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专利号: 2024100295656
申请人: 徐州瑞之然建设工程有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 信号装置
更新日期:2024-11-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于车路协同的智慧交通控制系统,其特征在于:包括数据采集模块、监测模块、危险预测模块和输出模块,所述数据采集模块用于收集交通路口的相关信息;所述监测模块用于对行驶到路口的机动车和非机动车驾驶员进行监测;所述危险预测模块用于通过所述监测模块获取机动车与非机动车发生危险事故的可能性;所述输出模块用于对所述危险预测模块预测的具有碰撞风险的机动车进行提醒;

所述数据采集模块包括路口数据采集模块和历史路况收录模块,所述路口数据采集模块用于获取路口红绿灯以及警戒线的相关数据;所述历史路况收录模块用于筛选车流量大、发生事故风险率高的路口;

所述监测模块包括机动车监测模块、非机动车监测模块、摄像模块和计时单元,所述机动车监测模块用于对机动车即将行驶到路口的时间段进行监测;所述非机动车监测模块用于对非机动车驾驶员在等待红绿灯期间是否有提前穿行马路的可能,并判断非机动车驾驶员是否能够观察到路口信息;所述摄像模块用于对路口的车辆进行拍摄,获取车辆以及驾驶员的画面信息;所述计时单元用于在监测时进行计时;

所述机动车监测模块进一步包括车速检测子模块、距离检测子模块和行驶分析子模块,所述车速检测子模块用于检测车辆在路口后方的实时行驶速度;所述距离检测子模块用于检测车辆与路口的实时距离;所述行驶分析子模块用于判断车辆是否能在通行指示灯结束之前通过路口,所述非机动车监测模块包括提前穿行预测子模块和观察程度分析子模块,所述提前穿行预测子模块用于判断是否有可能提前穿行马路;所述观察程度分析子模块用于判断非机动车驾驶员是否充分观察了道路两侧的路况;

所述输出模块包括安全预警模块和提示模块,安全预警模块用于将报警信息传输至附近交警身上的预警提示器;所述提示模块用于通过机动车的车载预警器提示机动车驾驶员及时减速;

所述智慧交通控制系统的运行方法主要包括以下步骤:

步骤S1:当机动车经过路口后方底下设置的速度监测线时,机动车监测模块启动;

步骤S2:行驶分析子模块判断车辆是否能在通行指示灯结束之前通过路口,若判断机动车可以正常行驶通过路口但有碰撞风险,则通过非机动车监测模块对非机动车驾驶员进行监测;

步骤S3:非机动车监测模块通过提前穿行预测子模块判断非机动车驾驶员是否有可能提前穿行马路,若有可能,则启动观察程度分析子模块对非机动车驾驶员的注意力进行检测;

步骤S4:观察程度分析子模块对非机动车驾驶员的等待时间内的观察频率进行分析;

步骤S5:观察程度分析子模块通过摄像模块判断非机动车驾驶员是否充分观察道路两侧的路况;

步骤S6:若危险预测模块检测到有非机动车驾驶员提前穿行马路的可能且没有充分观察两边机动车车道情况,则判断有碰撞风险,通过安全预警模块将报警信息传输至附近交警身上的预警提示器并通过提示模块操控机动车的车载预警器提示机动车驾驶员及时减速;

所述步骤S2进一步包括:

步骤S21:当汽车通过设置于路口后方50米的第一条速度监测线时,速度检测子模块获取车辆的速度为V1 km/h,若V1>40,则通过输出模块立刻提示车主减速;若V1<40,预测子模块获取红绿灯从绿灯转到红灯需要F秒,汽车以此速度行驶到达路口的时间到达对侧路口的时间其中L为监测横线到路口停止线的距离,H为路口停止线到对侧路口的距离,T1和T2的单位为秒;

步骤S22:若T1≥F,速度检测子模块在汽车通过设置于路口后方30米的第二条速度监测线时获取车辆的速度为V2,若V2≥ηV1,则通过输出模块立刻提示机动车驾驶员减速,其中η为驾驶车辆正常减速的最小阈值参数,0.9<η<1;

步骤S23:若机动车监测模块判断机动车可以正常行驶通过路口;

步骤S24:若机动车监测模块判断机动车可以正常行驶通过路口但有碰撞风险,危险预测模块启动,获取非机动车监测模块对道路两侧的非机动车驾驶员的监测结果,若有碰撞风险,则通过输出模块立刻提示机动车驾驶员减速;

所述步骤S3进一步包括:

步骤S31:摄像模块通过设置于非机动车停车区正上方的摄像头拍摄非机动车驾驶员等待红绿灯的画面,通过数据库提取头盔的图像特征,根据驾驶员的头盔特征对焦非机动车驾驶员;提前穿行预测子模块以驾驶员头盔中心为原点,做一条穿过驾驶员头盔中心且与画面底部边线平行的直线为X轴,做一条穿过驾驶员头盔中心且与画面左侧边线的直线为Y轴,建立平面直角坐标系,坐标系单位边长为1,驾驶员头盔中心的坐标为(0,0);

步骤S32:摄像模块通过驾驶员头盔中心的位置为参考的平面直角坐标系获取头盔前额中心点的位置(X,Y);

步骤S33:摄像模块通过计时单元获取当前非机动车驾驶员等待红绿灯时间内n个时间点不同驾驶员头盔中心位置的头盔前额中心点实时位置(X1,Y1)、(X2,Y2)……(Xn,Yn),其中n个时间点的间隔都为t,并通过公式分别计算出每个时间点头盔前额中心点位置与Y轴正半轴的偏移弧度值并将弧度角度值的绝对值按照从小到大排列|θ1|、|θ2|......|θn|,计算驾驶员头部总偏移弧度值M=θ1+θ2......θn,若M<λ(|θ1|+|θ2|......|θn|)且提前穿行预测子模块判断非机动车驾驶员有提前穿行马路的可能,其中λ为非机动车驾驶员观察一个方向的来车后小幅度向另一个方向摆头但未进行观察的误差指数,0.8<λ<1;

所述步骤S4中,头盔前额中心点位置与Y轴正半轴的偏移弧度标准差若观察程度分析子模块判断非机动车驾驶员头部偏移无法直接观察到车辆,通过摄像模块对非机动车驾驶员的眼部观察情况进行检测,进一步判断非机动车驾驶员是否充分观察来往车辆;若观察程度分析子模块判断非机动车驾驶员充分观察到来往车辆;

所述步骤S5进一步包括:

步骤S51:摄像模块通过设置于非机动车停车区对侧绿化带的摄像头持续拍摄非机动车驾驶员等待红绿灯的画面,根据驾驶员的眼部特征对焦驾驶员左眼,并获取眼部放大画面;非机动车监测模块获取眼部放大画面后,以第一画面信息标定当前左眼眼球、内眼角和外眼角的位置,并以左眼眼球聚合中心点为原点,内眼角至外眼角线段为x轴,x轴旋转90度为Y轴,建立平面直角坐标系,坐标系单位边长为1,当前左眼眼球聚合中心点位置为(0,0);

步骤S52:摄像模块持续不断获取左眼眼球聚合中心点位置,并与第一画面信息实时缩放比对后,得到眼球聚合中心点位置(x,y);

步骤S53:观察程度分析子模块获取头盔前额中心点位置与Y轴正半轴的偏移弧度值高于时非机动车驾驶员左眼聚集实时位置(x11,y11)、(x21,y21)……(xi1,yi1),并通过公式分别计算出每个时间段眼球位置与第一画面信息标定的左眼眼球位置的偏移距离值γ11、γ21……γi1,计算驾驶员眼部总偏移角度若则判断非机动车驾驶员通过眼睛观察到道路右侧车辆情况,否则通过输出模块将降速信息传输至向左行驶的机动车驾驶员;

步骤S54:观察程度分析子模块获取头盔前额中心点位置与Y轴正半轴的偏移角度值的高于30°时非机动车驾驶员左眼聚集实时位置(x12,y12)、(x22,y22)……(xi2,yi2),其中i1+i2<n,并分别计算出每个时间段眼球位置与第一画面信息标定的左眼眼球位置的偏移距离值γ12、γ22……γi2,计算驾驶员眼部总偏移角度若则判断非机动车驾驶员通过眼睛观察到道路左侧情况,否则通过输出模块将降速信息传输至向右行驶的机动车驾驶员。