CN109377765A - 光杆人行横道信号灯辅助系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光杆人行横道信号灯辅助系统及方法，通过结合非机动车道主信号灯红灯剩余时间和实际周期非机动车流量，利用不同程度的强制性控制手段，能够解决非机动车随信号灯全红剩余时间的增加，其违法行为发生概率逐渐增大的问题；通过实时监测周围环境的亮度，当亮度在一定范围内，利用激光形成屏障进行阻挡，否则利用伸缩弹性杆来进行阻挡，能够利用视觉传达吸引注意力的方法对非机动车违法行为进行有效管控，使行人则更容易对刺激程度较大的信息产生指向性和集中性；本发明能够阻止非机动车越线停靠及对于闯红灯等违规行为阻止加提醒，以最大限度保障行人出行的安全性和机动车行驶的顺畅。

Description

光杆人行横道信号灯辅助系统及方法

技术领域

本发明涉及一种光杆人行横道信号灯辅助系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着经济的高速发展和人民生活水平的提高，机动车保有量不断增加，人们的出行选择更加多样化，如电动自行车、电动小汽车、自行车、摩托车等，非机动车道不断扩建，增加机非隔离栏，进一步保障行人出行安全。然而，随着行人出行安全性提高，人们的警惕心理逐渐减弱，全国多地都出现了，非机动车停车越线及闯红灯的违法行为，大型机动车右转所产生的内轮差视觉盲区，增加越线停车行人的危险性；同时，越线停车的行人对小型机动车右转造成一定阻碍，非机动车闯红灯现象肆虐，降低交叉口通行能力，导致不必要的延误。

目前存在很多对道路交通进行辅助的系统或控制方法,但是现有的文献多关注到通过智能语音提醒和设置强制性控制装置，以此来解决平面交叉口内非机动车违规越线及闯红灯等违规行为。没有考虑到强制性控制装置对非机动车驾驶员在心理上的闯灯违法行为忍耐性影响，极有可能会影响行人出行心情，徒增焦虑，加剧了非机动车强行闯灯及越线行为。

没有考虑到平面交叉口非机动车群体对个体违法行为的影响和平面交叉口右转方向非机动车的通行水平，采用强制性措施对正常右转的非机动车带来极大不便，导致非机动车道通行能力效率降低。

同时,没有考虑到红灯积累时间对非机动车辆违法行为的影响，非机动车随信号灯全红剩余时间的增加，其违法行为发生概率逐渐增大,目前的控制方式缺乏结合不同红灯累计时间采用不同程度的限制手段的方法。

没有考虑到视觉传达吸引注意力的方法对非机动车违法行为进行有效管控，然而事实却是,道路信息中有大约80％通过眼睛传入行人大脑并被加工处理，行人则更容易对刺激程度较大的信息产生一定指向性和集中性。

没有考虑到对非机动车不同程度的违法行为，而采用不同语言及不同时长的语音提醒，通过不同语言的心理暗示及不同时长的持续心理传达，以达到有效阻止非机动车违法行为的发生。

没有考虑到人类对密集事物本能的恐惧心理的特性，借助此特性应用于平面交叉口非机动车通行行为管控，以制止非机动车的违法行为，相对于强制性管控措施更加深入且有效。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种光杆人行横道信号灯辅助系统及方法，本发明能够阻止非机动车越线停靠及对于闯红灯等违规行为提醒警告，以最大限度保障行人出行的安全性和机动车行驶的顺畅。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种光杆人行横道信号灯辅助系统，包括设置在路口每个方向上的非机动车道上的主体控制组、弹性杆控制组、光屏障控制组和压力控制组，其中：

所述主体控制组包括信号灯立柱，所述信号灯立柱上设置有动力源和语音播放器，所述信号灯立柱上设置有检测组，所述检测组包括饱和度检测和亮度检测模块，所述信号灯立柱沿圆周分布有朝向不同方向的信号控制灯，所述检测组、信号控制灯以及语音播放器和控制模块连接；

所述压力控制组包括设置于信号灯立柱周围地面上的压力监测装置；

所述弹性杆控制组包括设置于信号灯立柱周围的支撑柱，设置于支撑柱上、朝向信号灯立柱的可伸缩式弹性杆，设置于支撑柱上的激光发射器，以及设置于弹性杆上的触觉检测模块；

所述光屏障控制组包括设置于信号灯立柱、压力控制组以及支撑柱上的激光发射器，且各个激光发射器的发射线路相匹配；

所述控制模块同时连接压力监测装置、触觉检测模块和单片机信息处理装置，被配置为根据采集的亮度，实时启动弹性杆控制组或激光屏障，根据采集的饱和度，经单片机信息处理装置，调整弹性杆的长度，使之与当前饱和度相适配，根据触觉检测模块或压力监测装置的信号，判断当前非机动车违法行为程度，并发送相应的语音指令给语音播放器。

作为进一步的限定，所述信号灯立柱上还设置有LED显示器。

作为进一步的限定，所述动力源为太阳能电池板，通过支架安装于所述信号灯立柱的顶端且支架可转动，以应对不用时节的太阳高度，以最大限度吸收太阳能转化为电能，为所述光杆人行横道信号灯辅助系统提供能源。

作为进一步的限定，所述饱和度检测模块，包括相互连接的摄像头、感光组件电路及控制组件，摄像头采集非机动车道行人饱和状态视频图像，探头内感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转化成单片机能够识别的数字信号，得到当前周期内非机动车数目。

作为进一步的限定，所述激光发射器，安装于非机动车道停车线前端地面内部、所述主信号灯立柱及所述弹性杆支撑柱上，所述激光发射器外部套有钢化玻璃保护罩，且设置于旋转支架上，通过改变旋转支架的角度，能够在停车线前端形成多道水平光屏障或交叉网格光屏障。

作为进一步的限定，所述可伸缩式弹性杆包括连接的弹簧和弹性杆，安装于所述弹性杆支撑柱上，所述伸缩型弹性杆根据不同饱和度状况，改变弹簧的压缩量以控制弹性杆长度。

作为进一步的限定，所述可伸缩式弹性杆通过旋转装置连接在所述弹性杆支撑柱上，实现旋转0°至90°的所述可伸缩式弹性杆。

作为进一步的限定，所述压力监测装置为压电式压力传感器，安装于非机动车停车线前，检测红灯状态下是否非机动车存在越线停靠的违规行为。

作为进一步的限定，所述触觉检测模块为触觉传感器，所述触觉传感器为压觉传感器，随压力大小的变化而变化，并把接触面上的压力信号变为电信号，安装于弹性杆控制组表面，用于检测是否有行人触碰。

作为进一步的限定，所述亮度检测模块为亮度传感器，包括相互连接的投光器及受光器，受光器接收投光器的光线讯号并转变成电信号，安装于太阳能光板的顶端，用于检测当前光照强度，判断是否满足光屏障形成条件。

基于上述系统的工作方法，包括以下步骤：

当处于平面交叉口信号灯开启时段时，光杆人行横道信号灯随机动车信号灯变化而变化，同时亮度检测模块开启，判断当前光照亮度是否超过设定阈值，若超过则启用弹性杆控制组，否则，开启光屏障控制组；

基于人行横道全红剩余时间及实际周期内非机动车数目，计算实际周期非机动车道饱和度，根据当前非机动车道饱和度调整可伸缩式弹性杆的长度和光屏障控制组的显示方式，出现非机动车越线或触碰弹性杆时，触觉检测模块或压力控制组将电信号传输给控制器，判断并依据当前非机动车违法行为程度，不同程度的提醒警告非机动车驾驶员。

作为进一步的限定，当主信号灯处于绿灯时，光屏障控制组关闭，反之光屏障控制组开启，且光屏障控制组的显示方式根据实际周期非机动车道饱和度的不同而不同。

作为进一步的限定，通过试验，得到饱和流量数据，借助回归拟合的方法得到每周期内理论非机动车道饱和流量，实际周期非机动车道饱和度值Density的计算方法为：

其中，N_实为实际周期非机动车流量，N_m为理论最大周期非机动车流量，T为非机动车道主信号灯全红时间，T_r为非机动车道主信号灯红灯剩余时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过结合非机动车道主信号灯红灯剩余时间和实际周期非机动车流量，利用不同形式的光屏障的视觉刺激及不同伸缩量的弹性杆的硬性限制，进行不同程度的强制性控制手段，能够解决非机动车随信号灯全红剩余时间的增加，其违法行为发生概率逐渐增大的问题，有针对性的解决群体性盲从行为和非机动车红灯期间忍耐程度变化的问题；

本发明通过实时监测周围环境的亮度，当亮度在一定范围内，利用激光形成屏障进行阻挡，否则利用弹性杆来进行阻挡，能够利用光屏障的视觉效果吸引注意力和弹性杆人性化的长度控制对非机动车违法行为进行有效管控，进而通过实时切换更加合理的配置非机动车道控制方法，有效缓解非机动车的违法行为现象；

本发明配合触觉传感器和压力传感器，判断非机动车当前交通违法程度，从而通过不同语音的提醒方式，采用不同语言及不同时长的语音提醒，通过不同语言的心理暗示及不同时长的持续心理传达，以达到有效阻止非机动车违法行为的发生；

本发明依据饱和度检测模块所得数据，借助激光发射器照射形成四种不同形式的光屏障的视觉效果，采用四种不同密度及图案的光屏障对非机动车的产生不同程度的效果，进而弥补了强制性手段对非机动车等待时的忍耐性的影响，从根源上解决非机动车越线及闯灯等违法行为，相较于借助数字表达信息，视觉刺激方法能够使行人更容易对刺激程度较大的信息产生指向性和集中性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本发明弹性杆控制组工作流程；

图2为本发明光屏障控制组工作流程；

图3为本发明的辅助系统的正视图；

图4为本发明辅助系统的左视图；

图5为本发明辅助系统的后视图；

图6为本发明辅助系统的光屏障变化图；

图7为本发明辅助系统的施工区域图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

以北进口为例进行详细说明，需要注意的是，本发明的保护范围并不仅限于此，在其他实施例中，可以进行适应性调整。

如图1所示，一种光杆人行道信号灯，包括：太阳能电池板(1)、饱和度检测模块(2)、主信号控制灯(3、4)、语音播放器(5、11)、信号灯立柱(6)、激光发射器(7)、伸缩型弹性杆(8)、弹性杆支撑柱(9)、弹性杆旋转装置(10)、LED显示器(12)、单片机信息处理装置(13)、压电式压力传感器(14)、触觉传感器(15)和亮度传感器(16)；

其中，太阳能电池板(1)、饱和度检测模块(2)、主信号控制灯(3、4)、语音播放器(5、11)、LED显示器(12)和亮度传感器(16)均设置于信号灯立柱(6)上，伸缩型弹性杆(8)通过弹性杆旋转装置(10)设置于弹性杆支撑柱(9)上，伸缩型弹性杆(8)的表面置有触觉传感器(15)，压电式压力传感器(14)设置于地面上，激光发射器(7)在信号灯立柱(6)、弹性杆支撑柱(9)和地面上均有设置。

其中，太阳能电池板(1)，安装于所述信号灯立柱(6)顶端且支架安装方向旋钮，用于应对不用时节的太阳高度，以最大限度吸收太阳能转化为电能，为所述光杆人行横道信号灯提供辅助能源。

非机动车道饱和度检测模块(2)，包括摄像头、感光组件电路及控制组件组成，摄像头用于采集非机动车道行人饱和状态视频图像，探头内感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转化成单片机能够识别的数字信号，得到当前周期内非机动车数目N_实(辆/周期)。

主信号控制灯(3、4)，由低压卤钨灯组成，安装于所述信号灯立柱(6)顶部靠近交叉口内部两侧的圆形空隙，用于管控非机动车驾驶行为。

语音播放器(5、11)，由号角扬声器组成，所述号角扬声器为外磁式扬声器，安装于所述信号灯立柱(6)顶部靠近非机动车道内测及非逆行非机动车行驶反方向一侧，用于语音提醒警告非机动车。

如图4所示，信号灯立柱(6)，包括不锈钢四棱柱外壳，外壳内设置有电缆组成，用于承载所述人行道信号控制灯(3、4)、语音播放器(5、11)、所述太阳能电池板(1)、亮度传感器(16)及激光发射器(7)。

激光发射器(7)，由光源、机壳和主板组成，安装于非机动车道停车线(20)前端地面内部、所述主信号灯立柱(6)及所述弹性杆支撑柱(9)，所述激光发射器(7)外部套有钢化玻璃保护罩且加装旋转支架，如图6所示，用于在停车线前端形成四道水平光屏障(24)、双交叉网格光屏障(22)、四横六纵光屏障(21)及六纵加双交叉网格光屏障(23)，所述四道水平光屏障(24)为所述主信号灯立柱(6)及所述弹性杆支撑柱(9)的4组所述激光发射器(7)水平射向空中所形成的屏障；所述双交叉网格光屏障(22)为所述主信号灯立柱(6)及所述弹性杆支撑柱(9)的4组所述激光发射器(7)相互成一定夹角向空中射出所形成的屏障；四横六纵光屏障(21)为非机动车道停车线(20)前端地面内部、所述主信号灯立柱(6)及所述弹性杆支撑柱(9)的多组激光发射器(7)分别水平、竖直向空中发射所形成的屏障；六纵加双交叉网格光屏障(23)为非机动车道停车线(20)前端地面内部、所述主信号灯立柱(6)及所述弹性杆支撑柱(9)的10组所述激光发射器(7)分别竖直及相互成一定夹角向空中发射所形成的屏障。

伸缩型弹性杆(8)，由弹簧、橡胶管套和弹性杆，安装于所述弹性杆支撑柱(9)、弹性杆旋转装置(10)上，所述伸缩型弹性杆(8)根据不同饱和度状况，智能化压缩弹簧控制弹性杆长度，以此阻止非机动车越线及闯灯等违法行为。

弹性杆支撑柱(9)，由不锈钢圆柱形外壳和内部缆线组成，安装于区域B中，用于承载所述激光发射器(7)及所述伸缩型弹性杆(8)。

弹性杆旋转装置(10)，安装于所述弹性杆支撑柱(9)中，用于实现旋转0°至90°的所述伸缩型弹性杆(8)。

如图5所示，LED显示器(12)，由半导体发光二极管组成，安装于非逆行非机动车行驶反方向一侧，用于文字提醒左侧非机动车“文明出行，线后停靠”。

如图4所示，单片机信息处理装置(13)，包括：处理器，用于判断选择光屏障控制组或弹性杆控制组，选择控制并接收所述压力传感器(14)、所述非动车道饱和度检测模块(2)、所述语音播放器(5、11)及所述触觉传感器(16)的电信号，控制所述激光发射器(7)开闭、伸缩型弹性杆(8)升落及选择所述光屏障(21、22、23、24)。

压电式压力传感器(14)，由石英材料和压电元件组成，安装于非机动车停车线(20)前，用于检测红灯状态下是否非机动车存在越线停靠等违规行为。

触觉传感器(15)，所述触觉传感器为压觉传感器，随压力大小的变化而变化，并把接触面上的压力信号变为电信号，安装于弹性杆(8)表面，用于检测是否有行人触碰。

亮度传感器(16)，由投光器及受光器组成，受光器接收投光器的光线讯号并转变成电信号，安装于太阳能光板(1)顶端，用于检测当前光照强度，判断是否满足光屏障形成条件。

如图2所示，一种光杆智能人行横道信号灯实施方法，包括以下步骤：

步骤1：在交叉口各个非机动车道进口处，于区域D处埋入压电式压力传感器(14)，于区域C处埋入六组激光发射器(7)并加装钢化玻璃保护罩和旋转支架。

步骤2：在交叉口各个非机动车道进口处，于区域A处安装光杆人行横道信号灯立柱，具体包括太阳能电池板(1)、饱和度检测模块(2)、主信号控制灯(3、4)、语音播放器(5、11)、信号灯立柱(6)、激光发射器(7)、LED显示器(12)、单片机信息处理装置(13)、亮度传感器(16)。

步骤3：在交叉口各个非机动车道进口处，于区域B处安装弹性杆控制装置，具体包括激光发射器(7)、伸缩型弹性杆(8)、弹性杆支撑柱(9)、弹性杆旋转装置(10)和触觉传感器(15)。

步骤4：当处于平面交叉口信号灯开启时段时，光杆人行横道信号灯随机动车信号灯变化而变化，同时亮度传感器(16)开启，判断当前光照亮度是否超过设定阈值，若超过则启用弹性杆控制组，否则，开启光屏障控制组；于此同时，饱和度检测模块(2)开启，对当前非机动车道的非机动车数目进行实时检测得到N_实(辆/周期)。

步骤5：饱和度检测模块背景提取

装置采用中值滤波的方法进行背景提取，此方法可有效保持边缘特性，获得较满意的复原效果，其基本思想是把数字图像或数字序列中一个像素点的值,用其邻域中各像素点值的中值替代。其定义为对一维序列X₁，X₂…X_n，把n个数据按大小排列为：X_i1，X_i2，…，X_in，则：

实际应用中，滤波邻域一般取长度为L＝2n+1的子图，n为正整数。将子图在数据上滑动，中值滤波输的出为子图内各像素的中值所替换的子图中心像素，从而得到当前非机动车道背景图。

即：y＝med{x_i-n，…，x_i，…，x_i+n}

步骤6：饱和度检测模块非机动车个体捕捉

装置采用背景差法对当前每周期内非机动车数目进行分别统计。首先，此方法分别令B’和I’为时刻t的背景图像和输入图像。对于输入图像中的每一个像素点(i，j)，将其与背景图像的对应像素求差值D′_i，j＝|I′_i，j-B′_i，j|，相应的对象区域的二值图像可通过下式获得

其中，T_C为阈值，它可以通过上式获得。

二值图像DB_i，j中，若像素取值为1，则代表其属于运动对象区域；若取值为0，则代表该像素属于背景图像区域。通过计算机对实时非机动车数量累加，得到每周期内的非机动车流量N_实(bics/周期)。

步骤7：通过对不同宽度的非机动车道上标准自行车流进行多次仿真，获得饱和流量数据，借助回归拟合的方法得到每周期内理论非机动车道饱和流量。

其中：

N_m——标准自行车饱和流量(bics/周期)

W——非机动车道宽度(m)

T——实际信号灯的周期时间(s)

步骤8：考虑到非机动车群体数目变大，严重影响个体出行行为，且非机动车越线和闯灯等违法行为还与当前红灯剩余时间决定。因此，通过将N_实、N_m、T、T_r四个物理参数建立比值，从而得到基于人行横道全红剩余时间及实际周期内非机动车数目的实际周期非机动车道饱和度计算公式，如下：

Density——实际周期非机动车道饱和度

N_实——实际周期非机动车流量(bics/周期)

N_m——理论最大周期非机动车流量(bics/周期)

T——非机动车道主信号灯全红时间(s)

T_r——非机动车道主信号灯红灯剩余时间(s)

步骤9：假设当前光照强度超过亮度传感器(16)的设定阈值，单片机信息处理装置(13)迅速做出反应，启动弹性杆控制组，关闭光屏障控制组。当主信号灯处于绿灯时，弹性杆(8)抬起；反之，弹性杆(8)落下。且弹性杆(8)长度随当前非机动车道饱和度的不同而变化调整。当出现非机动车越线及触碰弹性杆(8)时，触觉光感器(15)或压电式压力传感器(14)将电信号传输给单片机信息处理装置(13)，并判断当前非机动车违法行为程度，进而向语音播放器(5、11)发送命令，提醒警告非机动车驾驶员。若只触觉传感器(15)检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“请您耐心等待，文明出行”，持续播报10s；若只压电式压力传感器(14)检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“请您注意左后方右转车辆，线后等待”，持续播报10s；若触觉传感器(15)和压电式压力传感器(14)同时检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“请您退到停车线后等待，争做文明市民”，持续播报15s；若触觉传感器(15)和压电式压力传感器(14)均未检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“为保障出行安全，请勿越线停靠”，每5s间断播报一次。

其中，伸缩型弹性杆(8)考虑到非机动车道的右转行人、非机动车右转转弯半径、人行横道全红剩余时间及实际周期内非机动车数目对行人违法行为的影响。因此，通过L_非、Density、v_非建立伸缩型弹性杆长度控制公式，同时此公式为右转非机动车预留0.32m(一般非机动车宽度为0.16m)，以供出两辆非机动车正常右转。

即：

Q＝L_非×Density-(0.24v_非+0.43)-0.32

其中：

Q——弹性杆长度(m)

L_非——非机动车道宽度(m)

v_非——非机动车行驶速度(m/s)

Density——实际周期机动车道饱和度

步骤10：假设当前光照强度未超过亮度传感器(16)的设定阈值时，单片机信息处理装置(13)迅速做出反应，则启动光屏障控制组，关闭弹性杆控制组。当主信号灯处于绿灯时，光屏障关闭，反之光屏障开启。当行人在红灯时段越线等待时，压电式压力传感器(14)将电信号传输到单片机信息处理装置(13)并判断当前非机动车的违法行为程度，进而向语音播放器(5、11)发送命令，提醒警告非机动车驾驶员。若压电式压力传感器(14)持续检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“为保障出行安全，请在停车线后等待”，持续播报15s；若压电式压力传感器(14)只检测到一次，则语音播放器(5、11)提醒行人“请您注意左后方右转车辆，线后等待”，持续播报10s；若压电式压力传感器(14)均为检测到，则语音播放器(5、11)提醒行人“为保障出行安全，请勿线后停靠”，每5s间断播报一次。光屏障根据不同非机动车饱和度采用四种不同方案对行人从心理、注意力、视觉上来增加非动车的红灯忍耐度和缓解群体性盲从行为。

当Density∈(0,5]时，激光发射器(7)形成四道水平光柱，此时非机动车数实测值处于非机动车理论值的0％至10％之间，红灯剩余时间处于全红时间的0％至10％之间，非机动车在红灯期间到达交叉口后的等待率为80％，盲目群体性从众行为较少发生，行人大多遵守交通规则，等待绿灯安全过街，因此采用此种光屏障形式，给人以轻松感、理性感，进一步加强非机动车文明出行的心理暗示。

当Density∈(5,20]时，激光发射器(7)形成双交叉网格光柱，此时非机动车数实测值处于非机动车理论值的10％至15％之间，红灯剩余时间处于全红时间的10％至40％之间，非机动车在红灯期间到达交叉口后的等待率为40％，盲目群体性从众行为较突出，行人违反交通规则行为突现，闯灯及越线停车问题发生，因此采用此种光屏障形式，更加鲜明直观地向当前非机动车表达禁止违法行为的含义，给人以威严感、庄严感，加强对非机动车出行行为的较强制性管控。

当Density∈(20,50]时，激光发射器(7)形成四横六纵网格光柱，此时非机动车数实测值处于非机动车理论值的15％至40％之间，红灯剩余时间处于全红时间的40％至60％之间，非机动车在红灯期间到达交叉口后的等待率为15％至40％，盲目群体性从众行为严重突显，个体行为受群体性影响严重，行人闯灯及越线停车问题非常突出，因此采用此种光屏障形式，水平线与铅垂线给人以硬挺、沉稳、有力度，以强制性阻隔心理对行人违法行为进一步管控，以减轻群体对个体行为的影响。

当Density∈(50,100]时，激光发射器(7)形成六纵加双交叉网格光柱，此时非机动车数实测值处于非机动车理论值的40％至100％之间，红灯剩余时间处于全红时间的60％至100％之间，非机动车在红灯期间到达交叉口后的等待率为0％至15％，盲目群体性从众行为最突显，个体行为受群体性影响最严重，行人闯灯及越线停车问题最突出，因此采用此种光屏障形式，铅垂线与双交叉线给人以警觉、恐惧，以增强光屏障的视觉密集度，充分发挥人类本能对密集事物的心理恐惧感，同时双交叉线与铅垂线搭配显现不仅起到了叉状图形本身的警告作用，而且某种程度上也强化了对行人一系列违法行为的强制性管控作用。

步骤11：假设当前处于光屏障控制组，当信号灯的全红时间剩余10s时，此刻光屏障开始每秒钟闪烁一次，直至绿灯开启，光屏障关闭。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：包括设置在路口每个方向上的人行横道上的主体控制组、弹性杆控制组、光屏障控制组和压力控制组，其中：

所述主体控制组包括信号灯立柱，所述信号灯立柱上设置有动力源和语音播放器，所述信号灯立柱上设置有检测组，所述检测组包括饱和度检测和亮度检测模块，所述信号灯立柱沿圆周分布有多个各个方向的信号控制灯，所述检测组、信号控制灯以及语音播放器和控制模块连接；

所述压力控制组包括设置于信号灯立柱周围地面上的压力监测装置；

所述弹性杆控制组包括设置于信号灯立柱周围的支撑柱，设置于支撑柱上、朝向信号灯立柱的可伸缩式弹性杆，设置于支撑柱上的激光发射器，以及设置于弹性杆上的触觉检测模块；

所述光屏障控制组包括设置于信号灯立柱、压力控制组以及支撑柱上的激光发射器，且各个激光发射器的发射线路相匹配；

所述控制模块同时连接压力监测装置、触觉检测模块和单片机信息处理装置，被配置为根据采集的亮度，实时启动弹性杆控制组或激光屏障，根据采集的饱和度，经单片机信息处理装置，调整弹性杆的长度，使之与当前饱和度相适配，根据触觉检测模块或压力监测装置的信号，判断当前非机动车违法行为程度，并发送相应的语音指令给语音播放器。

2.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述信号灯立柱上设置有LED显示屏。

3.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述饱和度检测模块，包括相互连接的摄像头、感光组件电路及控制组件，摄像头采集非机动车道行人饱和状态视频图像，探头内感光组件电路及控制组件对图像进行处理并转化成单片机能够识别的数字信号，得到当前周期内非机动车数目。

4.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述激光发射器，安装于非机动车道停车线前端地面内部、所述主信号灯立柱及所述弹性杆支撑柱上，所述激光发射器外部套有钢化玻璃保护罩，且设置于旋转支架上，通过改变旋转支架的角度，能够在停车线前端形成四道水平光柱、双交叉网格光柱、四横六纵网格光柱或六纵加双交叉网格光柱的光屏障。

5.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述可伸缩式弹性杆包括连接的弹簧和弹性杆，安装于所述弹性杆支撑柱上，所述伸缩型弹性杆根据不同饱和度状况，改变弹簧的压缩量以控制弹性杆长度；

或，所述可伸缩式弹性杆通过旋转装置连接在所述弹性杆支撑柱上，实现旋转0°至90°的所述可伸缩式弹性杆。

6.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述触觉检测模块为触觉传感器，所述触觉传感器为压觉传感器，随压力大小的变化而变化，并把接触面上的压力信号变为电信号，安装于弹性杆控制组表面，用于检测是否有行人触碰。

7.如权利要求1所述的一种光杆人行横道信号灯辅助系统，其特征是：所述亮度检测模块，包括相互连接的投光器及受光器，受光器接收投光器的光线讯号并转变成电信号，安装于太阳能光板的顶端，用于检测当前光照强度，判断是否满足光屏障形成条件。

8.基于权利要求1-7中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：包括以下步骤：

当处于平面交叉口信号灯开启时段时，光杆人行横道信号灯随机动车信号灯变化而变化，同时亮度检测模块开启，判断当前光照亮度是否超过设定阈值，若超过则启用弹性杆控制组，否则，开启光屏障控制组；

基于人行横道全红剩余时间及实际周期内非机动车数目，计算实际周期非机动车道饱和度，根据当前非机动车道饱和度调整可伸缩式弹性杆的长度和光屏障控制组的显示方式，出现非机动车越线或触碰弹性杆时，触觉检测模块或压力控制组将电信号传输给控制器，判断并依据当前非机动车违法行为程度，不同程度的提醒警告非机动车驾驶员。

9.如权利要求8所述的工作方法，其特征是：当主信号灯处于绿灯时，光屏障控制组关闭，反之光屏障控制组开启，且光屏障控制组的显示方式根据实际周期非机动车道饱和度的不同而不同。

10.如权利要求8所述的工作方法，其特征是：通过试验，得到饱和流量数据，借助回归拟合的方法得到每周期内理论非机动车道饱和流量，实际周期非机动车道饱和度值Density的计算方法为：

其中，N_实为实际周期非机动车流量，N_m为理论最大周期非机动车流量，T为非机动车道主信号灯全红时间，T_r为非机动车道主信号灯红灯剩余时间。