一种基于路口摄像探头对行人危险预警的系统及方法与流程

本发明涉及道路交通安全技术领域，特别涉及一种基于路口摄像探头对行人危险预警的系统及方法。

背景技术：

目前，路口交通事故频繁发生，其中一部分来自车主和行人因为对行车盲区的不清楚和不注意，或者车主对路口的行车习惯不严谨，汽车突然失控。

公开号为cn103280122a的专利文献公开了一种信号控制路口车辆防撞预警系统，包含三个模块:信息采集模块、事故判断模块、事故预警模块。信息采集主要采用侧向安装的微波检测器进行车速采集，利用单片机对速度信号进行处理并对可能发生相撞的车辆做出正确判断，最后采用led电子显示屏以及灯光闪烁装置进行事故预警。本发明信号控制路口防撞预警系统，设计合理，其在现有的车辆测速技术的基础上增加了防碰撞预警功能，是对交通灯的有效补充，且只有在可能的碰撞被检测到才进行预警提示，这样对道路使用者的预警效果更好，对降低路口的事故发生率有一定的作用。缺点是：该发明只能针对较近距离有关车速的交通危险事故预警，无法预警行车盲区有行人经过的情况。

公开号为cn10376735a的专利文献公开了一种盲区路口车辆行驶安全预警系统，包括路侧单元和车载单元，路侧单元安装在路侧立柱的横杆上，包括相机、计算与处理模块和无线通信模块一，车载单元安装在车内，包含定位模块、计算单元、报警模块和无线通信模块二。本发明还提供一种盲区路口车辆行驶安全预警方法，路侧单元中的计算与处理模块通过相机对预定道路上的车辆进行识别和分类处理，进而给出车辆的速度、方向和位置坐标，并编码得到盲区路口事件信息，通过无线通信模块一广播出去，车载单元通过无线通信模块二接收盲区路口事件信息，并结合自身的定位和运动状态信息，进行车辆行驶安全状态判断，通过报警模块给驾驶员以声音和图像形式的提示和预警。缺点是:无法预警行车盲区有行人经过的情况。

公开号为cn207424276u的专利文献公开了一种基于热红外成像的驾驶盲区预警系统，包括设置在汽车盲区支柱上，用于探索目标物体的红外辐射的红外探测器；通过红外探测器探索的目标物体的红外辐射生成实时图像的热成像传感器；将热成像传感器生成的实时图像转换成数字信息的视频采集卡；分析视频采集卡转换成的数字信息的数据处理装置，数据处理装置上连接有报警系统，数据处理装置对存在驾驶隐患的数据通过报警系统对驾驶员进行预报警，该系统在汽车一定范围内对汽车周围的人，车，路进行成像分析，对危险程度进行分析，提前对驾驶员进行事故预警，使驾驶员尽早作出判断和采取避免措施，因此该系统能够减少因驾驶视野盲区造成交通事故。缺点是：红外感应不如视觉图像直观准确，不能对行人进行提醒。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于路口摄像探头对行人危险预警的系统及方法，可以预先对行人实施预警以减小交通事故发生的概率，保障路口行人的人身安全。

本发明提供如下技术方案：

一种基于路口摄像探头对行人危险预警的系统，包括：

路口图像采集模块，用于实时采集车辆和行人在路口路段的动态图像信息，并发送到路口图像处理模块；

路口图像处理模块，用于接收动态图像信息，组合成平面动态图，并将平面动态图发送到安全车速预警模块和行车盲区预测模块；

安全车速预警模块，用于接收平面动态图，判断车辆的车速是否异常，若异常，则发送危险信息给路口预警模块；

行车盲区预测模块，用于接收平面动态图，判断行人是否处于行车盲区，若处于行车盲区，则发送行车盲区信息给路口预警模块；

路口预警模块，用于接收危险信息和行车盲区信息，利用文字和语音对路口的行人作出危险预警或盲区预警。

所述路口图像采集模块包括用于采集动态图像信息的摄像头；所述摄像头包括四个主摄像头和若干个辅助摄像头，分别设置在路口的四个拐角和道路路边。

所述路口图像处理模块包括图像匹配模块和坐标模块；所述图像匹配模块接收主摄像头采集的动态图像信息，通过背景景物匹配，组合成路口的平面动态图；所述坐标模块以路口中心为原点建立直角坐标系，确定辅助摄像头采集到的车辆和行人在平面动态图中的坐标位置，并发送到安全车速预警模块和行车盲区预测模块；所述坐标模块确定主摄像头采集的障碍建筑物在平面动态图中的坐标位置并发送给行车盲区预测模块。

所述安全车速预警模块包括车速计算模块和比对模块，所述车辆计算模块接收坐标模块发送的车辆的坐标位置，计算车辆的加速度，发送到比对模块；所述比对模块比对车辆的加速度和预设的安全加速度阀值，若大于安全加速度阀值，则车辆车速异常，发送危险信息到路口预警模块。

具体地，当主摄像头捕捉到新的车辆时，即刻将车辆图像上传更新到十字路口的平面动态图，辅助摄像头上传此时车辆的坐标位置，在经过多个δt之后，辅助摄像头上传经历每一个δt之后，车辆新的坐标位置。车速计算模块计算坐标位置变换的绝对距离δs，速度v＝δs/δt，加速度a＝(v后-v前)/δt。比对模块比对加速度和预设的安全加速度阀值[v]，当加速度a大于预设的安全加速度阀值[v]时，则车辆车速异常，输出危险信息；反之，车辆车速正常。

所述行车盲区预测模块包括盲区计算模块和预测模块，所述盲区计算模块接收坐标模块发送的行人的坐标位置和障碍建筑物的坐标位置，计算行人的盲区辐角值θ所覆盖的盲区范围，并发送到预测模块；所述预测模块接收坐标模块发送的车辆的坐标位置，当车辆的坐标位置处于盲区范围内时，发送行车盲区信息到路口预警模块。

所述路口预警模块包括广播器和电子指示牌，分别用于对危险预警或盲区预警作出语音广播和文字显示。

本发明还提供一种基于路口摄像探头的对行人危险预警的方法，包括以下步骤：

(1)通过主摄像头采集背景景物、障碍建筑物的动态图像信息，分别发送给图像匹配模块和坐标模块；通过辅助摄像头采集车辆和行人在路口路段的动态图像信息，发送给坐标模块；

(2)图像匹配模块将主摄像头采集的动态图像信息通过背景景物匹配，组合成路口的平面动态图；坐标模块以路口中心为原点建立直角坐标系，确定辅助摄像头采集的动态图像信息中车辆和行人在平面动态图中的坐标位置，确定主摄像头采集的障碍建筑物在平面动态图中的坐标位置；并将车辆的坐标位置发送给车速计算模块，将车辆和行人的坐标位置、障碍建筑物的坐标位置发送给盲区计算模块；

(3)车速计算模块根据车辆的坐标位置，计算车辆的加速度；比对模块将加速度与预设的安全加速度阀值，若大于安全加速度阀值，则车辆车速异常，发送危险信息，作出危险预警；

(4)盲区计算模块根据行人和障碍建筑物的坐标位置，计算行人的盲区辐角值θ所覆盖的盲区范围；当车辆的坐标位置处于盲区范围内时，预测模块发送行车盲区信息，作出行车盲区预警。

在步骤(4)中，所述盲区是以行人为原点、行人与障碍物建筑中心的连线为一边、行人的最大视线为另一边组成的扇形区域；扇形区域的角度为盲区辐角值θ，θ根据行人坐标位置到行人前进方向坐标轴的垂直距离计算，当垂直距离为10m-5m时，从7.5°线性增加到10°，当垂直距离为5m-4m时，从10°线性减小到0°。

与现有技术相比，本发明提供的基于路口摄像探头对行人危险预警的系统及方法，可以预先对行人实施预警以减小交通事故发生的概率，保障路口行人的人身安全。

附图说明

图1为本发明提供的预警系统的结构图；

图2为本发明提供的预警方法的流程图；

图3为实施例1和2中以路口中心为原点建立的直角坐标系的示意图。

具体实施方式

下面通过具体的实施实例对本发明的各项功能以及不同情况下的各项流程进行详细地具体地阐述：

如图1和图2所示，本发明提供的系统包括路口图像采集模块、路口图像处理模块、安全车速预警模块、行车盲区预测模块和路口预警模块。路口图像采集模块实时采集车辆和行人在路口路段的动态图像信息，并发送到路口图像处理模块；路口图像处理模块接收动态图像信息后组合成平面动态图，并将平面动态图发送到安全车速预警模块和行车盲区预测模块；安全车速预警模块接收平面动态图后，判断车辆的车速是否异常，若异常，则发送危险信息给路口预警模块；行车盲区预测模块接收平面动态图后，判断行人是否处于行车盲区，若处于行车盲区，则发送行车盲区信息给路口预警模块路口预警模块接收危险信息和行车盲区信息后，利用文字和语音对路口的行人作出危险预警或盲区预警。

实施例1对行人进行危险预警

如图3所示，在本实施例中路口图像采集模块包括图像匹配模块和坐标模块。图像匹配模块包括四个主摄像头，设置在路口的四个拐角；坐标模块若干个辅助摄像头，沿道路路边设置，平均间距为6米。

同时，图像匹配模块将四个主摄像头将采集到的动态图像信息，通过背景景物匹配，组合成路口的平面动态图。坐标模块以路口中心为原点建立直角坐标系，确定辅助摄像头采集到的车辆和行人在平面动态图中的坐标位置，发送给安全车速预警模块。

在本实施例中，具体地，辅助摄像头采集到的车辆a的坐标位置分别为(-8，0)、(-6，0)、(-3，0)。

安全车速预警模块包括车速计算模块和比对模块，经车速计算模块计算，车辆a的加速度为1.02g。比对模块中预设的安全加速度阀值为<0.5g。因此，车辆a超速行驶，发送危险信息到路口预警模块。

路口预警模块将接收到的危险信息通过广播器广播给行人，并文字显示在路口设置的电子指示牌上，提醒行人紧急避让，避免出现事故。

实施例2对行人进行盲区预警

如图3所示，在本实施例中路口图像采集模块包括图像匹配模块和坐标模块。图像匹配模块包括四个主摄像头，设置在路口的四个拐角；坐标模块若干个辅助摄像头，沿道路路边设置，平均间距为6米。

同时，图像匹配模块将四个主摄像头将采集到的动态图像信息，通过背景景物匹配，组合成路口的平面动态图。坐标模块以路口中心为原点建立直角坐标系，确定辅助摄像头采集到的车辆和行人在平面动态图中的坐标位置，发送给行车盲区预测模块。

在本实施例中，具体地，辅助摄像头采集到的行人b的坐标位置分别为b1(6,-5)、b2(5,-5)、b3(4.5,-4.5)。

行车盲区预测模块包括盲区计算模块和预测模块，盲区计算模块根据行人b的坐标位置计算其盲区辐角值θ所覆盖的盲区范围。

具体地，b1(6,-5)、b2(5,-5)、b3(4.5,-4.5)的盲区辐角值θ所覆盖的盲区范围为以视线与障碍建筑物中心的连线为中线的角度为9.5°、10°、5°的扇形范围(以行人的坐标位置与x轴的垂直距离计算)，发送给预测模块。预测模块根据车辆的坐标位置，随着行人b的坐标位置变化实时判断车辆是否处于当前坐标位置的盲区范围内。

在本实施例中，当行人b处于坐标位置b2(5,-5)时，车辆c的坐标位置为(3，-15)，处于行人b的盲区辐角值θ所覆盖的盲区范围，发送行车盲区信息到路口预警模块。

口预警模块将接收到的危险信息通过广播器广播给行人，并文字显示在路口设置的电子指示牌上，提醒行人安全通行，避免因为行人处于行车盲区而导致的事故。