CN102693637A

CN102693637A - 十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯

Info

Publication number: CN102693637A
Application number: CN2012101915865A
Authority: CN
Inventors: 方遒; 刘继承
Original assignee: Beijing Union University
Current assignee: Beijing Union University
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2032-06-12
Also published as: CN102693637B

Abstract

本发明涉及一种十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯,包括：摄像设备，用于拍摄十字路口人行横道实时视频画面；信号灯控制单元,用于利用模式识别算法分析所述实时视频画面,识别人行横道区域中是否正在有行人通行,并根据识别结果向右转提示灯发送控制信号；右转提示灯，设置于十字路口右转车道前方，根据所述控制信号点亮或熄灭，从而能够针对前方人行横道是否有行人通行向右转车辆的驾驶司机提供可视化提示，以便司机做出是否减速让行的预判，从而改善了右转车辆和行人之间的抢行状况，有利于维护交通安全。

Description

十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯

技术领域

本发明涉及交通安全技术领域，更具体地，涉及一种十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯。

背景技术

在各类机动车辆日益增加的今天，各类提示信号灯对维护交通安全、保持行车通畅发挥着越来越重要的作用。特别是在十字路口处，为了协调直行、左转、右转方向机动车辆以及横穿马路行人的通行，需要多个交通提示灯的相互配合。图1表示了现有的典型十字路口交通提示灯和车辆、行人流向。当南北方向的行车提示灯10、11的直行灯、左转灯均为红灯时，此时沿南北向直行和左转的车辆20均停止行驶；此时东西方向人行横道两侧的行人提示灯12、13均转为绿灯状态，东西向的行人30开始沿人行横道通行。

在十字路口通行方面，一个突出问题在于行人30与右转车辆40的关系无法协调。因为按照交通规则，在行人提示灯12、13均为绿灯的状态下，右转车辆40仍然不受限制地继续右转行驶，此时在人行横道上就出现了行人30与右转车辆40的通行冲突。虽然在理论上行人享有通行优先权，右转车辆40应该对人行横道上的行人30实行避让，但是在现实生活中，人行横道上行人与右转车辆相互“抢行”的现象十分普遍，已经成为交通事故的一大隐患，甚至出现过由于车辆右转时不减速而与行人在人行横道上发生碰撞的伤亡事故。造成这种现象的一个主要原因在于右转车辆40的驾驶司机由于视野范围有限以及受到前方车辆阻挡，往往不能观察到人行横道的行人状况，只能一味尾随前方车辆行驶，而不能对是否需要减速让行做出预判。而现有交通提示灯系统功能并不完善，不能对右转车辆40是否应减速避让行人进行有效提示，加剧了十字路口右转车辆与行人之间的无序状况，对十字路口的交通安全和顺畅造成了不利影响。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯，能够针对前方人行横道是否有行人通行向右转车辆的驾驶司机提供可视化提示，以便司机做出是否减速让行的预判，从而改善了右转车辆和行人之间的抢行状况，有利于维护交通安全。

本发明所述的十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯,包括用于拍摄十字路口人行横道实时视频画面的摄像设备,其特征在于,还包括:

信号灯控制单元,用于利用模式识别算法分析所述实时视频画面,识别人行横道区域中是否正在有行人通行,并根据识别结果向右转提示灯发送控制信号；

右转提示灯，设置于十字路口右转车道前方的空中，根据所述控制信号点亮或熄灭。

作为优选地，所述摄像设备通过云台以一定高度固定在人行横道一侧。

作为优选地，所述信号灯控制单元包括：

视频接收单元，用于接收摄像设备拍摄的所述实时视频画面并暂存为画面序列；

区域提取单元，根据预设的人行横道位置坐标，从所述画面序列的每幅视频画面中提取人行横道所在区域；

运动检测单元，用于检测人行横道所在区域内的运动对象区域；

特征提取单元，提取各运动对象区域的特征向量组；

模式识别单元，根据所述特征向量组识别各运动对象区域是否表示行人并输出识别结果；

控制单元，根据所述识别结果向所述右转提示灯发送所述控制信号。

进一步优选地，当人行横道所在区域中具有被识别为行人的运动对象区域时，所述控制单元通过控制信号指示右转提示灯点亮；当一定时间内画面序列中的多个连续画面中人行横道所在区域内均不具有被识别为行人的运动对象区域时，所述控制单元通过控制信号指示右转提示灯熄灭。

进一步优选地，所述信号灯控制单元还包括：预处理单元，用于对所述画面序列中的视频画面进行滤波处理以消除噪声干扰。

进一步优选地，所述运动检测单元通过将人行横道所在区域的运动画面与参考背景画面实行减法运算检测所述运动对象区域。

进一步优选地，所述特征提取单元以所述运动对象区域的中心点为起点取得中心点到边界的特征向量组。

进一步优选地，所述右转提示灯通过有线或无线连接所述信号灯控制单元并接收所述控制信号。

本发明的工作原理是利用模式识别与智能控制技术，从摄像设备拍摄的人行横道视频画面中识别行人，从而自动判断十字路口处的人行横道上是否有行人正在通行，如果有行人通行则点亮右转车道正前方空中的右转提示灯，提示右转车辆减速避让，从而改善了右转车辆和行人之间的抢行状况，有利于维护交通安全，同时有助于保持右转车道的高效畅通。

附图说明

图1是现有技术中的十字路口交通提示灯和车辆、行人流向示意图；

图2是本发明实施例的十字路口交通提示灯和车辆、行人流向示意图；

图3是本发明实施例的右转车辆避让行人提示信号灯结构示意图；

图4是人行横道视频画面的区域分割示意图；

图5A是人行横道参考背景画面示意图；

图5B是从人行横道视频画面中识别的运动对象区域示意图；

图6是运动对象区域的特征向量组示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施方式并配合附图详予说明。

图2是十字路口交通提示灯和车辆、行人流向示意图，该图表示了安装本发明的提示信号灯之后十字路口交通提示灯和车辆、行人流向。如图2所示，当南北方向的行车提示灯10、11的直行灯、左转灯均为红灯时，此时沿南北向直行和左转的车辆20均停止行驶；与之同步地，东西方向人行横道两侧的行人提示灯12、13均转为绿灯状态，东西向的行人30开始沿人行横道通行。此时，由西向南方向右转以及由南向东方向右转的右转车辆40继续保持右转行驶，从而造成了行人30和右转车辆40同时穿越人行横道的局面。

与现有技术不同之处在于，本发明在该十字路口处安装了右转车辆避让行人提示信号灯50，利用该信号灯系统自动化、智能化、可视化地提前提示右转车辆40的司机在前方人行横道上是否有行人30正在穿行。如图2所示，本发明所述十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯50具体包括摄像设备501、信号灯控制单元502和右转提示灯503。摄像设备501对准人行横道，用于拍摄人行横道的实时视频画面。信号灯控制单元502接收摄像设备501采集的实时视频画面，利用模式识别算法分析该实时视频画面，判断人行横道区域中是否正在有行人通行。根据判断结果，信号灯控制单元502自动向右转提示灯503发送控制信号，控制右转提示灯503点亮或熄灭。右转提示灯503与传统的行车提示灯10、14一起设置，悬挂于十字路口右转车道前方的空中；如图2所示，对于西向南方向的右转车辆40，其驾驶司机在进入右转之前，就可以非常容易地远距离观察到与行车提示灯14共同悬挂的右转提示灯503；相类似地，南向东方向的右转车辆40的司机可以远距离观察与行车提示灯10共同悬挂的右转提示灯503的状态。如果右转提示灯503点亮，说明此时人行横道上正有行人30通行，右转车辆40的司机可根据这一提示提前进行减速避让的准备，防范人车碰撞事故；相反，如果右转提示灯503熄灭，则说明此时人行横道上没有行人通过，右转车辆40可保持车速进行右转，有利于提高通行效率，避免右转车道发生不必要的拥堵。

图3是本发明实施例的右转车辆避让行人提示信号灯结构示意图。摄像设备501可以采用交通设施中常用的监控摄像机，其通过云台固定在人行横道一侧，具有一定高度的支架上并对人行横道的整体场景进行拍摄，取得表示人行横道交通场景的实时视频画面。

信号灯控制单元502是本系统的核心单元，用于实现模式识别和智能控制等功能，具体包括以下部件：视频接收单元502a，接收摄像设备501拍摄的所述实时视频画面并暂存为画面序列。预处理单元502b，对画面序列中的视频画面进行滤波处理，从而消除随机噪声的干扰，提高模式识别的可靠性。区域提取单元502c，根据预设的人行横道位置坐标从画面序列的每幅视频画面中提取人行横道所在区域，如图4所示，摄像设备501所拍摄的每幅视频画面为A，则区域提取单元502c根据预设的人行横道位置坐标从视频画面中提取虚线之间的人行横道区域A’用于后续处理；实行区域提取可以减小后续处理的运算量，也防止人行横道以外的运动物体对模式识别结果造成不利影响。运动检测单元502d将人行横道区域A’的运动画面与参考背景画面实行减法运算，检测区域A’内的运动对象区域；图5A是无任何运动物体时的人行横道区域画面，预存储在信号灯控制单元502内作为所述参考背景画面；图5B的区域B1、B2、B3表示将人行横道区域A’的运动画面与参考背景画面实行减法运算所检测到的三个运动对象区域。特征提取单元502e用于提取各运动对象区域的特征向量组；如图6所示，分别以运动对象区域的中心点为起点，取得中心点到边界的特征向量，从而分别获得区域B1、B2、B3的特征向量组。模式识别单元502f接收特征提取单元502e输出的关于运动区域B1、B2、B3的特征向量组，将其与预存储的行人特征向量模型进行匹配，从而识别运动对象区域B1、B2、B3中是否表示行人，输出运动对象是否是行人的识别结果；在本实施例中，通过识别可以判断运动对象区域B1、B3均表示行人。控制单元502g根据模式识别单元502f的识别结果，向右转提示灯503输出控制信号，当人行横道区域A’中具有被识别为行人的运动对象时，控制信号指示右转提示灯503点亮；反之，如果一定时间内画面序列中的多个连续画面中,人行横道区域A’中均不具有被识别为行人的运动对象时，控制信号指示右转提示灯503熄灭。

右转提示灯503通过有线或者无线连接信号灯控制单元502，待接收到所述控制信号后，根据该指令点亮或熄灭。右转车辆40的司机可以远距离观察右转提示灯503的状态，根据右转提示灯503决定减速避让或保持车速。

在本发明中，右转提示灯503根据信号灯控制单元502的模式识别结果而点亮或熄灭，独立于人行横道两侧的行人提示灯12、13。因此，当行人提示灯12、13转为红灯时，如果仍有行人30滞留在人行横道区域内，则基于信号灯控制单元502的模式识别结果，右转提示灯503仍然保持点亮状态，继续提示右转车辆注意避让行人，直至行人30完全撤出人行横道后才会熄灭。

可见，本发明利用模式识别与智能控制技术，自动判断十字路口处的人行横道上是否有行人正在通行，如果有行人通行则亮灯提示右转车辆减速避让，从而改善了右转车辆和行人之间的抢行状况，有利于维护交通安全，同时有助于保持右转车道的高效畅通。

本发明的摄像设备可以利用十字路口已有的监控摄像设备，只需要在现有信号灯的基础上加装右转提示灯，并且设置相应的信号灯控制单元，即可以实现本发明，因此便于对现有十字路口交通管理系统进行升级改造，最大程度节约了建设成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种十字路口处右转车辆避让行人提示信号灯,包括用于拍摄十字路口人行横道实时视频画面的摄像设备,其特征在于,还包括:

右转提示灯，设置于十字路口右转车道前方，根据所述控制信号点亮或熄灭。

2.根据权利要求1所述的提示信号灯，其特征在于，所述摄像设备通过云台以一定高度固定在人行横道一侧。

3.根据权利要求1或2所述的提示信号灯，其特征在于，所述信号灯控制单元包括：

特征提取单元，提取各运动对象区域的特征向量组；

4.根据权利要求1-3中任一项所述的提示信号灯，其特征在于，当人行横道所在区域中具有被识别为行人的运动对象区域时，所述控制单元通过控制信号指示右转提示灯点亮；当一定时间内画面序列中的多个连续画面中人行横道所在区域内均不具有被识别为行人的运动对象区域时，所述控制单元通过控制信号指示右转提示灯熄灭。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的提示信号灯，其特征在于，所述信号灯控制单元还包括：

预处理单元，用于对所述画面序列中的视频画面进行滤波处理以消除噪声干扰。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的提示信号灯，其特征在于，所述运动检测单元通过将人行横道所在区域的运动画面与参考背景画面实行减法运算检测所述运动对象区域。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的提示信号灯，其特征在于，所述特征提取单元以所述运动对象区域的中心点为起点取得中心点到边界的特征向量组。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的提示信号灯，其特征在于，所述右转提示灯通过有线或无线连接所述信号灯控制单元并接收所述控制信号。