CN106023649B - 基于wave通信的行人闯红灯警示系统及方法 - Google Patents

基于wave通信的行人闯红灯警示系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统及方法，该系统包括行人闯红灯警示信息发送装置和行人闯红灯警示信息接收装置，两者通过WAVE通信。所述行人闯红灯警示信息发送装置包括第一控制模块、第一定位模块、摄像头图像采集模块、WAVE发送模块、存储模块；所述行人闯红灯警示信息接收装置包括第二控制模块、第二定位模块、WAVE接收模块、报警模块和车载OBD模块。本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统及其方法有效避免了车辆驾驶者由于视距范围受限、驾驶疲劳而无法及时发现前方行人闯红灯的情况，保证驾驶者有足够的时间应对前方行人闯红灯的状况，以及非常紧急情况下车辆自动减速及刹车，从而提高了车辆行驶的安全性；且结构简单，易于与现有智能交通系统相融合。

Description

基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统及方法
技术领域
本发明属于汽车及道路交通安全技术领域，涉及一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统及方法。
背景技术
我国是世界上交通事故发生最严重的国家之一。道路交通事故伴随着交通运输业的发展应运而生，近年来，随着机动车保有量的增加，交通事故有愈演愈烈的趋势。自20世纪70年代以来，我国交通事故死亡率总体呈上升趋势，10万人口死亡率一直攀升。2001年，我国公安交通部门共受理交通事故案件75.5万起，因道路交通事故造成死亡的人数首次突破10万人，54.6万人受伤，造成直接经济损失30.9亿元，达到历史最高峰，造成社会财富的极大浪费。此外，北京、上海作为我国特大型城市，发生交通事故量在全国处于前列。因城市交通拥挤，交通冲突点多，因此事故量大，但由于城市交通运行速度相对较低，这两市交通建设的快速发展以及交通管理设施的改善，使死亡人数降低。但事故量大，反应了交通冲突量大，违章现象多，潜在事故可能性增大。
城市道路交通迅速发展，道路交通中车辆人流也不断增加，行人闯红灯行为影响了交通道路交通安全，造成交通堵塞，为了提高城市交通效率和保障人民群众的生命财产安全，需要对行人闯红灯行为进行检测识别，并相应的做一些交通安全警示措施，防止交通事故的产生。通过对视频图像的处理进行行人闯红灯行为判断是最直接有效的方法。然后结合车联网的车车、车路通信，实现把灾难提前警告的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于WAVE(Wireless Access in Ve-hicular Environment)通信的行人闯红灯警示系统及方法，能够提高行人的出行安全和驾驶人的行车安全。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统，该系统包括行人闯红灯警示信息发送装置(1)和行人闯红灯警示信息接收装置(2)，二者通过WAVE(Wireless Access in Ve-hicular Environment)进行通信；
所述行人闯红灯警示信息发送装置(1)设置于交通灯斑马线两侧，包括第一定位模块(11)、用户配置模块(12)、摄像头图像采集模块(13)、存储模块(14)、第一控制模块(15)和WAVE发送模块(16)；所述第一定位模块(11)用于接收当前交通灯斑马线的位置信息，并将当前位置信息发送至第一控制模块(15)；所述用户配置模块(12)用于把当前位置交通灯调度信息输入到第一控制模块(15)；所述摄像头图像采集模块(13)用于实时采集斑马线上的行人图像信息，并发送至第一控制模块(15)；所述存储模块(14)用于存储行人闯红灯时摄像头采集的图像信息；第一控制模块(15)结合交通灯信息为红灯时摄像头采集的图像信息，判断有无行人闯红灯，如果有，将行人闯红灯警示信息以及此交通灯位置信息发送至WAVE发送模块(16)，WAVE发送模块(16)将第一控制模块(15)传送过来的行人闯红灯警示信息和交通灯位置信息广播给将要通过此交通灯的车辆；
所述行人闯红灯警示信息接收装置(2)包括第二定位模块(21)、WAVE接收模块(22)、第二控制模块(23)、车载OBD模块(24)和报警模块(25)；所述WAVE接收模块(22)用于接收行人闯红灯警示信息和交通灯位置信息，并将其发送至第二控制模块(23)；所述第二控制模块(23)用于比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块(25)；若距离不可控，则触发车载OBD模块(24)，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理；所述车载OBD模块(24)用于实现在第二控制模块(23)的控制下出现行驶车辆距离行人过近时直接控制车辆紧急刹车，充分保证驾驶员与行人的生命安全。
进一步，所述行人闯红灯警示信息发送装置(1)还包括显示模块，能够通过触摸输入的方式来输入交通灯调度信息。
进一步，所述行人闯红灯警示信息接收装置(2)还包括显示模块，用于在地图上实时显示前方行人闯红灯处交通灯位置信息。
本发明还提供了一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过位置定位装置获取斑马线交通灯的位置信息；
步骤二：通过设置在斑马线处的摄像头图像采集模块实时获取斑马线的行人信息；
步骤三：结合交通灯信息与获取的斑马线行人图片信息进行分析计算，判断是否有行人闯红灯的情况发生；
步骤四：如果有行人闯红灯情况发生就通过WAVE通信模块向附近的车辆广播行人闯红灯警示信息与斑马线交通灯的位置信息；
步骤五：基于WAVE接收行人闯红灯警示信息以及行人闯红灯处斑马线交通灯位置信息；
步骤六：获取车辆当前的位置信息；
步骤七：比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块；若距离不可控，则触发车载OBD模块，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理。
进一步，在该方法中，通过语音播放前方有行人闯红灯紧急信息以及屏幕地图显示行人闯红灯处的斑马线交通灯位置信息。
本发明的有益效果在于：1)有效避免了车辆驾驶者由于注意力不集中或处于疲惫状态、在夜间、大雾或大雨等恶劣天气条件下、弯道遮挡等情况，视距范围受限而无法及时发现前方有行人闯红灯的情况，保证驾驶者有足够的时间应对前方行人闯红灯的状况，甚至实在距离不可控的情况，由车身自主刹车避免事故的发生，从而提供了车辆行驶的安全；2)警示距离远，通常在1000米左右；3)结构简单，易于与现有的智能交通系统相融合。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统的结构示意图；
图2为本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示信息发送方法的流程图；
图3为本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示信息接收方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参照图1，本发明提供的基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统包括行人闯红灯警示信息发送装置1和行人闯红灯警示信息接收装置2。
在本实施例中，行人闯红灯警示信息发送装置1设置于交通灯斑马线两侧，包括第一定位模块11、用户配置模块12、摄像头图像采集模块13、存储模块14、第一控制模块15、WAVE发送模块16。其中，第一定位模块11、用户配置模块12、摄像头图像采集模块13、存储模块14和WAVE发送模块16均与第一控制模块15相连。
第一定位模块11用于接收斑马线交通灯的当前位置信息，并将该当前位置信息发送至第一控制模块15。在本发明的一个优选实施例中，第一定位模块为GPS/北斗模块，采用的是u-blox M8,能够同时获取和跟踪不同的GNSS(全球导航卫星)系统：并行接收GPS(QZSS)和GLONASS或BeiDou。此平台适用于即使在GPS信号差的环境下(尤其是城市峡谷)都需要最高可用性和准确性的高性能应用。此外，u-blox M8还提供超长A-GNSS功能，确保数据全面、可靠。
用户配置模块12用于根据交通灯的调度信息，发送交通灯调度信息至第一控制模块15。在本发明的一个优选实施例中，用户配置模块包括显示模块，通过触摸方式来输入交通灯调度信息。
摄像头图像采集模块13用于采集斑马线行人图片信息与视频信息。发送至第一控制模块15，如采集斑马线行人闯红灯图片与由于行人闯红灯酿成的交通事故视频信息。
存储模块14用于存储斑马线行人图片与视频信息。如存储斑马线行人闯红灯图片与由于行人闯红灯酿成的交通事故视频信息。
第一控制模块15用于将接收到的行人闯红灯的斑马线交通灯位置信息和行人闯红灯警示信息发送WAVE模块16。
WAVE发送模块16用于将控制模块传送过来的行人闯红灯的斑马线交通灯位置信息和行人闯红灯警示信息周期性地广播出去。其中，广播频率可人为设定。该WAVE模块是一个完整的符合IEEE802.11p标准的双天线广播通信设备，集成了链路层，MAC层，物理层和5.9GHz射频前端。在本实施例中，它是一个贴片式安装的模块，只需要连接5.9GHz天线，USB连接到第一控制模块15。模块可工作于5.850～5.925GHZ的频率范围内，支持IEEE802.11P/1609协议，传输速率达到13.5Mb/s，包含主控模块及射频模块。
优选地，行人闯红灯警示信息发送装置还包括电源模块，用于行人闯红灯警示信息发送装置1中的各个模块供电，该电源为蓄电池或干电池。
行人闯红灯警示信息接收装置2设置于车辆上，包括第二定位模块21、WAVE接收模块22、第二控制模块23、车载OBD模块24和报警模块25。
第二定位模块21用于接收车辆的当前位置信息，并将车辆的当前位置信息发送至第二控制模块23。在本发明的一个优选实施例中，第二定位模块为GPS/北斗模块，采用的是u-bloxM8,能够同时获取和跟踪不同的GNSS(全球导航卫星)系统：并行接收GPS(QZSS)和GLONASS或BeiDou。此平台适用于即使在GPS信号差的环境下(尤其是城市峡谷)都需要最高可用性和准确性的高性能应用。此外，u-blox M8还提供超长A-GNSS功能，确保数据全面、可靠。
WAVE接收模块22用于接收行人闯红灯警示信息和交通灯位置信息。其中，广播频率可人为设定。该WAVE模块是一个完整的符合IEEE802.11p标准的双天线广播通信设备，集成了链路层，MAC层，物理层和5.9GHz射频前端。它是一个贴片式安装的模块，只需要连接5.9GHz天线，USB连接到控制模块23。模块可工作于5.850～5.925GHZ的频率范围内，支持IEEE802.11P/1609协议，传输速率达到13.5Mb/s，包含主控模块及射频模块。
第二控制模块23用于比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块；若距离不可控，则触发车载OBD模块，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理。
车载OBD模块24用于在第二控制模块23的控制下进行行车紧急制动。在本发明的一个优选实施例中，车载OBD模块支持全部OBD2协议和ISO及SAE的12种常规的汽车通讯协议，能够与现有的乘用车的ECU和各种控制模块进行通讯，所有数据以10进制ASCII码回传。
报警模块25用于在第二控制模块23的控制下发出报警信号。在本发明的一个优选实施例中，报警模块以声音播报的形式来提醒驾驶者注意前方行人闯红灯，以便驾驶者能够采取相应的措施。具体地，报警模块可采用声音报警器等等。在本发明的另一优选实施例中，报警模块25包括语音播放器，控制模块23将行人闯红灯的斑马线交通灯的位置信息和行人闯红灯警示信息传送到报警模块25后，报警模块25通过播放行人闯红灯的斑马线交通灯的位置信息和行人闯红灯警示信息的方式来提醒驾驶者。
优选地，行人闯红灯警示信息接收装置2中还包括显示模块，用于在地图上实时显示前方行人闯红灯的位置信息和警示信息。具体地，汽车行驶时，显示模块在控制模块的控制下显示汽车当前行驶区域的地图。当报警模块25触发时，在地图上高亮显示行人闯红灯位置信息和警示信息。优选地，该显示屏可采用已有的车载显示屏。优选地，行人闯红灯警示信息接收装置还包括电源模块，用于行人闯红灯警示信息接收装置2中的各个模块供电，该电源为蓄电池或干电池。
在上述基于WAVE的道路施工警示系统中，前方行人闯红灯时，行驶车辆通过车载的行人闯红灯警示信息接收模块接收安置于斑马线两侧的行人闯红灯警示信息发送模块发送过来的行人闯红灯的当前位置信息和警示信息，并判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线上，若距离可控，则触发报警模块；若距离不可控，则触发车载OBD模块，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理。
参照图2，本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示信号发送方法包括以下步骤：
步骤S11：获取当前斑马线交通灯的位置信息。
其中，采用GPS定位模块/北斗定位模块采用的是u-blox M8,能够同时获取和跟踪不同的GNSS(全球导航卫星)系统：并行接收GPS(QZSS)和GLONASS或BeiDou。此平台适用于即使在GPS信号差的环境下(尤其是城市峡谷)都需要最高可用性和准确性的高性能应用。此外，u-blox M8还提供超长A-GNSS功能，确保数据全面、可靠。
步骤S12：根据当前交通灯的调度信息以及斑马线上行人状态信息，获取行人闯红灯警示信息。
在本发明的一个优选实施例中，在显示模块上通过触摸的方式输入交通灯调度信息以及在摄像头图像采集模块采集的行人在斑马线的状态信息。
步骤S13：基于WAVE将行人闯红灯的位置信息和警示信息广播出去。其中，将行人闯红灯的位置信息和警示信息广播出去。广播频率可人为设定。
参照图3，本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示信息接收方法包括以下步骤：
步骤S21：基于WAVE接收行人闯红灯警示信息以及行人闯红灯处斑马线交通灯位置信息。其中，行人闯红灯警示信息和当前位置信息告知驾驶者行人闯红灯是在哪个交通灯以及在行驶路线上距离行人闯红灯的交通灯位置大概为多少，以便驾驶者才去相应的措施来避免可能出现的交通事故。
步骤S22：获取车辆当前的位置信息。其中，采用GPS定位模块/北斗定位模块采用的是u-blox M8,能够同时获取和跟踪不同的GNSS(全球导航卫星)系统：并行接收GPS(QZSS)和GLONASS或BeiDou。此平台适用于即使在GPS信号差的环境下(尤其是城市峡谷)都需要最高可用性和准确性的高性能应用。此外，u-blox M8还提供超长A-GNSS功能，确保数据全面、可靠。
步骤S23：比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块；若距离不可控，则触发车载OBD模块，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理。
综上所述，本发明的基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统极其方法有效避免了车辆驾驶者由于注意力不集中或处于疲惫状态、在夜间、大雾或大雨等恶劣天气条件下、弯道遮挡等情况，视距范围受限而无法及时发现前方有行人闯红灯的情况，保证驾驶者有足够的时间应对前方行人闯红灯的状况，甚至实在距离不可控的情况，由车身自主刹车避免事故的发生，从而提供了车辆行驶的安全；警示距离远，通常在1000米左右；结构简单，易于与现有的智能交通系统相融合。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统，其特征在于：该系统包括行人闯红灯警示信息发送装置(1)和行人闯红灯警示信息接收装置(2)，二者通过WAVE(Wireless Accessin Ve-hicular Environment)进行通信；
所述行人闯红灯警示信息发送装置(1)设置于交通灯斑马线两侧，包括第一定位模块(11)、用户配置模块(12)、摄像头图像采集模块(13)、存储模块(14)、第一控制模块(15)和WAVE发送模块(16)；所述第一定位模块(11)用于接收当前交通灯斑马线的位置信息，并将当前位置信息发送至第一控制模块(15)；所述用户配置模块(12)用于把当前位置交通灯调度信息输入到第一控制模块(15)；所述摄像头图像采集模块(13)用于实时采集斑马线上的行人图像信息，并发送至第一控制模块(15)；所述存储模块(14)用于存储行人闯红灯时摄像头采集的图像信息；第一控制模块(15)结合交通灯信息为红灯时摄像头采集的图像信息，判断有无行人闯红灯，如果有，将行人闯红灯警示信息以及此交通灯位置信息发送至WAVE发送模块(16)，WAVE发送模块(16)将第一控制模块(15)传送过来的行人闯红灯警示信息和交通灯位置信息广播给将要通过此交通灯的车辆；
所述行人闯红灯警示信息接收装置(2)包括第二定位模块(21)、WAVE接收模块(22)、第二控制模块(23)、车载OBD模块(24)和报警模块(25)；所述WAVE接收模块(22)用于接收行人闯红灯警示信息和交通灯位置信息，并将其发送至第二控制模块(23)；所述第二控制模块(23)用于比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块(25)；若距离不可控，则触发车载OBD模块(24)，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理；所述车载OBD模块(24)用于实现在第二控制模块(23)的控制下出现行驶车辆距离行人过近时直接控制车辆紧急刹车，充分保证驾驶员与行人的生命安全；
所述行人闯红灯警示信息发送装置(1)还包括显示模块，能够通过触摸输入的方式来输入交通灯调度信息；
所述第一定位模块为GPS/北斗模块，采用的是u-blox M8,能够同时获取和跟踪不同的GNSS系统，并行接收GPS和GLONASS或BeiDou信号；
所述行人闯红灯警示信息接收装置(2)还包括显示模块，用于在地图上实时显示前方行人闯红灯处交通灯位置信息。
2.适用于权利要求 1所述的一种基于WAVE通信的行人闯红灯警示系统的警示方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：通过位置定位装置获取斑马线交通灯的位置信息；
步骤二：通过设置在斑马线处的摄像头图像采集模块实时获取斑马线的行人信息；
步骤三：结合交通灯信息与获取的斑马线行人图片信息进行分析计算，判断是否有行人闯红灯的情况发生；
步骤四：如果有行人闯红灯情况发生就通过WAVE通信模块向附近的车辆广播行人闯红灯警示信息与斑马线交通灯的位置信息；
步骤五：基于WAVE接收行人闯红灯警示信息以及行人闯红灯处斑马线交通灯位置信息；
步骤六：获取车辆当前的位置信息；
步骤七：比对行驶车辆的位置信息与行人闯红灯处的交通灯位置信息，判断行人是否位于行驶车辆当前的行驶路线，若距离可控，则触发报警模块；若距离不可控，则触发车载OBD模块，让汽车紧急刹车；若不是行人闯红灯警示信息，则不做处理。
3.根据权利要求2所述的警示方法，其特征在于：在该方法中，通过语音播放前方有行人闯红灯紧急信息以及屏幕地图显示行人闯红灯处的斑马线交通灯位置信息。
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