一种车辆近斑马线强制减速或停车装置的制作方法

本发明属于道路交通安全技术领域，尤其涉及一种车辆近斑马线强制减速或停车装置。

技术概述

根据近3年来的数据统计，全国在斑马线上发生机动车与行人的交通事故约1.4万起，造成3898人死亡；其中，机动车未按规定让行导致的事故占了总量的90％。根据《中华人民共和国道路交通安全法》规定，机动车行经人行横道时，应当减速行驶；通行人正在通过人行横道，应当停车让行。机动车行经没有交通信号的道路时，遇行人横过道路，应当避让。因此，机动车经过斑马线前礼让行人，不仅仅是道德要求，更是法律义务。

目前，国家已经从政策到设施方面为道路行车安全进行了大量的建设，但是针对在车辆行经斑马线的管理方面还有所欠缺，车辆和行人同时过马路，如果车辆不减速让行会产生较大的安全风险。

现有技术发明有通过中值滤波对于高清图片的预处理后进行ipm变换力图还原精确的路面信息。利用双极系数法从图像的灰度特征对黑白分明区域进行了定义，根本上很难消除了投影变换造成的影响且要求采集图片分辨率要求很高。斑马线区域路面检测装置、安全通行提示装置、中央处理器、电源,所述斑马线区域路面检测装置设于人行横道斑马线区域内或区域外,所述斑马线区域路面检测装置、安全通行提示装置分别与中央处理器电性连接,所述电源用于给斑马线区域路面检测装置、安全通行提示装置、中央处理器供电。现有路面检测技术主要是半自动化检测为主，而半自动化检测方法的特点是应用计算机来控制检测设备机械部分的动作，将测量数据实时存储到计算机硬盘，并以一定的间隔对数据进行分析和计算。这种过程复杂且数据处理比较困难，检测速度和效率还是不高。对中央处理器的应用处理要求太高且成本很大。

综上所述，现有技术存在的问题的是：

现有技术分析过程复杂且数据处理比较困难，检测速度和效率低下，对中央处理器的应用处理要求太高且成本很大。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种车辆近斑马线强制减速或停车装置，可以有效的保障道路更加畅通有序，使发生在斑马线上的事故大幅度下降，保障行人的生命财产安全。

本发明是这样实现的，一种车辆近斑马线强制减速或停车方法，所述车辆近斑马线强制减速或停车方法包括：

(1)在汽车行驶过程中，图像采集装置不断检测汽车前方道路中的斑马线图像信息传送到单片机上，检测到前方有斑马线，里程计通过获得脉冲信号传送给单片机，计算出车辆行驶距离信息；

(2)根据车速传感器传送的速度信息、雷达检测出的车辆与斑马线的距离，单片机对信息进行判断和处理，将允许的最高车速和当前车辆的行驶速度进行比较，当速度小于安全车速时，车辆保持正常行驶；当速度大于安全车速时，且车辆与斑马线的距离能满足车辆在通过斑马线前降低车速至安全车速范围内；

(3)单片机控制减速器工作降低车速，直至车速处于规定的安全车速范围内；当速度大于安全车速，但距离不足以降低车速至安全范围，当推算出的行驶距离达到斑马线距离时，单片机发送停车指令给停车装置，使车辆在斑马线前停下。

进一步，所述计算出车辆行驶距离信息为行驶距离＝脉冲累加数目÷里程计线数×π×车轮直径。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述车辆近斑马线强制减速或停车方法的车辆近斑马线强制减速或停车装置，所述车辆近斑马线强制减速或停车装置设置有：

用于判断和处理由图像采集装置、车速传感器、里程计、雷达传送的信息，决策车辆是否减速或停车的单片机，

与单片机相连接，用于采集道路中的斑马线图像，并将采集到的图像信息传送给单片机的图像采集装置；

与单片机相连接，用于采集车辆的行驶速度信息和斑马线的距离信息，并传送至单片机的车速传感器和雷达；

与单片机相连接，用于在车辆行驶时，用于产生脉冲信号，并将信息传送给单片机，推算出车辆行驶至斑马线的距离的里程计；

与单片机相连接，用于降低车辆速度的减速器；

与单片机相连接，用于使车辆停止的停车装置。

进一步，所述图像采集装置安装在车辆的挡风玻璃上，里程计码盘安装在车轮转轴上，里程的计测头安装在车架上。

本发明的优点及积极效果为：在车辆上安装检测斑马线识别设备和强制减速停车装置，当车辆行近斑马线超过规定的安全距离，车辆开始自动减速或停车，保障行车安全。

1、检测车辆前方是否存在斑马线，并检测车辆与斑马线的距离；

2、检测车辆行驶速度，并对比行驶速度与安全速度，控制车速；

3、推算车辆行驶距离，使车辆在驶入斑马线前停车。

本发明中应用的pid控制参数的在线调整和优化，具有较强的适应性和鲁棒性，无论是从图像进行融合，保留图像细节，提高了装置的目标自动识别和自主导航能力。该装置可以有效实现多曝光图像的融合，提高了斑马线图像的识别能力。最后对小波图像融合算法进行评价。还是在速度传感器上利用编码器产生的脉冲可直接获得速度信息，即光电编码器和测量对象同轴连接，当测量对象转动时，带动光电编码器产生脉冲信号，输送给单片机控制系统进行处理，进而测量出速度。相比于斑马线区域路面检测装置过程复杂且数据处理比较困难，检测速度和效率还是不高具有很大的优势。由于中央处理器维修拆装不方便，实现冗余配置较困难，因而相对而言可靠性和可维护性较差；同时，在同一个处理器上完成不同任务，为保证实时性使系统无效开销大，程序设计复杂，缺乏扩展的灵活性。而利用单片机相连接进行信息处理，用单片机的软件编程来产生pwm信号，相对用硬件来实现简单得多。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车辆近斑马线强制减速或停车装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的车辆近斑马线强制减速或停车装置的原理示意图；

图3是本发明实施例提供的传感器对斑马线图像进行采集流程图。

图4是本发明实施例提供的pid控制参数流程图。

图5是本发明实施例提供的车辆近斑马线强制减速或停车方法流程图。

图中：1、车辆；2、图像采集装置；3、车速传感器；4、里程计；5、雷达；6、单片机；7、减速器；8、停车装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的车辆近斑马线强制减速或停车装置包括：车辆1、图像采集装置2、车速传感器3、里程计4、雷达5、单片机6、减速器7、停车装置8。

图像采集装置安装2在车辆1挡风玻璃上，将里程计4码盘安装在车轮转轴上，里程计4测头安装在车架上，将图像采集装置2、车速传感器3、里程计4、雷达5与单片机6相连接，单片机6的输出端连接减速器7和停车装置8。

本发明采用市售的零部件和材料按常规方法制作而成。

如图5所示，使用车辆近斑马线强制减速或停车装置时：在汽车行驶过程中，图像采集装置2不断检测汽车前方道路中的斑马线图像信息传送到单片机5上，如果检测到前方有斑马线，里程计4通过获得脉冲信号传送给单片机5，计算出车辆行驶距离信息(行驶距离＝脉冲累加数目÷里程计线数×π×车轮直径)，根据车速传感器3传送的速度信息、雷达5检测出的车辆与斑马线的距离，单片机6对信息进行判断和处理，将允许的最高车速和当前车辆的行驶速度进行比较，当速度小于安全车速时，车辆保持正常行驶；当速度大于安全车速时，且车辆与斑马线的距离能满足车辆在通过斑马线前降低车速至安全车速范围内，单片机6控制减速器7工作降低车速，直至车速处于规定的安全车速范围内；当速度大于安全车速，但距离不足以降低车速至安全范围，当推算出的行驶距离达到斑马线距离时，单片机6发送停车指令给停车装置8，使车辆在斑马线前停下。

由于有些人行横道斑马线的磨损是很严重的。部分斑马线区域可能不连通或者被连通域判决准则舍弃，这是不可避免的。这就要求在进行图像采集必须准确，为了较精确地获得斑马线区域，可以将连通域准则块数减少，通过形状分割得到整个斑马线区域。可以运用图像的人工协进化群落方法，因为分割是为其后的进一步图像分析提供服务,因此需要的分割区域是与应用密切联系的。为了提高斑马线减速或停车的智能化和自动化水平，采用单片机和pid算法对装置进行了改进，其基本流程:首先利用传感器对斑马线图像进行采集，然后对信号进行转换，由pc机对图像进行识别，并与pc机建立通信；在pc机上使用vb软件进行编程设计，建立可视化界面，具体流程如图3所示。

与单片机相连接，用于采集车辆的行驶速度信息和斑马线的距离信息，并传送至单片机的车速传感器和雷达；将改进的bp算法应用于pid控制中，实现pid控制参数的在线调整和优化，具有较强的适应性和鲁棒性，且该算法与改进前的pid控制相比较，效果更加明显。具体流程如图4所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。