CN110136485B - 无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法，提醒系统包括有信息采集单元、中央控制器、制动执行单元和提醒装置，信息采集单元、制动执行单元和提醒装置均与中央控制器相连，中央控制器用于接收、处理和发送数据，中央控制器接收信息采集单元采集的信息，中央控制器将接收的信息进行计算、融合，做出相应判断，中央控制器将命令发送给制动执行单元和提醒装置；其方法为：步骤一、信息采集及处理；步骤二、预警判断；步骤三、执行制动；步骤四、行人通过。有益效果：保证人行道通行的安全和通畅，实现了车辆与行人的交流；在斑马线前停车时，车辆仍然处于制动状态，防止驾驶员误操作启动车辆。
Description
技术领域
本发明涉及一种行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法，特别涉及一种无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法。
背景技术
目前，随着车辆的广泛普及，道路交通安全问题日益严重。特别是没有红绿灯的人行道，由于人、车、路之间不能及时进行交互，容易发生道路交通安全事故。根据相关部门发布的数据，几年来，在人行道处发生机动车与人的交通事故30817起，其中90％的事故是由于机动车未按规定让行而发生的，行人通过人行道的安全性亟待提高。
我国交通法规定：“机动车行经人行横道线时，应当减速行驶；遇行人正在通过人行横道线，应当停车让行。”但是，在没有红绿灯的人行道处，只有少数司机可以完全做到礼让行人，多数司机以自我为中心，与行人争抢优先通行权，极易导致意外发生。
公开号为CN102509089A的中国专利申请《逐行扫描识别斑马线及测量斑马线距离的方法》提出了一种逐行扫描识别斑马线及测量斑马线距离的方法，该发明利用小波模板对图像采取逐行扫描来识别斑马线,斑马线识别抗干扰能力强,识别精度高,识别速度快。
公开号为CN108944857A的中国专利申请《一种车辆近斑马线强制减速或停车装置》提出了一种车辆近斑马线强制减速或停车装置。该装置可以有效实现多曝光图像的融合,提高了斑马线图像的识别能力。最后对小波图像融合算法进行评价。还是在速度传感器上利用编码器产生的脉冲可直接获得速度信息,即光电编码器和测量对象同轴连接,当测量对象转动时,带动光电编码器产生脉冲信号,输送给单片机控制系统进行处理,进而测量出速度。
国外提醒机制在车辆上的应用比较成熟，提醒机制包括多种形式比如响铃和闪灯，但主要针对驾驶员，针对行人的提醒机制尚未广泛研究。国内有一些针对行人的提醒机制的发明专利，但使用效率不高，系统功能实现方式不够简洁，实用性不强，细节研究未能深入，大都难以广泛使用。目前有很多车辆过斑马线辅助提醒的方法，但大多数是基于距离、车速以及加速度进行决策和控制，这些方法并没有考虑行人过斑马线的意图，所以它们的准确性并不是很高。
发明内容
本发明的目的是为了有效避免车辆与行人争抢优先通行权，保证人行道通行的安全和通畅而提供的一种无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法。
本发明提供的无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统包括有信息采集单元、中央控制器、制动执行单元和提醒装置，信息采集单元、制动执行单元和提醒装置均与中央控制器相连，中央控制器用于接收、处理和发送数据，中央控制器接收信息采集单元采集的信息，中央控制器将接收的信息进行计算、融合，做出相应判断，中央控制器将命令发送给制动执行单元和提醒装置，信息采集单元用于采集行驶道路信息、行人信息及车辆自身行驶的信息，信息采集单元将处理后的信息传递给中央控制器，制动执行单元用于在接近安全距离时驾驶员没有采取制动措施，中央控制器向其发送命令，对车辆执行相应的制动。
信息采集单元包括摄像头、激光雷达和车辆自身信息采集系统，摄像头采用basler相机，规格为scA1300-32gm/gc，用于采集斑马线的图像信息，最终将信息传递给中央控制器，激光雷达采用ibeo四线激光雷达，用于采集距离及行人信息，车辆自身信息采集系统用于采集车辆的行驶速度和加速度。
中央控制器的型号为MicroAutoBoxⅡ，也可以是其它满足该系统功能的控制器。
制动执行单元采用电子机械制动助力系统作为执行机构,能够适用于传统燃油车和新能源汽车,便于中央控制器控制,及时进行制动。
提醒装置包括蜂鸣器、流水车灯及其驱动器，蜂鸣器采用YMD1095型有源电磁式蜂鸣器，流水车灯的型号为5050RGB3T-2811-12V，流水车灯的驱动器采用LED灯电源适配器，中央控制器发送信息命令控制流水车灯和蜂鸣器，实现指引行人穿越斑马线，以及提醒驾驶员有行人即将穿越斑马线，流水车灯上的LED灯依次亮起，方向与行人行进方向一致，为行人指引方向，若有向不同方向行进的行人，则使左右的车灯分别沿左右两个方向逐个闪亮指引行人；蜂鸣器发出滴滴声提醒驾驶员前方路段有行人，使驾驶员减速停车。流水车灯裁剪、焊接方便自由，每一组LED均可组成回路，可以沿着上面的切线任意截断和焊接，满足对各种长度的需求，将其固定在车头两个转向灯附近，便于行人观看，若该车辆已安装了流水转向灯则不需要再安装，可直接对其进行控制。
本发明提供的无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒方法，其方法如下所述：
步骤一、信息采集及处理，具体如下：
1)、通过信息采集单元中的摄像头用于采集人行道斑马线的信息；
2)、通过信息采集单元中的雷达系统采集距离及行人信息；
3)、通过车辆自身信息采集系统用于采集车辆的行驶速度和加速度；
4)、通过中央控制器将获得的行人信息和距离信息整合,根据时间及距离的变化计算出行人在垂直于车辆行驶方向上与车辆的相对距离、速度和加速度，根据预先对成像设备所成图像与成像设备距离进行标定,实现对斑马线距离的测量；
步骤二、预警判断，具体如下：
1)、检测到斑马线时，根据车辆是否处于高速或加速状态进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
2)、检测到斑马线上有行人时，基于行人意图进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
3)、检测车辆已经开始减速，根据当前状态计算出车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车，进而判断是否向驾驶员发出提醒信号；
步骤三、执行制动，具体如下：
1)、向驾驶员发出提醒信号的同时对车辆进行预制动；
2)、驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车；
步骤四、行人通过，具体如下：
1)、停车后，车辆继续保持制动状态，防止驾驶员误操作威胁行人安全；
2)、停车后，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向；
3)、检测到行人都已安全通过，制动解除，车辆可以继续行驶。
步骤二中的行人意图识别策略如下：
一、方向及坐标系的建立：
a、汽车速度坐标系的建立：以汽车质心为原点o，以汽车中轴为y轴，汽车前进方向为y轴正方向；垂直于y轴为x轴，汽车前进方向向左为x轴正方向，垂直于路面向上为z轴正方向；
b、方位坐标系的建立：规定以汽车中轴线为基准线，汽车前进方向设为0°，顺时针为正，设汽车车宽为w，汽车质心与斑马线在y方向最短距离为h，汽车质心与斑马线左右边缘在x方向最短距离为l，将所识别斑马线分为三个区块：中区，即：正前区：左前区/>和右前区/>
二、策略制定：依据摄像头及雷达检测识别精度，考虑从汽车与斑马线相距30米时开始执行该策略,不考虑行人的纵向速度,即y方向速度，只根据行人的横向速度、加速度进行决策，假设采样周期为△t1,△t2＝k*△t1，△t2的值应根据装置的精度决定，这里可以取0.7s；
第一种情况：行人不在斑马线上，则认为行人没有穿越斑马线的意图，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
第二种情况：行人在斑马线上，具体如下：
a、行人在△t2内保持横向速度，即x方向速度为零或在△t2后期保持为零，且保持为零的时间占比大于80％，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b、行人在△t2不满足上述a情况所列条件，视为行人处于有横向速度的状态，输入角度曲线图像判断行人是否跨区；
b.1、行人在△t2内有跨区现象，具体如下：
b.1.1、行人从左前区或右前区跨入中区，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.1.2、行人从中区跨入左前区或右前区，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2、行人在△t2内没有跨区现象，具体如下：
b.2.1、行人在中区，无论速度如何，认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2、行人在左前区或右前区：
b.2.2.1、行人在△t2内速度无大波动，或前期有波动后期平稳；
b.2.2.1.1行人在左前区，速度为正，或行人在右前区，速度为负，则认为行人将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.1.2行人在左前区，速度为负，或行人在右前区，速度为正，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.2、行人在△t2内速度有集中较大波动,则认为行人在犹豫，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号。
本发明的工作原理：
第一种情况、斑马线上没有行人；
当信息采集单元采集到斑马线并且没有行人通过时，中央控制器根据当前车辆行驶速度、加速度及车辆与斑马线的距离进行判断：
a.当前车速高于规定的安全行驶车速且驾驶员已经开始减速，根据车速、加速度、车辆与斑马线的距离计算车辆能否在通过斑马线前降到规定的安全行驶车速，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员制动力度仍然不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下；
b.当前车速高于规定的安全行驶车速且驾驶员没有减速，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
第二种情况、斑马线上有行人，行人横向速度不为零且存在跨区现象；
当信息采集单元采集到斑马线且有行人，已经判断出行人横向速度不为零且存在跨区现象时，进而判断出行人正在进行那种跨区行为：
a.当行人从左前区或右前区跨入中区时，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.当行人从中区跨入左前区或右前区，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号。此时判断车辆通过斑马线车速能否前降到规定的安全行驶车速以下，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
第三种情况、斑马线上有行人，行人横向速度不为零且不存在跨区现象；
当信息采集单元采集到斑马线且有行人，已经判断出行人横向速度不为零且不存在跨区现象时，进而判断出行人正在处于哪个区域：
a.当在中区时，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.当行人在左前区或右前区时，进一步判断行人速度是否有大波动：
b.1行人速度有大波动,则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.2行人速度无大波动，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号。此时判断车辆通过斑马线前能否车速降到规定的安全行驶车速以下，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
本发明的有益效果：
本发明提供的无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统及方法是基于行人意图识别制定策略，满足多种工况，能够实现在不同工况下对行人及驾驶员的准确提醒，安全可靠；向驾驶员发出提醒信号的同时对车辆进行预制动，消除了驾驶员的反应时间和消除制动器间隙的时间，缩短制动距离，提高了安全性；在斑马线前停车时，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，行人可以安全、快速通过，保证人行道通行的安全和通畅，实现了车辆与行人的交流；在斑马线前停车时，车辆仍然处于制动状态，防止驾驶员误操作启动车辆。
附图说明
图1为本发明所述系统框架结构示意图。
图2为本发明所述的信息采集单元结构示意图。
图3为本发明所述的提醒装置结构示意图。
图4为本发明所述的行人意图识别策略中行人在斑马线上的区域分布图。
图5为本发明所述的行人意图识别策略流程示意图。
上图中的标注如下：
1、信息采集单元2、中央控制器3、制动执行单元4、提醒装置
5、摄像头6、激光雷达7、车辆自身信息采集系统8、蜂鸣器
9、流水车灯10、驱动器11、左前区12、中区13、右前区。
具体实施方式
请参阅图1至5所示：
本发明提供的无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统包括有信息采集单元1、中央控制器2、制动执行单元3和提醒装置4，信息采集单元1、制动执行单元3和提醒装置4均与中央控制器2相连，中央控制器2用于接收、处理和发送数据，中央控制器2接收信息采集单元1采集的信息，中央控制器2将接收的信息进行计算、融合，做出相应判断，中央控制器2将命令发送给制动执行单元3和提醒装置4，信息采集单元1用于采集行驶道路信息、行人信息及车辆自身行驶的信息，信息采集单元1将处理后的信息传递给中央控制器2，制动执行单元3用于在接近安全距离时驾驶员没有采取制动措施，中央控制器2向其发送命令，对车辆执行相应的制动。
信息采集单元1包括摄像头5、激光雷达6和车辆自身信息采集系统7，摄像头5采用basler相机，规格为scA1300-32gm/gc，用于采集斑马线的图像信息，最终将信息传递给中央控制器2，激光雷达6采用ibeo四线激光雷达，用于采集距离及行人信息，车辆自身信息采集系统7用于采集车辆的行驶速度和加速度。
中央控制器2的型号为MicroAutoBoxⅡ，也可以是其它满足该系统功能的控制器。
制动执行单元3采用电子机械制动助力系统作为执行机构,能够适用于传统燃油车和新能源汽车,便于中央控制器2控制,及时进行制动。
提醒装置4包括蜂鸣器8、流水车灯9及其驱动器10，蜂鸣器8采用YMD1095型有源电磁式蜂鸣器，流水车灯9的型号为5050RGB3T-2811-12V，流水车灯9的驱动器10采用LED灯电源适配器，中央控制器2发送信息命令控制流水车灯9和蜂鸣器8，实现指引行人穿越斑马线，以及提醒驾驶员有行人即将穿越斑马线，流水车灯9上的LED灯依次亮起，方向与行人行进方向一致，为行人指引方向，若有向不同方向行进的行人，则使左右的车灯分别沿左右两个方向逐个闪亮指引行人；蜂鸣器8发出滴滴声提醒驾驶员前方路段有行人，使驾驶员减速停车。流水车灯9裁剪、焊接方便自由，每一组LED均可组成回路，可以沿着上面的切线任意截断和焊接，满足对各种长度的需求，将其固定在车头两个转向灯附近，便于行人观看，若该车辆已安装了流水转向灯则不需要再安装，可直接对其进行控制。
本发明提供的无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒方法，其方法如下所述：
步骤一、信息采集及处理，具体如下：
1)、通过信息采集单元1中的摄像头5用于采集人行道斑马线的信息；
2)、通过信息采集单元1中的雷达系统采集距离及行人信息；
3)、通过车辆自身信息采集系统7用于采集车辆的行驶速度和加速度；
4)、通过中央控制器2将获得的行人信息和距离信息整合,根据时间及距离的变化计算出行人在垂直于车辆行驶方向上与车辆的相对距离、速度和加速度，根据预先对成像设备所成图像与成像设备距离进行标定,实现对斑马线距离的测量；
步骤二、预警判断，具体如下：
1)、检测到斑马线时，根据车辆是否处于高速或加速状态进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
2)、检测到斑马线上有行人时，基于行人意图进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
3)、检测车辆已经开始减速，根据当前状态计算出车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车，进而判断是否向驾驶员发出提醒信号；
步骤三、执行制动，具体如下：
1)、向驾驶员发出提醒信号的同时对车辆进行预制动；
2)、驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车；
步骤四、行人通过，具体如下：
1)、停车后，车辆继续保持制动状态，防止驾驶员误操作威胁行人安全；
2)、停车后，流水车灯9上的LED灯依次亮起，为行人指引方向；
3)、检测到行人都已安全通过，制动解除，车辆可以继续行驶。
步骤二中的行人意图识别策略如下：
一、方向及坐标系的建立：
a、汽车速度坐标系的建立：以汽车质心为原点o，以汽车中轴为y轴，汽车前进方向为y轴正方向；垂直于y轴为x轴，汽车前进方向向左为x轴正方向，垂直于路面向上为z轴正方向；
b、方位坐标系的建立：规定以汽车中轴线为基准线，汽车前进方向设为0°，顺时针为正，设汽车车宽为w，汽车质心与斑马线在y方向最短距离为h，汽车质心与斑马线左右边缘在x方向最短距离为l，将所识别斑马线分为三个区块：中区12，即：正前区：左前区11/>和右前区13/>
二、策略制定：依据摄像头5及雷达检测识别精度，考虑从汽车与斑马线相距30米时开始执行该策略,不考虑行人的纵向速度,即y方向速度，只根据行人的横向速度、加速度进行决策，假设采样周期为△t1,△t2＝k*△t1，△t2的值应根据装置的精度决定，这里可以取0.7s；
第一种情况：行人不在斑马线上，则认为行人没有穿越斑马线的意图，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
第二种情况：行人在斑马线上，具体如下：
a、行人在△t2内保持横向速度，即x方向速度为零或在△t2后期保持为零，且保持为零的时间占比大于80％，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b、行人在△t2不满足上述a情况所列条件，视为行人处于有横向速度的状态，输入角度曲线图像判断行人是否跨区；
b.1、行人在△t2内有跨区现象，具体如下：
b.1.1、行人从左前区或右前区跨入中区12，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.1.2、行人从中区12跨入左前区或右前区13，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2、行人在△t2内没有跨区现象，具体如下：
b.2.1、行人在中区12，无论速度如何，认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2、行人在左前区11或右前区13：
b.2.2.1、行人在△t2内速度无大波动，或前期有波动后期平稳；
b.2.2.1.1行人在左前区11，速度为正，或行人在右前区13，速度为负，则认为行人将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.1.2行人在左前区11，速度为负，或行人在右前区13，速度为正，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.2、行人在△t2内速度有集中较大波动,则认为行人在犹豫，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号。
本发明的工作原理：
第一种情况、斑马线上没有行人；
当信息采集单元1采集到斑马线并且没有行人通过时，中央控制器2根据当前车辆行驶速度、加速度及车辆与斑马线的距离进行判断：
a.当前车速高于规定的安全行驶车速且驾驶员已经开始减速，根据车速、加速度、车辆与斑马线的距离计算车辆能否在通过斑马线前降到规定的安全行驶车速，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员制动力度仍然不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下；
b.当前车速高于规定的安全行驶车速且驾驶员没有减速，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
第二种情况、斑马线上有行人，行人横向速度不为零且存在跨区现象；
当信息采集单元1采集到斑马线且有行人，已经判断出行人横向速度不为零且存在跨区现象时，进而判断出行人正在进行那种跨区行为：
a.当行人从左前区11或右前区13跨入中区12时，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯9上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.当行人从中区12跨入左前区11或右前区13，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号。此时判断车辆通过斑马线车速能否前降到规定的安全行驶车速以下，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
第三种情况、斑马线上有行人，行人横向速度不为零且不存在跨区现象；
当信息采集单元1采集到斑马线且有行人，已经判断出行人横向速度不为零且不存在跨区现象时，进而判断出行人正在处于哪个区域：
a.当在中区12时，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯9上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.当行人在左前区11或右前区13时，进一步判断行人速度是否有大波动：
b.1行人速度有大波动,则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，若驾驶员已经采取制动且能够使车辆在通过斑马线前停车则不向驾驶员发出提醒信号；否则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前停车。车辆在斑马线前停车后，流水车灯9上的LED灯依次亮起，为行人指引方向，提醒行人通过，当检测到行人通过后制动解除，车辆可以继续行驶。
b.2行人速度无大波动，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号。此时判断车辆通过斑马线前能否车速降到规定的安全行驶车速以下，若不能，则向驾驶员发出提醒信号并进行预制动，若向驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器2向制动执行单元3发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下。
Claims (1)
1.一种无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒系统，包括有信息采集单元、中央控制器、制动执行单元和提醒装置，信息采集单元、制动执行单元和提醒装置均与中央控制器相连，中央控制器用于接收、处理和发送数据，中央控制器接收信息采集单元采集的信息，中央控制器将接收的信息进行计算、融合，做出相应判断，中央控制器将命令发送给制动执行单元和提醒装置，信息采集单元用于采集行驶道路信息、行人信息及车辆自身行驶的信息，信息采集单元将处理后的信息传递给中央控制器，制动执行单元用于在接近安全距离时驾驶员没有采取制动措施，中央控制器向其发送命令，对车辆执行相应的制动,信息采集单元包括摄像头、激光雷达和车辆自身信息采集系统，摄像头采用basler相机，规格为scA1300-32gm/gc，用于采集斑马线的图像信息，最终将信息传递给中央控制器，激光雷达采用ibeo四线激光雷达，用于采集距离及行人信息，车辆自身信息采集系统用于采集车辆的行驶速度和加速度，中央控制器的型号为MicroAutoBoxⅡ，提醒装置包括蜂鸣器、流水车灯及其驱动器，蜂鸣器采用YMD1095型有源电磁式蜂鸣器，流水车灯的型号为5050RGB3T-2811-12V，流水车灯的驱动器采用LED灯电源适配器，其特征在于：无红绿灯路段行人过斑马线汽车辅助提醒方法如下所述：
步骤一、信息采集及处理，具体如下：
1)、通过信息采集单元中的摄像头用于采集人行道斑马线的信息；
2)、通过信息采集单元中的雷达系统采集距离及行人信息；
3)、通过车辆自身信息采集系统用于采集车辆的行驶速度和加速度；
4)、通过中央控制器将获得的行人信息和距离信息整合,根据时间及距离的变化计算出行人在垂直于车辆行驶方向上与车辆的相对距离、速度和加速度，根据预先对成像设备所成图像与成像设备距离进行标定,实现对斑马线距离的测量；
步骤二、预警判断，具体如下：
1)、检测到斑马线时，根据车辆是否处于高速或加速状态进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
2)、检测到斑马线上有行人时，基于行人意图进行判断，是否向驾驶员发出提醒信号；
行人意图识别策略如下：
一、方向及坐标系的建立：
a、汽车速度坐标系的建立：以汽车质心为原点o，以汽车中轴为y轴，汽车前进方向为y轴正方向；垂直于y轴为x轴，汽车前进方向向左为x轴正方向，垂直于路面向上为z轴正方向；
b、方位坐标系的建立：规定以汽车中轴线为基准线，汽车前进方向设为0°，顺时针为正，设汽车车宽为w，汽车质心与斑马线在y方向最短距离为h，汽车质心与斑马线左右边缘在x方向最短距离为l，将所识别斑马线分为三个区块：中区，即：正前区：左前区/>和右前区/>
二、策略制定：依据摄像头及雷达检测识别精度，考虑从汽车与斑马线相距30米时开始执行该策略,不考虑行人的纵向速度,即y方向速度，只根据行人的横向速度、加速度进行决策，假设采样周期为△t1,△t2＝k*△t1，△t2的值根据装置的精度决定，这里取0.7s；
第一种情况：行人不在斑马线上，则认为行人没有穿越斑马线的意图，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
第二种情况：行人在斑马线上，具体如下：
a、行人在△t2内保持横向速度，即x方向速度为零或在△t2后期保持为零，且保持为零的时间占比大于80％，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b、行人在△t2不满足上述a情况所列条件，视为行人处于有横向速度的状态，输入角度曲线图像判断行人是否跨区；
b.1、行人在△t2内有跨区现象，具体如下：
b.1.1、行人从左前区或右前区跨入中区，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.1.2、行人从中区跨入左前区或右前区，则认为行人已经将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2、行人在△t2内没有跨区现象，具体如下：
b.2.1、行人在中区，无论速度如何，认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2、行人在左前区或右前区：
b.2.2.1、行人在△t2内速度无大波动，或前期有波动后期平稳；
b.2.2.1.1行人在左前区，速度为正，或行人在右前区，速度为负，则认为行人将要走完斑马线，不需要礼让，不向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.1.2行人在左前区，速度为负，或行人在右前区，速度为正，则认为行人有穿越斑马线的意图，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
b.2.2.2、行人在△t2内速度有集中较大波动,则认为行人在犹豫，需要礼让，向驾驶员发出提醒信号；
3)、检测车辆已经开始减速，根据当前状态计算出车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车，进而判断是否向驾驶员发出提醒信号；
步骤三、执行制动，具体如下：
1)、向驾驶员发出提醒信号的同时对车辆进行预制动；
2)、驾驶员发出提醒信号后驾驶员没有采取制动措施或者制动力度不够，则中央控制器向制动执行单元发送命令，使车辆通过斑马线前降到规定的安全行驶车速以下或停车；
步骤四、行人通过，具体如下：
1)、停车后，车辆继续保持制动状态，防止驾驶员误操作威胁行人安全；
2)、停车后，流水车灯上的LED灯依次亮起，为行人指引方向；
3)、检测到行人都已安全通过，制动解除，车辆可以继续行驶。
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