一种交叉路口碰撞AI预警系统及其控制方法与流程

一种交叉路口碰撞ai预警系统及其控制方法
技术领域
1.本发明属于智慧交通领域，具体涉及一种交叉路口碰撞ai预警系统及其控制方法。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，城乡居民交通需求快速增长，交通状况日益复杂，交通事故发生率居高不下，特别是无信号灯的交叉路口，成为事故高发地带，此类道路车辆车速快且重型车多，加之城乡居民缺乏交通安全意识，沿路缺少路灯且路边有较多树木、房屋遮挡导致视距不良，更容易发生重大交通事故。
3.尤其在国省道、县乡公路上，在与村庄交叉、驾驶员视线受限的无信号灯路口，如果机动车、非机动车、行人突然从路口穿出过马路，极易造成驾驶员来不及减速而引发交通事故，尤其是在夜间等光线不良时段引起的交通事故占比非常大，而且往往是重大伤亡事故居多。
4.虽然汽车智能化程度日益提升，有些车辆已具备如车载碰撞预警或自动制动等辅助驾驶功能，但车载传感器感知范围有限，在有树木、房屋遮挡的环境下功能效果不好，特别是在逆光、夜间、雨雪雾天气等光线状况不好的情况效果更差，而且，截止目前，绝大多数存量车辆没有类似辅助驾驶功能，专利号为2016211317448和专利号为2016109052585的专利文件，均公开了一种
ꢀ“
行人过街自动预警系统”，其由检测触发单元、车辆预警提示单元和过街轨迹预警单元构成，当检测触发单元接触到有行人正在或即将穿越马路时，则通过车辆预警提示单元和过街轨迹预警单元发出警告信号，以提醒车辆注意路口处的行人，以避免交通事故的发生。但这种预警系统，只能对机动车辆提醒，而不能对穿越马路的人员或非机动车辆极性提醒，存在一定的不足之处。
5.专利号为cn109584571a的专利文件，公开了一种“道路交叉口预警控制方法及系统、及所用的感知装置”，其工作方式为：对道路交叉口每个进口处的道路视频数据中包含的图像帧和雷达信号进行检测，获取各进口处的包括移动物识别信息、车道线识别信息、车辆转向灯识别信息、车辆位置信息和车辆速度信息等道路信息，根据移动物的行驶信息，判断移动物间是否有冲突，若有冲突则向移动物发出报警。但这种预警系统未对碰撞风险进行分级，预警的有效性低且容易造成声光污染。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种交叉路口碰撞ai预警系统及其控制方法，能够多方向同步判断；多传感器融合判断；多级别报警方式结合多种类动态报警装置做预警。
7.为解决现有技术问题，本发明公开了一种交叉路口碰撞ai预警系统，包括：主路雷视一体机，用于检测主路上目标的速度以及到达路口时间；
支路雷视一体机，用于检测支路上目标的速度以及到达路口时间；所述目标为机动车、非机动车或行人等移动目标。
8.主路led显示屏，用于向主路上的车辆显示路口的路况信息；支路led显示屏，用于向支路上的非机动车和行人显示路口的路况信息；主路led显示屏和支路led显示屏均为高清可变信息屏，便于清晰观看；支路爆闪灯，用于向支路上的非机动车和行人显示灯光提示信息；支路语音模块，用于向支路上的非机动车和行人播报语音提示信息。
9.相应地，一种交叉路口碰撞ai预警系统的控制方法，当主路、支路均没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s，或目标速度≤30km/h时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：前方路口，注意观察；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机。
10.当主路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s，或目标速度≤30km/h；支路检测到目标10s内到达路口时,主路led显示屏显示：路口有人，注意避让;支路led显示屏显示：前方路口,注意观察;语音模块待机；支路爆闪灯闪烁。
11.当主路、支路均检测到目标，且：30km/h＜主路目标速度≤60km/h，双方相遇时间在10s内时，主路led显示屏显示：路口有人，注意避让；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块播放“路口来车，请注意观察”的警示信息；支路爆闪灯闪烁。
12.当主路、支路均检测到目标，且：60km/h＜主路目标速度，双方相遇时间在10s内时，主路led显示屏显示：路口有人，注意避让；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块播放“路口来车较快,停下观察”的警示信息；支路爆闪灯闪烁。
13.当主路检测到目标速度大于30km/h小于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机。
14.当主路检测到目标速度大于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机。
15.或者包括以下场景：场景1：当主路、支路均没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s，或目标速度≤30km/h时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：前方路口，注意观察；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机；场景2：当主路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s，或目标速度≤30km/h；支路检测到目标10s内到达路口时,主路led显示屏显示：路口有人，注意避让;支路led显示屏显示：前方路口,注意观察;语音模块待机；支路爆闪灯闪烁；目标到达路口或者目标消失延时5秒后返回场景1；场景3：当主路、支路均检测到目标，且：30km/h＜主路目标速度≤60km/h，双方相遇时间在10s内时，主路led显示屏显示：路口有人，注意避让；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块播放“路口来车，请注意观察”的警示信息；支路爆闪灯闪烁；目标到达路口或者目标消失延时5秒后返回场景1；场景4：当主路、支路均检测到目标，且：60km/h＜主路目标速度，双方相遇时间在
10s内时，主路led显示屏显示：路口有人，注意避让；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块播放“路口来车较快，请停下观察”的警示信息；支路爆闪灯闪烁；目标到达路口或者目标消失延时5秒后返回场景1；场景5：当主路检测到目标速度大于30km/h小于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机；目标到达路口或者目标消失延时5秒后返回场景1；场景6：当主路检测到目标速度大于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到目标，或目标到达路口时间＞10s时，主路led显示屏显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏显示：左侧来车；支路语音模块待机；支路爆闪灯待机；目标到达路口或者目标消失延时5秒后返回场景1。
16.本发明具有的有益效果：1、多方向同步判断——传统的交叉路口碰撞预警系统多为单方向检测到有目标即预警（不考虑速度和相遇），无法给与准确提示。本系统同时监测十字路口的四个方向的所有目标（同理，t字路口同时监测三个方向的所有目标），判断是否有碰撞风险，进而决定是否发出预警以及预警的程度，减少无效预警。
17.2、多传感器融合判断——单独使用视频检测器识别无法准确获取目标的距离、速度，且在雨雪雾、烟尘、夜晚光线不好的情况下识别率下降明显，而单独使用微波雷达无法准确识别车辆与行人的目标类型，导致预警准确性不高。本系统采用雷视一体机，结合了微波雷达与视频检测器的优势，对交叉口进行息感知，可准确识别机动车与非机动车、行人三大类目标类型，可准确获取目标与路口的距离及目标的运行速度，再进一步转化为目标到达路口的时间。并且，雷视一体机具有全天候高精度不受雨雪雾、烟尘、夜晚光线影响的特性，可以保证该系统的有效性和稳定性。
18.3、多级别报警策略——传统的交叉路口碰撞预警系统报警策略为检测到车辆和行人即进行简单的声光报警，并不判断目标速度及碰撞风险，久而久之，会使得过往车辆和行人产生麻木性。本系统的报警方式有6大类的报警策略，根据主路上车辆的速度和到达路口时间以及支路上交通参与者的状态进行不同类型的报警，报警的带来的结果更加有针对性，避免无效预警，提高各方向交通参与者的专注度和预判力。
19.4、多种类动态报警装置——传统的交叉路口碰撞预警系统采用的多为静态标志牌或led高清可变信息屏做预警提醒，这些装置类型会使交通参与者的关注度不高，尤其是再多次经过时，将这些装置忽略掉的概率较高。本系统的报警装置为led高清可变信息屏及爆闪灯和语音模块集成装置，其中led高清可变信息屏显示文本内容，语音模块播放语音内容，爆闪灯会主动的关闭与开启。多种动态报警装置可产生多种不同的预警方式组合，提高预警有效性。
附图说明
20.图1为本发明系统的场景应用效果示意图；图2 为本发明不同预警的判定流程示意图。
21.其中：1、主路；2、支路；3、支路雷视一体机；4、支路爆闪灯；5、支路led显示屏；6、支
路语音模块；7、主路led显示屏；8、主路雷视一体机。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
23.基于现有技术中的“交叉口碰撞预警系统”一般的对主路的机动车进行提醒，而不提醒支路上的交通参与者，会使得支路上的机动车、非机动车、行人无法知晓主路实时的交通状态，无法针对主路上的不同状态做出及时的应当策略，容易导致自身的专注度不高，易导致交通事故的发生。本发明旨在提出一种由雷视一体机和主路led显示屏、支路led显示屏、语音装置、爆闪灯相结合的ai预警系统，根据主路、支路不同的交通状态发出不同的报警, 从而让主路与支路交通参与者了解到相互之间的实时交通状态。从而减少交通事故的发生，提高对应道路的安全性，更好的保障各交通参与者的生命、财产安全。
24.如图1所示，本发明公开的一种交叉路口碰撞ai预警系统，包括：主路雷视一体机，用于检测主路上车辆的速度以及到达路口时间；支路雷视一体机，用于检测支路上非机动车和行人的速度以及到达路口时间；主路led显示屏，用于向主路上的车辆显示路口的路况信息；支路led显示屏，用于向支路上的非机动车和行人显示路口的路况信息；主路led显示屏和支路led显示屏均为高清可变信息屏，便于清晰观看；支路爆闪灯，用于向支路上的非机动车和行人显示灯光提示信息；支路语音模块，用于向支路上的非机动车和行人播报语音提示信息。
25.本发明公开的一种交叉路口碰撞ai预警系统应用于无信号灯的交叉路口的碰撞预警。该系统采用雷视一体机（雷达、摄像机融合一体化设备）和主动的报警装置。采用雷视一体机获取主路上车辆到达路口的时间和行驶速度以及支路上非机动车、行人到达路口的时间和行进速度，根据车辆以及行人的状态，采用6中不同的提醒和报警方式，通过led高清可变信息屏、语音报警装置、爆闪灯来主动提醒机动车、非机动车、行人，起到针对性的提醒和报警，提高交通参与者在通过交叉口时的专注度和预判力。该方法可有效检测出交叉口盲区的车辆、非机动车、行人状态，保证过往车辆、非机动车、行人的安全，减少事故发生。
26.该方法的优势：1、多方向同步判断——传统的交叉路口碰撞预警系统多为单方向检测到有目标即预警（不考虑速度和相遇），无法给与准确提示。本系统同时监测十字路口的四个方向的所有目标（同理，t字路口同时监测三个方向的所有目标），判断是否有碰撞风险，进而决定是否发出预警以及预警的程度，减少无效预警。
27.2、多传感器融合判断——单独使用视频检测器识别无法准确获取目标的距离、速度，且在雨雪雾、烟尘、夜晚光线不好的情况下识别率下降明显，而单独使用微波雷达无法准确识别车辆与行人的目标类型，导致预警准确性不高。本系统采用雷视一体机，结合了微波雷达与视频检测器的优势，对交叉口进行息感知，可准确识别机动车与非机动车、行人三大类目标类型，可准确获取目标与路口的距离及目标的运行速度，再进一步转化为目标到达路口的时间。并且，雷视一体机具有全天候高精度不受雨雪雾、烟尘、夜晚光线影响的特性，可以保证该系统的有效性和稳定性。
28.3、多级别报警策略——传统的交叉路口碰撞预警系统报警策略为检测到车辆和行人即进行简单的声光报警，并不判断目标速度及碰撞风险，久而久之，会使得过往车辆和行人产生麻木性。本系统的报警方式有6大类的报警策略，根据主路上车辆的速度和到达路口时间以及支路上交通参与者的状态进行不同类型的报警，报警的带来的结果更加有针对性，避免无效预警，提高各方向交通参与者的专注度和预判力。
29.4、多种类动态报警装置——传统的交叉路口碰撞预警系统采用的多为静态标志牌或led高清可变信息屏做预警提醒，这些装置类型会使交通参与者的关注度不高，尤其是再多次经过时，将这些装置忽略掉的概率较高。本系统的报警装置为led高清可变信息屏及爆闪灯和语音模块集成装置，其中led高清可变信息屏显示文本内容，语音模块播放语音内容，爆闪灯会主动的关闭与开启。多种动态报警装置可产生多种不同的预警方式组合，提高预警有效性。
30.为达成上述交叉口碰撞ai预警目的，本发明提供如下技术方案：一种采用雷视一体机全息感知的交叉路口碰撞ai预警系统。适用于无信号灯控制的交叉口，包括安装在主路的雷视一体机和led高清可变信息屏，安装在支路的雷视一体机和led高清可变信息屏、语音模块、爆闪灯。所说的主路led显示屏有两种显示内容：黄色字体显示的前方路口，减速慢行；红色字体显示的路口有人，注意避让。支路的led高清可变信息屏有两种显示内容：黄色字体显示的前方路口，注意观察；红色字体显示的左侧来车。支路的语音播报方案有两种：“路口来车，请注意观察”；“路口来车较快，请停下观察”。支路的爆闪灯有闪烁和待机的两种状态。
31.所述雷视一体机在主路和支路的观测方向均为来向。雷视一体机、led高清可变信息屏、语音模块、爆闪灯安装位置均在进入交叉口之前的合适位置。
32.所述主路的led高清可变信息屏，支路的led高清可变信息屏、爆闪灯、语音模块由雷视一体机控制状态。
33.如图2所示，本发明的一种交叉路口碰撞ai预警系统的控制方法：场景1：主路、支路均没有检测到来向目标，或目标到达路口时间＞10s或目标速度≤30km/h。产生的结果如下：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路的语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。
34.场景2:主路没有检测到来向目标，或目标到达路口时间＞10s或目标速度≤30km/h；支路检测到来向目标10s内到达路口。产生结果如下：1、主路led显示屏红色字体显示：路口有人，注意避让，支路led显示屏黄色字体显示：前方路口注意观察（支路标语2s切换）2、支路语音模块待机；3、支路爆闪灯闪烁。在目标到达路口或者目标消失延时5秒后，返回到场景1。出现以下结果：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路的语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。
35.场景3：主路、支路均检测到来向目标，且：30km/h＜主路目标速度≤60km/h，双方相遇时间在10s内。产生的结果如下：1、主路led显示屏红色字体显示：路口有人，注意避让，支路led显示屏红色字体显示：左侧来车（支路标语2s闪烁一次，0.5s间隔）；2、支路语音模块播放“路口来车，请注意观察”的语音方案（间隔0.5s重复）；3、支路爆闪灯闪烁。在目标到达路口或者目标消失延时5秒后，返回到场景1。出现以下结果：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路语音
模块待机；3、支路爆闪灯待机。
36.场景4：主路、支路均检测到来向目标，且：60km/h＜主路目标速度，双方相遇时间在10s内。产生的结果如下：1、主路led显示屏红色字体显示：路口有人，注意避让，支路led显示屏红色字体显示：左侧来车（支路标语1s闪烁一次，0.5s间隔）；2、支路语音模块播放“路口来车较快，请停下观察”的语音方案（间隔0.5s重复）；3、支路爆闪灯闪烁。在目标到达路口或者目标消失延时5秒后，返回到场景1。出现以下结果：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。
37.场景5：主路检测到来向目标速度大于30km/h小于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到来向目标，或目标到达路口时间＞10s。产生的结果如下：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行，支路led显示屏红色字体显示：左侧来车（支路标语2s闪烁一次，0.5s间隔）；2、支路语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。在目标到达路口或者目标消失延时5秒后，返回到场景1。出现以下结果：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。
38.场景6：主路检测到来向目标速度大于60km/h 且10s内到达路口；支路没有检测到来向目标，或目标到达路口时间＞10s。产生的结果如下：1、主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行，支路led显示屏红色字体显示：左侧来车（支路标语1s闪烁一次，0.5s间隔）；2、支语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。在目标到达路口或者目标消失延时5秒后，返回到场景1。出现以下结果：1.主路led显示屏黄色字体显示：前方路口，减速慢行；支路led显示屏黄色字体显示：前方路口，注意观察2、支路的语音模块待机；3、支路爆闪灯待机。
39.应特别注意的是以上的6种场景单独存在不冲突，6个场景中由场景2、场景3、场景4、场景5、场景6切换到场景1，需要目标到达路口或者目标消失延时5秒，而其他场景之间的切换能做到随检测的目标变化立即切换，从而适时输出不同的预警状态。
40.需要说明的是，在本文中，诸如
ꢀ“
场景1”“场景2”以及类似的词语不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同情况的应用场景。同样，除非上下文清楚地指明其他情况，否则单数形式的“场景1”“场景”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。且在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
41.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。