一种校园交通安全警示系统的制作方法

本发明属于计算机视觉与监控安防领域，尤其涉及一种校园交通安全警示系统。

背景技术：

随着汽车的普及化与私人化，目前在绝大部分城市中，私家车成为一种主要的交通出行方式，也带来相应的行车安全问题，特别是教职人员私家车的出现导致校园内出现了大量的行车安全问题。目前校园内行车安全问题主要是通过制度管理、加强安全教育等方法加以防范。

然而在日常生活中，大学校园由于车流量与实际市政交通相比较小，因此在校园内安装红绿灯不仅效率低下而且不具备实用性，且校园内各路口经常会被建筑物或绿化带遮挡视线，使得行人和车辆看不到岔路口相邻方向上的来车。另一方面大学校园内的行车车速又往往不在限定的车速以下，特别是外卖和快递的引入，导致校园行车与校内安全的矛盾再度升级。另外，在初高中和小学校园中，虽然校园较小，管理严格，行车速度相较于大学校园来得慢，但由于在校生的安全思想不成熟，极易发生在道路上追逐打闹的现象，在这种情况下，制度管理和安全教育显得尤为乏力。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种校园交通安全警示系统，能够给岔路口上的车辆和行人提供另一个方向上来车或行人的警示，极大地提升了校园内交通环境的安全。

一种校园交通安全警示系统，包括摄像头、视觉处理模块、预测模块、中控模块以及led显示屏；其中，摄像头安装在岔路口所连接的任意一条道路上，所述led显示屏安装在与摄像头所在道路邻接的道路上；

所述摄像头用于采集所在道路上的车辆和/或行人的图像序列；

所述视觉处理模块用于采用卷积神经网络法，从所述图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待检测目标；

所述预测模块用于根据各待检测目标在图像序列中相邻子图之间的位移，获取各待检测目标的速度、运动方向以及各待检测目标与岔路口的距离；

所述中控模块用于剔除运动方向远离岔路口的待检测目标，然后根据剩余待检测目标的速度、剩余待检测目标与岔路口的距离，获取剩余待检测目标到达岔路口的时间，并将所述时间的最小值对应的待检测目标作为待警示目标；

所述led显示屏用于在中控模块检测到待警示目标时发出预警信息。

进一步地，所述视觉处理模块用于采用卷积神经网络法，从所述图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标前，还用于采用梯度域的方法，提取所述图像序列中各子图的亮度、色彩以及纹理信息，从而识别各子图中的阴影区域，然后调整阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息，使阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息与其邻域的非阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息的对应差值在预设阈值范围内，得到去除阴影区域的图像序列，进而从去除阴影区域的图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标。

进一步地，所述预警信息为led显示屏的亮灭状态，其中，若中控模块检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏亮，若中控模块没有检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏灭。

进一步地，所述若中控模块检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏亮，具体包括：

所述中控模块根据所述待警示目标到达岔路口的时间的长短，将待警示目标的紧急程度分为三级，其中，当待警示目标到达岔路口的时间小于第一设定阈值时，待警示目标紧急程度为一级，则中控模块控制led显示屏显示为红色，当待警示目标到达岔路口的时间不小于第一设定阈值而小于第二设定阈值时，待警示目标紧急程度为二级，则中控模块控制led显示屏显示为橙色，当待警示目标到达岔路口的时间不小于第二设定阈值时，待警示目标紧急程度为三级，则中控模块控制led显示屏显示为黄色。

进一步地，所述预警信息为文字信息，其中，若中控模块检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏显示待警示目标为车辆或者行人，并显示待警示目标到达岔路口的倒计时。

进一步地，中控模块为arm处理器、单片机或数字信号处理器。

进一步地，视觉处理模块为arm处理器、单片机或数字信号处理器。

进一步地，中控模块与led显示屏通过线缆、无线网络或蓝牙进行通信。

有益效果：

本发明提供一种校园交通安全警示系统，摄像头与led显示屏分装在岔路口不同方向的道路上，通过led显示屏将摄像头所在道路上的来车和行人信息，提供给被建筑物或绿化带遮挡视线的岔路口另一个方向道路上的来车或者行人，从而达到给岔路口上的车辆和行人提供另一个方向上来车或行人的警示作用，很好地应对校园中人流量的高峰时段，对小学、中学、大学校园均有极好的适用性，极大地提升了校园内交通环境的安全。

附图说明

图1为本发明提供的一种校园交通安全警示系统的系统框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种校园交通安全警示系统的系统框图。一种校园交通安全警示系统，包括摄像头、视觉处理模块、预测模块、中控模块以及led显示屏；其中，摄像头安装在岔路口所连接的任意一条道路上，所述led显示屏安装在与摄像头所在道路邻接的道路上。

所述摄像头用于采集所在道路上的车辆和/或行人的图像序列。

所述视觉处理模块用于采用卷积神经网络法，从所述图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待检测目标。

需要说明的是，当车辆和/或行人距离岔路口15～20m时，摄像头对道路上的车辆和/或行人具有较好的采集效果，使视觉处理模块能够从图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标。

需要说明的是，视觉处理模块用于采用卷积神经网络法，从所述图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标前，已经根据事先获取的图像序列样本，建立车辆与行人目标特征集，采用卷积神经网络法对车辆与行人进行分类训练，得到了能够从图像序列各子图中提取车辆和/或行人作为待测目标的神经网络模型。

可选的，为了提高从所述图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标的准确度，可以在提取前，去除图像序列中的各子图的阴影区域。下面给出去除图像序列中阴影区域的一种实现方式。

所述视觉处理模块采用梯度域的方法，提取所述图像序列中各子图的亮度、色彩以及纹理信息，从而识别各子图中的阴影区域，然后调整阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息，使阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息与其邻域的非阴影区域的亮度、色彩以及纹理信息的对应差值在预设阈值范围内，得到去除阴影区域的图像序列，进而从去除阴影区域的图像序列中提取各子图的车辆和/或行人作为待测目标。

所述预测模块用于根据各待检测目标在去除阴影区域的图像序列中相邻子图之间的位移，获取各待检测目标的速度、运动方向以及各待检测目标与岔路口的距离。

需要说明的是，由于图像序列中相邻子图之间的时间间隔是固定的，则获取各待检测目标在相邻子图之间的位移，就能够得到各待检测目标的速度。进一步地，在计算任意一个待检测目标的位移时，可以选取将该待检测目标的其中一个特征点，并将该特征点在多对相邻子图之间位移，即在两帧子图中移动的像素点个数的平均值，作为计算该待检测目标的速度时采用的最终位移。

所述中控模块用于剔除运动方向远离岔路口的待检测目标，然后根据剩余待检测目标的速度、剩余待检测目标与岔路口的距离，获取剩余待检测目标到达岔路口的时间，并将所述时间的最小值对应的待检测目标作为待警示目标。

需要说明的是，运动方向远离岔路口的情况，包括车辆在岔路口前掉头、行人未走向岔路口而是横穿摄像头所在道路或者行人往远离岔路口方向行走的情况等。

所述led显示屏用于在中控模块检测到待警示目标时发出预警信息。

为了进一步明确危险和紧急的程度，可以通过控制led显示屏显示不同的颜色或文字信息，提示岔路口上的车辆和/或行人，在相邻方向，即摄像头安装的道路上的来车和行人情况。

可选的，所述预警信息为led显示屏的亮灭状态，其中，若中控模块检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏亮，若中控模块没有检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏灭。

进一步地，所述中控模块根据所述待警示目标到达岔路口的时间的长短，将待警示目标的紧急程度分为三级，其中，当待警示目标到达岔路口的时间小于第一设定阈值时，待警示目标紧急程度为一级，则中控模块控制led显示屏显示为红色，当待警示目标到达岔路口的时间不小于第一设定阈值而小于第二设定阈值时，待警示目标紧急程度为二级，则中控模块控制led显示屏显示为橙色，当待警示目标到达岔路口的时间不小于第二设定阈值时，待警示目标紧急程度为三级，则中控模块控制led显示屏显示为黄色。

可选的，所述预警信息为文字信息，其中，若中控模块检测到待警示目标，则中控模块控制led显示屏显示待警示目标为车辆或者行人，并显示待警示目标到达岔路口的倒计时。

可选的，中控模块与led显示屏通过线缆、无线网络或蓝牙进行通信。

可选的，对于视觉处理模块、预测模块以及中控模块本实施例中不做具体限定，其具体类型可以为arm(advancedriscmachines，精简指令集芯片)处理器、单片机或dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理器)等。

需要说明的是，视觉处理模块、预测模块以及中控模块可以与摄像头集成安装在一起，也可以与led显示屏集成安装在一起。

本实施例提供一种校园交通安全警示系统，将摄像头安装于校园的各个路口，将视觉处理模块用于提取车辆的车牌号码，中控模块对识别到的车牌号码进行标记和存储，从而获取车辆在校园内行驶的运动轨迹。当所述安全警示系统检测到异常轨迹时，反馈给学校监控室或者保卫处，由自然人来判别其危险性，提前做出反应，防止校外人员与校外来车对校内安全产生威胁。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。