本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种交通事故现场安全防护监测方法和装置。
背景技术：
交警在处理交通事故时，不光要妥善处理事故、救治伤员，也要在交通事故现场通过安全防护措施设置禁区，避免机动车闯入交通事故现场，防止民警及群众受二次事故影响而造成伤亡。
目前，比较常见的设置禁区的方式是在交通事故现场外围摆放加载传感器的反光锥桶，一旦车辆撞到该反光锥桶便会报警。这种技术的优点在于操作简单、实用性强，但是依旧存在如下问题：一是无法解决民警在交通事故现场摆放、回收锥桶时的危险进行预警，事实证明，在进行禁区布设过程中，因路面还没有相关警示标志，民警处于最危险状态；二是现场防护预警的响应效率不高，民警需要较长时间才能完成锥桶等现场防护设施的布设，大大降低建立防护系统效率。三是该反光锥桶受风力、相邻车道干扰较大。经与基层民警交流，普遍反映现有锥桶防闯入报警系统，受自然风或相邻车道车辆驶过时产生的风力及震动影响大，较易产生误报，给民警现场勘察处置造成一定影响。
技术实现要素：
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种交通事故现场安全防护监测方法和装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种交通事故现场安全防护监测方法，所述方法包括：
利用摄像头采集交通事故现场的路面图像，根据所述摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围；
利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。
优选地，所述根据所述摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围包括：
利用三维投影技术根据所述路面图像、摄像头自身参数、摄像头安装高度和已知事故车道宽度确定摄像头的位置信息和拍摄方向；
根据摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述事故车道宽度确定禁区范围。
优选地，在所述利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围之前，所述方法还包括：
利用图像处理技术分析所述路面图像识别事故车道线信息；
调整雷达的主侦测方向与所述事故车道线方向平行，并对准所述禁区范围。
优选地，所述方法还包括：
调整激光传感器的监测方向与所述事故车道线方向平行，并对准所述禁区范围；
利用激光传感器监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。
优选地，所述方法还包括：
调整摄像头的拍摄方向与所述事故车道线平行，并对准所述禁区范围；
利用所述摄像头实时采集交通事故现场的路面图像；
利用图像处理技术分析所述路面图像，监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。
根据本发明的一个方面，提供了一种交通事故现场安全防护监测装置，所述装置包括摄像头、雷达、存储器、处理器和预警单元；
所述摄像头，用于采集交通事故现场的路面图像，并将所述路面图像发送至所述处理器；
所述雷达，用于采集交通事故现场来往车辆的方位信息和距离信息，并将所述方位信息和距离信息发送至所述处理器；
所述存储器，用于存储所述路面图像和所述车辆的方位信息和距离信息；
所述处理器，用于根据所述摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围；根据所述车辆的方位信息和距离信息监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围通过预警单元进行报警处理。
优选地，所述处理器，具体用于利用三维投影技术根据所述路面图像、摄像头自身参数、摄像头安装高度和已知事故车道宽度确定摄像头的位置信息和拍摄方向；根据摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述事故车道宽度确定禁区范围。
优选地，所述装置还包括第一舵机，所述雷达安装在所述第一舵机上；
所述处理器，还用于利用图像处理技术分析所述路面图像识别事故车道线信息；根据雷达的主侦测方向与所述事故车道线的方向，控制所述第一舵机旋转相应角度，使得雷达的主侦测方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围。
优选地，所述装置还包括激光传感器和第二舵机，
所述激光传感器安装在所述第二舵机上，
所述激光传感器，用于采集交通事故现场来往车辆的距离，并将所述距离发送至所述处理器；
所处存储器，还用于保存交通事故现场来往车辆的距离和距离阈值；
所述处理器，用于根据所述激光传感器的监测方向和所述事故车道线的方向，控制所述第二舵机旋转相应角度，使得所述激光传感器的监测方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围；以及用于判断所述距离是否大于距离阈值，若是，则进行报警处理。
优选地，所述装置还包括第三舵机，
所述摄像头安装在所述第三舵机上，所述摄像头，还用于实时采集交通事故现场的路面图像，并将所述路面图像保存在存储器中；
所述处理器，还用于根据摄像头的拍摄方向与所述事故车道线方向调整所述第三舵机旋转相应角度，使得所述摄像头的拍摄方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围；以及用于调取所述存储器中存储的路面图像，利用图像处理技术分析所述路面图像，监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。
本发明的有益效果是：本发明的技术方案利用摄像头采集交通事故现场的路面图像，根据所述摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围，并利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。相比于现有技术，本发明实现了可在逻辑中构建边界清晰的事故车道防范区域边界，提高了交通事故现场防护预警响应效率，有效避免了民警在事故现场勘察以及布设锥桶时面临的危险，避免了天气因素对现有安全防护机制的影响，防止民警及群众因二次事故而造成伤亡，而且提升了民警对现场勘察处置的工作效率，在一定程度上防止车辆驶入禁区。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测方法的流程图；
图2示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测方法的具体流程图；
图3示出了根据本发明一个实施例中的一种摄像头的位置和拍摄方向的示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例中的一种雷探测区域与禁区范围的关系示意图；
图5示出了根据本发明一个实施例中的一种指定坐标系的示意图；
图6示出了根据本发明一个实施例中的另一种指定坐标系的示意图；
图7示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测装置的结构示意图；
图8示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测系统的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
图1示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测方法的流程图，如图1所示，
在步骤s110中，利用摄像头采集交通事故现场的路面图像，根据所述摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围；
在步骤s120中，利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。
通过图1所示的方法，可知，本发明的技术方案利用摄像头采集交通事故现场的路面图像，根据所述摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围，并利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。相比于现有技术，本发明实现了在交警未对交通事故现场采取防护措施时，即可在逻辑中构建边界清晰的事故车道防范区域边界，提高了交通事故现场防护预警响应效率，有效避免了民警在事故现场勘察以及布设锥桶时面临的危险，避免了天气因素对现有安全防护机制的影响(例如风大导致锥桶移位带来安全隐患)，防止民警及群众因二次事故而造成伤亡，而且提升了民警对现场勘察处置的工作效率，在一定程度上防止车辆驶入禁区。
为了使得本发明的技术方案更加清晰，下面举一个具体的例子进行解释说明。
s201、利用摄像头采集路面图像。
s202、根据路面图像确定禁区范围。在本发明的一个实施例中，图3示出了根据本发明一个实施例中的一种摄像头的位置和拍摄方向的示意图；图4示出了根据本发明一个实施例中的一种雷探测区域与禁区范围的关系示意图；利用三维投影技术根据路面图像、摄像头自身参数(例如焦距、像素等)、摄像头安装高度height(即摄像头的摄像头安装高度height已知)和事故车道宽度width(需要说明的是，事故车道宽度width为已知量，例如城市道路每个事故车道宽度为3.5米，干线公路(包括高速公路)每个事故车道宽为3.75米)确定摄像头的位置信息(即摄像头距离左侧事故车道线的距离为a，距离右侧事故车道线的距离为b)和摄像头的拍摄方向(即图3中摄像头拍摄方向与水平方向的夹角θ)，根据摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及事故车道宽度确定禁区范围(即禁区范围的宽度为事故车道线的宽度width,width＝a+b，禁区范围的长度为100-200米)，该禁区范围相当于构建出的虚拟隔离墙，如图4所示。进一步地，如图5所示，在指定坐标系内，以摄像头所在的位置为原点o1，以禁区的下边沿pq所在的直线为x1轴，以与禁区的下边沿的垂直方向为y1轴，建立直角坐标系x1oy1；此时，确定禁区范围mnqp在该直角坐标系的坐标。
需要说明的是，目前也存在较多利用雷达技术进行二次事故预防的类似专利，但其核心问题是由于雷达波速很宽，在短距离范围内(例如，100-200米内)难以仅覆盖单一事故车道，无法没有解决相邻车道的干扰问题，导致误报率较高。从图4可以看出，本发明的技术方案根据事故车道线确定禁区范围，使得该禁区范围仅覆盖发生交通事故的车道，实现仅对发生事故的单一事故车道进行监测，在一定程度上解决相邻车道产生的误报问题，排除相邻车道的干扰，降低误报率，满足一线交警部门实际业务需要。
s203、调整舵机旋转相应角度，雷达安装在舵机上，调整舵机旋转相应角度的目的在于使得雷达的探测方向与事故车道线平行，并对准禁区范围。也就是说，在所述利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围之前，如图3-4所示，利用图像处理技术(例如图像识别技术)对摄像头采集的交通事故现场的路面图像进行像素分割，提取出事故车道线信息(例如图3中的左侧事故车道线和右侧事故车道线)，然后根据事故车道线信息和雷达的主侦测方向调整舵机旋转相应角度，使得雷达的主侦测方向与所述事故车道线方向平行，并对准所述禁区范围，解决了现有技术中雷达与事故车道难以平行，雷达与事故车道之间的角度偏差降低雷达侦测精度的技术问题，使得雷达的主瓣方向在水平分量变小，提升雷达的侦测精度。
s204、雷达侦测。需要说明的是，本申请中的雷达可采用多通道一发多收或多发多收的多目标雷达，该雷达具有更高的距离测量精度和方位测量精度。具体地，在图5所示的指定坐标系中，以雷达所在的位置为原点o2，以与x轴平行的方向为x2轴，以与x2轴垂直的方向为y2轴建立极坐标系x2oy2；o2在直角坐标系x1oy1中的坐标已知。当雷达监测到车辆a的距离信息ρ，车辆的方位信息θ，即车辆a的极坐标为(ρ，θ)，根据极坐标与直角坐标转换原理，可以将a(ρ，θ)转换为a(x，y)。
s205、判断是否有车辆进入禁区范围？判断s204中得到的a(x，y)是否在禁区直角坐标范围内，若是，则执行s206；若否，则执行s207。
s206、进行预警处理。
s207、忽略旁侧车道过车信息，不进行预警处理。
需要说明的是，在实际应用中可以将摄像头所在的位置和雷达所在的位置认为是同一点o，如图6所示，直接以o为原点，禁区的下边沿pq所在的直线为x轴，与x轴垂直的方向为y轴建立坐标系，这种情况下，相当于直角坐标系和极坐标的原点重合，这样便于极坐标与直角坐标的转换，进而简化计算步骤，提升系统运行速度。
在本发明的一个实施例中，在利用雷达监测的同时，利用摄像头实时采集交通事故现场的路面图像，且在利用摄像头实时采集交通事故现场的路面图像之间，先调整摄像头的拍摄方向与所述事故车道线平行，并对准所述禁区范围，简化图像处理的运行步骤，提升系统监测精度。具体地，利用图像处理技术分析所述路面图像，利用三维投影技术确定路面图像中车辆的在如图5所示的直角坐标系中的位置坐标，并判断该车辆的直角坐标是否在禁区范围内，若是，则进行预警处理；若否，则不进行预警处理。利用雷达和摄像头对禁区范围进行双重监测，进一步提升监测精度，防止误判。
在本发明的一个实施例中，在利用雷达监测的同时，利用两个激光传感器监测是否有车辆进入禁区范围，且在利用激光传感器监测是否有车辆进入禁区范围之前，调整两个激光传感器的监测方向与所述事故车道线方向平行，并对准所述禁区范围；利用激光传感器获取车辆的距离d1，将距离d1与预设距离d0(例如150米)进行比较，若d1>d0，则不进行预警处理；若d1<d0，则进行预警处理。利用雷达和激光传感器对禁区范围进行双重监测，进一步提升监测精度，防止误判。需要说明的是，在实际应用中，采用两个激光传感器对禁区范围进行监测，足以达到最佳的监测效果，但是本申请对激光传感器的数量不进行进一步的限定。
在本发明的一个实施例中，可以通过以下几种方式进行预警处理：
(一)向移动终端(例如民警随身携带的报警器)发送预警信号，移动终端根据该报警信号进行震动或者语音提示预警。
(二)向高音报警器发送预警信号，使得高音报警器发出高音预警信号，进行蜂鸣报警。使得来往车辆的驾驶员和民警双方均可以获悉该预警信号，有利于双方同时采取防范措施，防止二次事故的发生，进一步保障人身安全。
(三)在显示屏幕上进行图像报警，例如在显示屏幕上显示车辆闯入禁区，并显示“危险”图标。
(四)向报警灯发送预警信号，启动报警灯，使得报警灯进行闪烁，使得来往车辆的驾驶员在远处就可以看到该预警信息，尤其在夜晚期间，该预警方式更加明显，效果更加。
在实际应用中，为了加强安全防范，可以同时采用上述四种预警方式，亦可根据实际需要选择相应的预警处理方式，提示民警采取相应的防护措施(例如躲避措施)，或者提示驾驶车辆及时停止危险驾驶行为，继续驶入禁区。本申请不对预警处理方式进行进一步的限定。
实施例二
图7示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测装置的结构示意图，如图7所示，所述装置包括摄像头701、雷达702、存储器704、处理器703和预警单元705；
所述摄像头701，用于采集交通事故现场的路面图像，并将所述路面图像发送至所述处理器703；
所述雷达702，用于采集交通事故现场来往车辆的方位信息和距离信息，并将所述方位信息和距离信息发送至所述处理器703；
所述存储器704，用于存储所述路面图像和所述车辆的方位信息和距离信息；
所述处理器703，用于根据所述摄像头相对于事故车道的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围；根据所述车辆的方位信息和距离信息监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围通过预警单元705进行报警处理，实现了在交警未对交通事故现场采取防护措施时，即可在逻辑中构建边界清晰的事故车道防范区域边界，提高了交通事故现场防护预警响应效率，有效避免了民警在事故现场勘察以及布设锥桶时面临的危险，避免了天气因素对现有安全防护机制的影响(例如风大导致锥桶移位带来的安全隐患)，防止民警及群众因二次事故而造成伤亡，而且提升了民警对现场勘察处置的工作效率，在一定程度上防止车辆驶入禁区。
在本发明的一个实施例中，交通事故现场监测装置上还设置有照明灯，该照明灯可配合摄像头工作，实现全天候的事故车道图像采集，而且照明灯的设计可以对来往车辆起到一定的预警作用。
在本发明的一个实施例中，所述处理器703，具体用于利用三维投影技术根据所述路面图像、摄像头自身参数、摄像头安装高度和已知事故车道宽度确定摄像头的位置信息和拍摄方向；根据摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述事故车道宽度确定禁区范围。本发明的技术方案根据事故车道宽度确定禁区范围，使得该禁区范围仅覆盖发生交通事故的车道，实现仅对发生事故的单一事故车道进行监测，在一定程度上解决相邻车道产生的误报问题，排除相邻车道的干扰，降低误报率。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括第一舵机706，所述雷达702安装在所述第一舵机706上；
所述处理器703，还用于利用图像处理技术分析所述路面图像识别事故车道线信息；根据雷达的主侦测方向与所述事故车道线的方向，控制所述第一舵机旋转相应角度，使得雷达的主侦测方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围，解决了现有技术中雷达与事故车道难以平行，雷达与事故车道之间的角度偏差降低雷达侦测精度的技术问题，使得雷达的主瓣方向在水平分量变小，提升雷达的侦测精度。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括激光传感器710和第二舵机707，所述激光传感器710安装在所述第二舵机707上，所述激光传感器710，用于采集交通事故现场来往车辆的距离，并将所述距离发送至所述处理器703；所处存储器704，还用于保存交通事故现场来往车辆的距离和距离阈值；所述处理器703，用于根据所述激光传感器710的监测方向和所述事故车道线的方向，控制所述第二舵机旋转相应角度，使得所述激光传感器710的监测方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围；以及用于判断所述距离是否大于距离阈值，若是，则进行报警处理。利用雷达和激光传感器对禁区范围进行双重监测，进一步提升监测精度，防止误判。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括第三舵机708，所述摄像头701安装在所述第三舵机708上，所述摄像头701，还用于实时采集交通事故现场的路面图像，并将所述路面图像保存在存储器704中；所述处理器703，还用于根据摄像头的拍摄方向与所述事故车道线方向调整所述第三舵机707旋转相应角度，使得所述摄像头的拍摄方向与所述事故车道线的方向平行，并对准所述禁区范围；以及用于调取所述存储器704中存储的路面图像，利用图像处理技术分析所述路面图像，监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。利用雷达和摄像头对禁区范围进行双重监测，进一步提升监测精度，防止误判。
所述装置还包括显示单元709，所述显示单元709，用于显示所述摄像头701采集到的交通事故现场的路面图像、雷达702采集到的交通事故现场来往车辆的方位信息和距离信息、以及激光传感器710采集到的交通事故现场来往车辆的距离，实现来车多目标数据显示。
在本发明的一个实施例中，可以同时利用摄像头701、雷达702和激光传感器710对是否有车辆进入禁区范围，实现对来车的雷达目标侦测、激光辅助监测以及视距运动侦测，多种技术相融合提升了设备的监测精度和可靠性，实现对闯入禁区车辆的及时响应。并且可以将摄像头701、雷达702和激光传感器710安装在同一舵机上，摄像头701的拍摄方向、雷达702的侦测方向和激光传感器710的监测方向一致。此时，只需要调整一个舵机，即可使得摄像头701的拍摄方向、雷达702的侦测方向和激光传感器710的监测方向与事故车道线平行。需要说明的是，此时，摄像头701、雷达702和激光传感器710在指定坐标系中的坐标为同一点，例如图6中的指定坐标系的原点。
需要说明的是，图7所示的交通事故现场监测装置的工作过程与图1或图2所示的交通事故现场监测方法的实施步骤对应相同或者部分相同，相同的内容不再赘述。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括功能拓展单元710，该功能拓展单元710为功能拓展预留的接口，例如该功能拓展单元710由4g通信模块和gps模块组成，可以向交通部门的云端上传自身的位置信息，有利于交警部门获取整个城市发生交通事故的位置情况，便于通过宣传渠道向大众告知发生事故的路段，提示大众行驶到相应路段注意安全行驶。也可通过该功能拓展单元710为摄像头增加号牌识别或者二次识别功能，构建动态卡口网络，提升交管部门社会综合治理及犯罪打击能力。
需要说明的是，在高速公路、快速路等路面转弯半径大、坡度小的路面场景下，可以将禁区100-200米范围近似看成平滑直线。在其他等级公路场景下，需按照《交通警察执勤执法安全防护规定》要求，将图7所示的交通事故现场监测装置700放在下坡坡顶、上坡起点或者弯道前端，以保证约200米距离的直线路段，提升主动侦测可靠性。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括无线通信模块711，处理器703通过无线通信模块711与移动终端进行交互。也就是说，当监测到有车进入禁区范围时，交通事故现场监测既可以通过自身的预警单元705进行预警，也可以将预警信号发送至移动终端进行预警。
实施例三
图8示出了根据本发明一个实施例中的一种交通事故现场安全防护监测系统的示意图，如图8所示，所述系统800包括移动终端801和如图7所示的交通事故现场监测装置700。需要说明的是，交通事故现场监测装置700可通过近场无线通信技术、蓝牙技术、zigbee技术等无线通信技术与移动终端801进行数据交互。
在本发明的一个实施例中，用户通过移动终端801向交通事故现场监测装置700发送启动、停止或操作指令，实现移动终端801对交通事故现场监测装置700的远程智能控制；当交通事故现场监测装置700监测出有车辆进入禁区范围时，交通事故现场监测装置700发送预警信号至移动终端801，启动移动终端801的预警程序进行预警，便于民警采取相应的防护措施。
移动终端801包括智能手机、智能手表、智能手环或民警随身携带的报警器等。
需要说明的是，图7所示的交通事故现场监测装置的工作过程与图1或图2所示的交通事故现场监测方法的实施步骤对应相同或者部分相同，相同的内容不再赘述。
综上所述，本发明的技术方案利用摄像头采集交通事故现场的路面图像，根据所述摄像头的位置信息、拍摄方向以及所述路面图像，确定禁区范围，并利用雷达监测是否有车辆进入所述禁区范围，如果监测到车辆进入所述禁区范围进行报警处理。相比于现有技术，本发明实现了在交警未对交通事故现场采取防护措施时，即可在逻辑中构建边界清晰的事故车道防范区域边界，提高了交通事故现场防护预警响应效率，有效避免了民警在事故现场勘察以及布设锥桶时面临的危险，避免了天气因素对现有安全防护机制的影响，防止民警及群众因二次事故而造成伤亡，而且提升了民警对现场勘察处置的工作效率，在一定程度上防止车辆驶入禁区。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围以权利要求的保护范围为准。