CN106355952A - 关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统及控制方法，其中安全系统包括：信息采集模块、控制模块、信息显示模块、电源模块；所述信息采集模块：包括安装在主路路口的主路摄像头或安装在侧路路口的侧路摄像头、信息采集芯片；控制模块：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设正常距离的大小，以及判断行驶速度v与预设正常车速的大小，输出提示信息至信息显示模块。本发明使主路车辆通过侧路路口时能够得到提示信息，提高驾驶安全。便于驾驶员实时、直观、多方面地获取主路、侧路道路车辆信息，可以有效地减少主路和侧路交通事故发生率。

Description

关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统及控制方法

技术领域

本发明涉及关于车辆安全通过路口的安全系统技术领域，尤其是一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统及控制方法。

背景技术

由于汽车行驶速度较高，通过侧路口时驾驶员注意力不集中，路况复杂等原因，丁字路口历来是车祸和道路拥堵高发区。有的丁字路口未设红绿灯，或者红绿灯不能直观、有效地向驾驶员传达准确的丁字路口的道路信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统及控制方法，使主路车辆通过侧路路口时能够得到提示信息，提高驾驶安全。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统，包括：

信息采集模块、控制模块、信息显示模块、电源模块；

所述信息采集模块：包括安装在主路路口的主路摄像头或安装在侧路路口的侧路摄像头、信息采集芯片，所述主路摄像头或侧路摄像头用于拍摄主路图像或侧路图像；主路图像或侧路图像存储在信息采集芯片中；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v；

控制模块：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设正常距离的大小，以及判断行驶速度v与预设正常车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

信息显示模块：接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息；

电源模块：用于给信息采集模块、控制模块、信息显示模块供电。

进一步地，所述电源模块包括太阳能电池板和储备电池。

一种采用上述关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统的控制方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1：所述信息采集模块拍摄主路图像或侧路图像；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v；

步骤2：控制模块接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设距离的大小，以及判断行驶速度v与预设车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

步骤3：信息显示模块接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息。

进一步地，上述控制方法：步骤1中，包括如下步骤：

(1)安装主路摄像头或侧路摄像头，对主路摄像头或侧路摄像头进行标定，以获取主路摄像头或侧路摄像头参数；

(2)检测是否正确安装主路摄像头或侧路摄像头，若是，进行下一步；否则，返回上一步；

(3)主路摄像头或侧路摄像头拍摄主路图像或侧路图像；

(4)接收主路图像或侧路图像，对主路图像或侧路图像进行场景坐标重建，识别图像中的车辆或行人，计算行驶距离L及行驶速度v。

进一步地，上述控制方法：

控制模块输出提示信息至信息显示模块的步骤包括如下：

步骤1：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D；

步骤2：判断：若车辆与路口冲突点的距离D小于预设距离，则进行下一步；否则返回上一步；

步骤3：判断：所述预设速度包括第一预设速度，当行驶速度v不大于第一预设速度时，输出“正常行驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步；

步骤4：判断：所述预设速度包括第二预设速度，第二预设速度大于第一预设速度，当车速高于第二预设速度时，输出命令“减速慢行”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步；

步骤5：输出命令“小心驾驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1。

本发明的有益效果是：本发明使主路车辆通过侧路路口时能够得到提示信息，提高驾驶安全。便于驾驶员实时、直观、多方面地获取主路、侧路道路车辆信息，可以有效地减少主路和侧路交通事故发生率，并且减少路段拥堵情况。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明的控制原理框图；

图2是本发明的安装结构示意图；

图3是本发明安装在路口的示意图；

图4是本发明的控制模块的控制流程图；

其中:10、主路摄像头，11、侧路摄像头，31、监测桩，32、显示屏，41、太阳能电池板，42、储备电池。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1、图2、图3所示，一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统，包括：

信息采集模块、控制模块、信息显示模块、电源模块；

所述信息采集模块：包括安装在主路路口的主路摄像头10或安装在侧路路口的侧路摄像头11、信息采集芯片，所述主路摄像头10或侧路摄像头11用于拍摄主路图像或侧路图像；主路图像或侧路图像存储在信息采集芯片中；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v。

控制模块：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设正常距离的大小，以及判断行驶速度v与预设正常车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

信息显示模块：接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息；

电源模块：用于给信息采集模块、控制模块、信息显示模块供电。

如图2所示，所述电源模块包括太阳能电池板41和储备电池42。光线充足时，利用太阳能电池板41供电，阴雨天气用储备电池42供电。所述信息显示模块包括监测桩31和显示屏32。如图3所示，监测桩31设于主路、侧路的相交拐角处，两个显示屏32均安装于监测桩31上部，分别显示主路、侧路信息，并面向主路和侧路的驾驶员，便于其获取道路车辆信息。控制模块使用十六位微处理器MK60DN512ZVLQ10，对各种信号进行统筹决策并发出命令。

本发明便于驾驶员实时、直观、多方面地获取主路、侧路道路车辆信息，可以有效地减少主路和侧路交通事故发生率，并且减少路段拥堵情况。

一种采用上述关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统的控制方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1：所述信息采集模块拍摄主路图像或侧路图像；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v；

步骤2：控制模块接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设距离的大小，以及判断行驶速度v与预设车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

步骤3：信息显示模块接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息。

进一步地，上述控制方法：步骤1中，包括如下步骤：

(1)安装主路摄像头或侧路摄像头，对主路摄像头或侧路摄像头进行标定，以获取主路摄像头或侧路摄像头参数；

(2)检测是否正确安装主路摄像头或侧路摄像头，若是，进行下一步；否则，返回上一步；

(3)主路摄像头或侧路摄像头拍摄主路图像或侧路图像；

(4)接收主路图像或侧路图像，对主路图像或侧路图像进行场景坐标重建，识别图像中的车辆或行人，计算行驶距离L及行驶速度v。

进一步地，上述控制方法：控制模块输出提示信息至信息显示模块的步骤包括如下：

步骤1：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D；

步骤2：判断：若车辆与路口冲突点的距离D小于预设距离，则进行下一步；否则返回上一步；如图4，预设距离设定为50m。

步骤3：判断：所述预设速度包括第一预设速度，当行驶速度v不大于第一预设速度时，输出“正常行驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步。如图4，第一预设速度设定为20km/h。

步骤4：判断：所述预设速度包括第二预设速度，第二预设速度大于第一预设速度，当车速高于第二预设速度时，输出命令“减速慢行”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步。如图4，第二预设速度设定为40km/h。

步骤5：输出命令“小心驾驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1。

上述车辆行驶速度v的获取基于以下原理：

$v=\frac{\mathrm{\Δ}L}{\mathrm{\Δ}t}=\frac{L_1-L_0}{t_1-t_0};$

其中，L₁为第二帧图像中车辆与图像基线的距离；

L₀为第一帧中车辆与图像基线的距离；

t₁为获取第二帧图像的时刻；

t₀为获取第一帧图像的时刻。

Δt为摄像机连续两帧图像之间的时间差，根据摄像机采集图像的帧频率可得到。

ΔL为车辆的移动距离，根据图像序列中得到车辆图像的位移转换，具体坐标转换如下：

M(x,y,z)为采集的三维图像中任意一点，M’(m,n)为M点与光心连线与二维图像平面的交点，对应的坐标转换为：

$\left\{\begin{array}{c}m=\frac{fx}{z}\\ n=\frac{fy}{z}\end{array}\right.;$

其中，f为主路摄像头或侧路摄像头的焦距。

可用如下齐次坐标做如下转变：

$\mathrm{\λ}\left[\begin{array}{c}m\\ n\\ 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}f& 0& 0& 0\\ 0& f& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\\ 1\end{array}\right]=M\left[\begin{array}{c}x\\ y\\ z\\ 1\end{array}\right];$

其中，λ表示比例因子；点M’(m,n)可以是选择的任何一个世界坐标系中所测量的物体点M(x,y,z)在图像上的投影点；M表示透视投影矩阵。

信息采集模块分车道采集车辆信息，对同一辆车采集了n帧连续图像，用帧间平均速度代表车辆通过的行驶速度：

$\stackrel{\‾}{v}=\frac{\underset{i=1}{\overset{n-1}{\Σ}}{v}_i}{n-1};$

其中，vⁱ表示第i帧图像与第i+1帧图像间的车辆平均速度，i＝1,2,…,n。根据n帧连续图像可计算出n-1个帧间图像的车辆速度，则分别为v1,v2,…,vn-1。理想情况下这n-1个速度相等，但由于测量或计算的误差，实际中的这n-1个速度并不一定相等，因此上式用帧间平均速度代表车辆通过的行驶速度。

信息采集的时间段t内车辆行驶的路程如下：

$L={\∫}_0^t\stackrel{\‾}{v}dt;$

即，

$L={\∫}_0^t\frac{\underset{i}{\overset{n-1}{\Σ}}{v}_i}{n-1}dt;$

车辆与路口冲突点的距离D与上述连续多帧图像中计算车辆的移动距离ΔL的方法相同。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统，其特征在于：包括：

信息采集模块、控制模块、信息显示模块、电源模块；

所述信息采集模块：包括安装在主路路口的主路摄像头或安装在侧路路口的侧路摄像头、信息采集芯片，所述主路摄像头或侧路摄像头用于拍摄主路图像或侧路图像；主路图像或侧路图像存储在信息采集芯片中；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v；

控制模块：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设正常距离的大小，以及判断行驶速度v与预设正常车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

信息显示模块：接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息；

电源模块：用于给信息采集模块、控制模块、信息显示模块供电。

2.根据权利要求1所述的关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统，其特征在于：所述电源模块包括太阳能电池板和储备电池。

3.一种采用权利要求1所述的关于主路车辆安全通过侧路路口的安全系统的控制方法，其特征在于：包含如下步骤：

步骤1：所述信息采集模块拍摄主路图像或侧路图像；根据主路图像或侧路图像计算车辆行驶距离L和行驶速度v；

步骤2：控制模块接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D，判断距离D与预设距离的大小，以及判断行驶速度v与预设车速的大小，输出提示信息至信息显示模块；

步骤3：信息显示模块接收控制模块输出的提示信息并显示提示信息。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：

步骤1中，包括如下步骤：

(1)安装主路摄像头或侧路摄像头，对主路摄像头或侧路摄像头进行标定，以获取主路摄像头或侧路摄像头参数；

(2)检测是否正确安装主路摄像头或侧路摄像头，若是，进行下一步；否则，返回上一步；

(3)主路摄像头或侧路摄像头拍摄主路图像或侧路图像。

(4)接收主路图像或侧路图像，对主路图像或侧路图像进行场景坐标重建，识别图像中的车辆或行人，计算行驶距离L及行驶速度v。

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：控制模块输出提示信息至信息显示模块的步骤包括如下：

步骤1：接收主路图像或侧路图像以及车辆行驶距离L和行驶速度v，计算车辆与路口冲突点的距离D；

步骤2：判断：若车辆与路口冲突点的距离D小于预设距离，则进行下一步；否则返回上一步；

步骤3：判断：所述预设速度包括第一预设速度，当行驶速度v不大于第一预设速度时，输出“正常行驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步；

步骤4：判断：所述预设速度包括第二预设速度，第二预设速度大于第一预设速度，当车速高于第二预设速度时，输出命令“减速慢行”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1；否则进行下一步；

步骤5：输出命令“小心驾驶”提示信息给信息显示模块，之后返回步骤1。