CN109544936B - 基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于摄像雷达信息处理技术领域，具体涉及一种基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统。本发明包括雷达采集模块、摄像机采集模块、雷达预警区域模块以及摄像机抓拍模块，其中：雷达采集模块的信号输出端连通雷达预警区域模块，而雷达预警区域模块和摄像机采集模块的信号输出端均连通摄像机抓拍模块；本系统还包括系统分析模块。本发明实现了对机动车不礼让行人的违规违章行为的自动预警及自动取证，同时也不会受外界环境、光线及天气影响，操作起来极为高效便捷。

Description

基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统

技术领域

本发明属于摄像雷达信息处理技术领域，具体涉及一种基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统。

背景技术

国家对于机动车礼让行人的行为有明确的法律约束。《中华人民共和国道路交通安全法》第四十四条：机动车通过交叉路口，应当按照交通信号灯、交通标志、交通标线或者交通警察的指挥通过；通过没有交通信号灯、交通标志、交通标线或者交通警察指挥的交叉路口时，应当减速慢行，并让行人和优先通行的车辆先行。被称为城市“安全线”的人行横道(斑马线)上，这几年发生的交通事故呈急剧上升势头。机动车常常在行人拥有优先通行权的斑马线上和行人抢车道，致使斑马线上的交通事故概率越来越高。

针对机动车遇斑马线行人通行时不停车避让的交通违法行为，交通巡警目前使用较多的方法包括：1)、现场执法；2)、设置立体斑马线；3)、设置手控信号灯；4)、设置减速带。然而，上述方法要么需要耗费大量人力成本，要么只能依靠机动车司机自觉遵守。与此同时，当机动车辆违章时又缺乏有力执法证据，使得上述方法在实际应用中收效甚微。后来虽有利用执法仪摄像机的视频分析抓拍操作，然而该方式又不能对即将发生交通事故进行有效预警，而且受到光线，雨天，遮挡等外在条件的影响，容易导致漏抓拍，仍未能有效遏制违法行为。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统；本发明实现了对机动车不礼让行人的违规违章行为的自动预警及自动取证，同时也不会受外界环境、光线及天气影响，操作起来极为高效便捷。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统，其特征在于包括雷达采集模块、摄像机采集模块、雷达预警区域模块以及摄像机抓拍模块，其中：雷达采集模块的信号输出端连通雷达预警区域模块，而雷达预警区域模块和摄像机采集模块的信号输出端均连通摄像机抓拍模块，其中：

雷达采集模块：用于采集预警区内车辆及行人所反射的回波信号，根据回波信号测出车辆及行人的方位角、距离和行向速度的雷达数据，并将雷达数据传输给雷达预警区域模块；

雷达预警区域模块：用于设置预警区；当行人位于预警区内时，雷达采集模块会工作并产生预警信号，当行人已通过预警区时预警信号消除；将斑马线的机动车道行驶区域设置为预警区，即以机动车道与非机动车道分割线至道路中心线之间的斑马线区域为预警区，或者以机动车道与非机动车道分割线至路对面的机动车道与非机动车道分割线之间的斑马线区域为预警区，当行人进入预警区时摄像机抓拍模块抓拍图像；行人通过相应车道区域，后续没有行人进入预警区，预警区会根据待行人行走的区域缩至行人至道路中心线，以便空出与行人行进方向不干涉的空余车道供车辆通行；

摄像机采集模块：在机动车未进入预警区之前的机动车道上设置触发线，将机动车刚进入预警区时所触碰到的斑马线一侧边线定义为停止线；摄像机采集模块用于采集触发线与停止线间的过车数据；

摄像机抓拍模块：用于抓拍预警区内未礼让行人的机动车辆；行人进入预警区时，雷达预警区域模块会给摄像机抓拍模块以抓拍信号，摄像机抓拍模块自动截取视频采集模块中车辆进入预警区和离开预警区的两张车辆图片信息，行人出预警区时摄像机抓拍模块停止拍摄车辆图片信息；

本系统还包括系统分析模块，系统分析模块用于融合摄像机抓拍模块所发来的摄像机图像传感数据与雷达数据，融合后数据用于叠加在视频数据上，从而实现行人与车辆间位置信息数据的比较，并分析行人与车辆是否存在冲突可能性；如存在冲突，则产生预警警报。

优选的，当雷达采集模块工作并产生预警信号时，摄像机抓拍模块启动三次违章抓拍任务，第一张违章抓拍图像的抓拍点为所述停止线；第二张违章抓拍图像的抓拍点为预警区的中线；第三张违章抓拍图像的抓拍点为预警区的斑马线驶离线。

优选的，本系统还包括网络传输模块、存储模块以及报警模块，其中：

网络传输模块：用于传输摄像机抓拍模块所抓拍的摄像机图像传感数据及雷达模块所获取的雷达数据；

存储模块：用于存储过车图片信息、违法抓拍图片信息及雷达数据信息；

音频模块：通过雷达采集模块来跟踪行人行走轨迹，通过摄像机采集模块来跟踪车辆行驶轨迹；当行人通过斑马线，而车辆未在停止线停车，系统分析模块分析车辆与行人是否发生冲突，若存在冲突可能性，由音频模块发出报警提示音；如无冲突，则音频模块不发出报警提示音。

本发明的有益效果在于：

1)、本发明有效的结合了雷达捕捉技术、摄像机抓拍技术与现有的视频数据技术，可对雷达探测到的入侵目标进行智能分析，精准的识别防区内的目标，探测的准确率高，误报率低。实际操作时，依靠设置预警区和触发线，通过雷达采集模块来跟踪行人行走轨迹，同时采集人与车之间距离，再通过摄像机采集模块来跟踪车辆行驶轨迹，再依靠系统分析模块来融合摄像机抓拍模块所发来的摄像机图像传感数据与雷达数据，融合后数据用于叠加在既有的视频数据上，从而实现行人与车辆间位置信息数据的比较，最终达到分析行人与车辆是否存在冲突可能性的目的。一旦发现存在冲突，则产生预警警报。

通过多台设备联动，实现多画面、可视化的跟踪，雷达轨迹和视频画面的同步回放，为事故提供研判证据。

通过上述方法，本发明巧妙利用了雷达捕捉设备不受雨雪、雾霾、遮挡等复杂条件影响的特点，使其结合于现有的摄像机抓拍体系中，进而实现了全天候多工况下的对机动车不礼让行人的违规违章行为的自动预警及自动取证功能，最终在提升道路违法违章行为侦办的精确性的同时又随之有效的提高了各行为侦办的效率性，其操作极为高效便捷，成效显著。

附图说明

图1为本发明的系统示意框图；

图2为雷达采集模块及雷达预警区域模块工作时的雷达预警流程图；

图3为摄像机采集模块及摄像机抓拍模块工作时的抓拍流程图；

图4为道路中心线、触发线、停止线、中线和斑马线驶离线的布置位置图。

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-4，对本发明的具体流程及工作方式作以下进一步描述：

本发明的工作流程参照图1所示，主要包括以下模块：

雷达采集模块，对预警区进行实时监测，获取监测区域内目标所反射的回波信号，根据回波信号测出多个目标的方位角、距离和行向速度的雷达数据，并将雷达数据交给雷达预警区域模块。

雷达预警区域模块，用于设置预警区。当行人位于预警区内时，雷达采集模块会工作并产生预警信号，当行人已通过预警区时预警信号消除。将斑马线的机动车道行驶区域设置为预警区，即以机动车道与非机动车道分割线至道路中心线之间的斑马线区域为预警区，或者以机动车道与非机动车道分割线至路对面的机动车道与非机动车道分割线之间的斑马线区域为预警区，当行人进入预警区时摄像机抓拍模块抓拍图像。行人通过相应车道区域，后续没有行人进入预警区，预警区会根据待行人行走的区域缩至行人至道路中心线，以便空出与行人行进方向不干涉的空余车道供车辆通行。

雷达预警区域模块上述设计的初衷，也是考虑到行人行走是有方向性的。当斑马线上为单个行人，而车道沿行人行进方向被分为第一车道、第二车道和第三车道时，行人走过第一车道而进入第二车道，此时第一车道实际上就已经可以通车了，而完全没有必要等行人完全走过三条车道方才通车，这实际上也是目前斑马线通行时行人与驾驶员产生通行争论的焦点之一。通过上述设计，机动车道的通行效率可得到极大提升，也极大的保障了机动车的道路行驶权益，一举多得。

实际上，如图4所示的，本系统还需在机动车未进入预警区之前的机动车道上设置触发线，将机动车刚进入预警区时所触碰到的斑马线一侧边线定义为停止线，从而使得摄像机采集模块能有效的采集触发线与停止线间的过车数据。只有摄像机采集模块预先采集了触碰触发线的车辆的行车信息，才能方便后续的预警流程的正常进行。

摄像机抓拍模块：用于抓拍预警区内未礼让行人的机动车辆；行人进入预警区时，雷达预警区域模块会给摄像机抓拍模块以抓拍信号，摄像机抓拍模块会至少自动截取视频采集模块中车辆进入预警区也即机非分隔线时，和离开预警区时的两张车辆图片信息，行人出预警区时摄像机抓拍模块停止拍摄车辆图片信息。

雷达采集模块与雷达预警区域模块的实际工作流程可参照图2所示。而摄像机采集模块与摄像机抓拍模块的摄像及抓拍流程则参照图3所示。系统分析模块中的视频数据是已有的视频流数据，是实时视频数据，也可通过本系统中摄像机采集模块来同步采集。

如图4所示的，基于设置触发线，摄像机采集模块能检测触发线与停止线间是否存在车辆通过，进而实现连续拍摄需求。而此时，雷达预警区域模块会给摄像机抓拍模块以车辆抓拍信号，摄像机抓拍模块启动三次抓拍任务，第一张违章抓拍图像的抓拍点，为图4所示的停止线；第二张违章抓拍图像的抓拍点，为图4所示的斑马线区域的中线；第三张违章抓拍图像的抓拍点，为图4所示的斑马线驶离线。

具体操作时，本系统优选使用雷达摄像机来实现雷达采集与摄像采集的双重功能，该设备为一体机，可如图4所示的设置在斑马线前方预定距离的地点，高度能满足摄像机抓拍机动车要求即可。

本系统还包括网络传输模块、存储模块以及报警模块，网络传输模块用于传输摄像机抓拍模块所抓拍的摄像机图像传感数据及雷达模块所获取的雷达数据；而存储模块用于存储过车图片信息、违法抓拍图片信息及雷达数据信息。系统实际运行时，通过雷达采集模块来跟踪行人行走轨迹，并时刻监控行人和车辆之间的距离，再通过摄像机采集模块来跟踪车辆行驶轨迹。当行人通过斑马线，而车辆未在停止线停车，系统分析模块分析车辆与行人是否发生冲突，若行人与车辆距离极近且彼此存在路线干涉，那即存在冲突可能性，由音频模块发出报警提示音；如无冲突，则音频模块不发出报警提示音。音频模块可以是直接布置在当前斑马线旁侧的喇叭甚至是蜂鸣器等，从而通过喇叭的喊话或蜂鸣器的报警声，来警告行人及车辆注意彼此位置，以避免行人和车辆注意力不集中而出现事故。而继续以前述三车道为例，考虑到交通通行的效率性，当行人顺利通过第一车道，且后续没有行人进入机非分割线也即预警区的起点时，则预警区自动变更范围，第一车道车辆通行不被抓拍，以保证机动车道的实际通行效率。

Claims (2)

1.一种基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统，其特征在于包括雷达采集模块、摄像机采集模块、雷达预警区域模块以及摄像机抓拍模块，其中：雷达采集模块的信号输出端连通雷达预警区域模块，而雷达预警区域模块和摄像机采集模块的信号输出端均连通摄像机抓拍模块，其中：

雷达采集模块：用于采集预警区内车辆及行人所反射的回波信号，根据回波信号测出车辆及行人的方位角、距离和行向速度的雷达数据，并将雷达数据传输给雷达预警区域模块；

雷达预警区域模块：用于设置预警区；当行人位于预警区内时，雷达采集模块会工作并产生预警信号，当行人已通过预警区时预警信号消除；将斑马线的机动车道行驶区域设置为预警区，即以机动车道与非机动车道分割线至道路中心线之间的斑马线区域为预警区，或者以机动车道与非机动车道分割线至路对面的机动车道与非机动车道分割线之间的斑马线区域为预警区，当行人进入预警区时摄像机抓拍模块抓拍图像；行人通过相应车道区域，后续没有行人进入预警区，预警区会根据待行人行走的区域缩至行人至道路中心线，以便空出与行人行进方向不干涉的空余车道供车辆通行；

摄像机采集模块：在机动车未进入预警区之前的机动车道上设置触发线，将机动车刚进入预警区时所触碰到的斑马线一侧边线定义为停止线；摄像机采集模块用于采集触发线与停止线间的过车数据；

摄像机抓拍模块：用于抓拍预警区内未礼让行人的机动车辆；行人进入预警区时，雷达预警区域模块会给摄像机抓拍模块以抓拍信号，摄像机抓拍模块自动截取视频采集模块中车辆进入预警区和离开预警区的两张车辆图片信息，行人出预警区时摄像机抓拍模块停止拍摄车辆图片信息；

本系统还包括系统分析模块，系统分析模块用于融合摄像机抓拍模块所发来的摄像机图像传感数据与雷达数据，融合后数据用于叠加在视频数据上，从而实现行人与车辆间位置信息数据的比较，并分析行人与车辆是否存在冲突可能性；如存在冲突，则产生预警警报；

本系统还包括网络传输模块、存储模块以及报警模块，其中：

网络传输模块：用于传输摄像机抓拍模块所抓拍的摄像机图像传感数据及雷达模块所获取的雷达数据；

存储模块：用于存储过车图片信息、违法抓拍图片信息及雷达数据信息；

音频模块：通过雷达采集模块来跟踪行人行走轨迹，通过摄像机采集模块来跟踪车辆行驶轨迹；当行人通过斑马线，而车辆未在停止线停车，系统分析模块分析车辆与行人是否发生冲突，若存在冲突可能性，由音频模块发出报警提示音；如无冲突，则音频模块不发出报警提示音。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达摄像机的机动车斑马线不礼让行人预警抓拍系统，其特征在于：当雷达采集模块工作并产生预警信号时，摄像机抓拍模块启动三次违章抓拍任务，第一张违章抓拍图像的抓拍点为所述停止线；第二张违章抓拍图像的抓拍点为预警区的中线；第三张违章抓拍图像的抓拍点为预警区的斑马线驶离线。

Images