交通設施中常用的監控攝像機，其通過雲臺固定在人行橫道ー側，具有一定高度的支架上並對人行橫道的整體場景進行拍攝，取得表示人行橫道交通場景的實時視頻畫面。信號燈控制單元502是本系統的核心単元，用於實現模式識別和智能控制等功能，具體包括以下部件視頻接收單元502a，接收攝像設備501拍攝的所述實時視頻畫面並暫存為畫面序列。預處理単元502b，對畫面序列中的視頻畫面進行濾波處理，從而消除隨機噪聲的幹擾，提高模式識別的可靠性。區域提取單元502c，根據預設的人行橫道位置坐標從畫面序列的每幅視頻畫面中提取人行橫道所在區域，如圖4所示，攝像設備501所拍攝的每幅視頻畫面為A，則區域提取單元502c根據預設的人行橫道位置坐標從視頻畫面中提取虛線之間的人行橫道區域A』用於後續處理；實行區域提取可以減小後續處理的運算量，也防止人行橫道以外的運動物體對模式識別結果造成不利影響。運動檢測單元502d將人行橫道區域A』的運動畫面與參考背景畫面實行減法運算，檢測區域A』內的運動對象區域；圖5A是無任何運動物體時的人行橫道區域畫面，預存儲在信號燈控制單元502內作為所述參考背景畫面；圖5B的區域BI、B2、B3表示將人行橫道區域A』的運動畫面與參考背景畫面實行減法運算所檢測到的三個運動對象區域。特徵提取単元502e用於提取各運動對象區域的特徵向量組；如圖6所示，分別以運動對象區域的中心點為起點，取得中心點到邊界的特徵向量，從而分別獲得區域B1、B2、B3的特徵向量組。模式識別單元502f接收特徵提取單元502e輸出的關於運動區域B1、B2、B3的特徵向量組，將其與預存儲的行人特徵向量模型進行匹配，從而識別運動對象區域BI、B2、B3中是否表示行人，輸出運動對象是否是行人的識別結果；在本實施例中，通過識別可以判斷運動對象區域B1、B3均表示行人。控制單元502g根據模式識別單元502f的識別結果，向右轉提示燈503輸出控制信號，當人行橫道區域A』中具有被識別為行人的運動對象時，控制信號指示右轉提示燈503點亮；反之，如果ー定時間內畫面序列中的多個連續畫面中，人行橫道區域A』中均不具有被識別為行人的運動對象時，控制信號指示右轉提示燈503熄滅。右轉提示燈503通過有線或者無線連接信號燈控制單元502，待接收到所述控制信號後，根據該指令點亮或熄滅。右轉車輛40的司機可以遠距離觀察右轉提示燈503的狀態，根據右轉提示燈503決定減速避讓或保持車速。在本發明中，右轉提示燈503根據信號燈控制單元502的模式識別結果而點亮或熄滅，獨立於人行橫道兩側的行人提示燈12、13。因此，當行人提示燈12、13轉為紅燈時，如果仍有行人30滯留在人行橫道區域內，則基於信號燈控制單元502的模式識別結果，右轉提示燈503仍然保持點亮狀態，繼續提示右轉車輛注意避讓行人，直至行人30完全撤出人 行橫道後才會熄滅。可見，本發明利用模式識別與智能控制技木，自動判斷十字路ロ處的人行橫道上是否有行人正在通行，如果有行人通行則亮燈提示右轉車輛減速避讓，從而改善了右轉車輛和行人之間的搶行狀況，有利於維護交通安全，同時有助於保持右轉車道的高效暢通。本發明的攝像設備可以利用十字路ロ已有的監控攝像設備，只需要在現有信號燈的基礎上加裝右轉提示燈，並且設置相應的信號燈控制單元，即可以實現本發明，因此便於對現有十字路ロ交通管理系統進行升級改造，最大程度節約了建設成本。以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。
權利要求
1.ー種十字路ロ處右轉車輛避讓行人提示信號燈，包括用於拍攝十字路口人行橫道實時視頻畫面的攝像設備，其特徵在於，還包括 信號燈控制單元，用於利用模式識別算法分析所述實時視頻畫面，識別人行橫道區域中是否正在有行人通行，井根據識別結果向右轉提示燈發送控制信號； 右轉提示燈，設置於十字路ロ右轉車道前方，根據所述控制信號點亮或熄滅。
2.根據權利要求I所述的提示信號燈，其特徵在於，所述攝像設備通過雲臺以一定高度固定在人行橫道ー側。
3.根據權利要求I或2所述的提示信號燈，其特徵在於，所述信號燈控制單元包括 視頻接收單元，用於接收攝像設備拍攝的所述實時視頻畫面並暫存為畫面序列； 區域提取單元，根據預設的人行橫道位置坐標，從所述畫面序列的每幅視頻畫面中提取人行橫道所在區域； 運動檢測單元，用於檢測人行橫道所在區域內的運動對象區域； 特徵提取単元，提取各運動對象區域的特徵向量組； 模式識別單元，根據所述特徵向量組識別各運動對象區域是否表示行人並輸出識別結果; 控制單元，根據所述識別結果向所述右轉提示燈發送所述控制信號。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的提示信號燈，其特徵在於，當人行橫道所在區域中具有被識別為行人的運動對象區域時，所述控制単元通過控制信號指示右轉提示燈點亮；當一定時間內畫面序列中的多個連續畫面中人行橫道所在區域內均不具有被識別為行人的運動對象區域時，所述控制単元通過控制信號指示右轉提示燈熄滅。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的提示信號燈，其特徵在於，所述信號燈控制單元還包括 預處理単元，用於對所述畫面序列中的視頻畫面進行濾波處理以消除噪聲幹擾。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的提示信號燈，其特徵在於，所述運動檢測單元通過將人行橫道所在區域的運動畫面與參考背景畫面實行減法運算檢測所述運動對象區域。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的提示信號燈，其特徵在於，所述特徵提取單元以所述運動對象區域的中心點為起點取得中心點到邊界的特徵向量組。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的提示信號燈，其特徵在於，所述右轉提示燈通過有線或無線連接所述信號燈控制單元並接收所述控制信號。
全文摘要
本發明涉及一種十字路口處右轉車輛避讓行人提示信號燈,包括攝像設備，用於拍攝十字路口人行橫道實時視頻畫面；信號燈控制單元,用於利用模式識別算法分析所述實時視頻畫面,識別人行橫道區域中是否正在有行人通行,並根據識別結果向右轉提示燈發送控制信號；右轉提示燈，設置於十字路口右轉車道前方，根據所述控制信號點亮或熄滅，從而能夠針對前方人行橫道是否有行人通行向右轉車輛的駕駛司機提供可視化提示，以便司機做出是否減速讓行的預判，從而改善了右轉車輛和行人之間的搶行狀況，有利於維護交通安全。
文檔編號G08G1/07GK102693637SQ20121019158
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者劉繼承, 方遒 申請人:北京聯合大學