CN110428664B - 基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所要解决的问题是，如何有效避免汽车撞人或减轻撞击伤害。基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，包括如下步骤：a.安装在汽车上的计算机视觉识别端根据拍摄的视频，实时提取并识别视频中的人体头部；b.由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；c.当人体与汽车之间的距离在某一距离内时，将识别信号反馈给驾驶员或者无人驾驶时启动汽车防撞、减轻撞击的程序；d.当未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止汽车防撞、减轻撞击的程序。利用人体识别端实时识别行人，并启动汽车防撞、减轻撞击的程序，能有效保护行人，特别适用于汽车自动驾驶技术领域。

Description

基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法
技术领域
本发明涉及智能交通技术领域，尤其是基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法。
背景技术
由于驾驶员车窗视角、人眼的局限性和疲劳驾驶等因素，有时无法发现汽车前方的行人，导致撞人事故。
在无人驾驶汽车技术领域，有时无法准确识别出汽车前方的行人，导致未能采取避让措施，发生撞人事故。
发明内容
本发明所要解决的问题是，如何有效避免汽车撞人或减轻撞击伤害。
基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，包括如下步骤：a.安装在汽车上的计算机视觉识别端根据拍摄的视频，实时提取并识别视频中的人体头部；b.由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；c.当人体与汽车之间的距离在某一距离内时，将识别信号反馈给驾驶员或者无人驾驶时启动汽车防撞、减轻撞击的程序；d.当未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止汽车防撞、减轻撞击的程序。
优选地，某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。据相关研究，车速10km/h时，撞人会轻伤，当距离范围为1m时，留给计算机视觉识别端的人体识别反应时间为0.36s；车速100km/h时，撞人死亡率极高，当距离范围为10m时，留给计算机视觉识别端的人体识别反应时间同样为0.36s。
优选地，设人体与汽车之间的距离为d，则d=180s/(rβπ)，此时，计算机视觉识别端安装在汽车正前方，人体与计算机视觉识别端之间的距离即为人体与汽车之间的距离，其中r为人体头部直径在视频图像中所占像素比例大小，由计算机计算得出，计算机视觉识别端视角为β，为计算机视觉识别端固定参数，人体头部直径s，人体头部大小相差不大，为一常量。
优选地，某一距离是指汽车预行驶轨迹上人体与汽车之间的距离，该某一距离定义如下：首先根据人体在视频中成象位置，确定人体偏离汽车预行驶轨迹的夹角α；然后结合该夹角，根据人体与汽车之间的距离d和汽车本身的宽度1-3倍，设为k，如果dsinα≤k/2，则判断人体位于汽车预行驶轨迹上；将该人体与汽车之间的距离纳入某一距离。
优选地，某一时间段范围为1s。
优选地，汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。
优选地，汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。
优选地，减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。
优选地，在汽车底盘下也安装有计算机视频识别端，用于识别车轮附近的人体，并启动防碾压程序。
优选地，防碾压程序包括车轮转弯避让人体、汽车减速。
有益效果如下：
1.利用人体识别端实时识别行人，并启动汽车防撞、减轻撞击的程序，能有效保护行人，特别适用于汽车自动驾驶技术领域。
2.利用人体头部大小相差不大的规律，将其设为常量进行定位和距离测算，简便高效。
3.该某一距离的定义，能提高人体与汽车撞击预测的可能性，防止其它不可能撞击的情况造成电磁铁开关的频繁动作，保护设备。
4.防碾压程序能够在人眼无法观察的视野下，防止碾压人体，有效保护了卷入汽车底盘下的行人安全。
附图说明
图1是人体与汽车之间的距离计算原理示意图；
图2是判断人体是否位于汽车预行驶轨迹上的原理示意图。
具体实施方式
实施例1
基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，包括如下步骤：a.安装在汽车上的计算机视觉识别端根据拍摄的视频，实时提取并识别视频中的人体头部；b.由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关，因此，可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；c.当人体与汽车之间的距离在某一距离内时，将识别信号反馈给驾驶员或者无人驾驶时启动汽车防撞、减轻撞击的程序；d.当未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止汽车防撞、减轻撞击的程序。
某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。据相关研究，车速10km/h时，撞人会轻伤，当距离范围为1m时，留给计算机视觉识别端的人体识别反应时间为0.36s；车速100km/h时，撞人死亡率极高，当距离范围为10m时，留给计算机视觉识别端的人体识别反应时间同样为0.36s。由于只需要识别人形，不需要人脸识别，该反应时间是足够的。
如图1所示，设人体与汽车之间的距离为d，则d=180s/(rβπ)，此时，计算机视觉识别端安装在汽车正前方，人体与计算机视觉识别端之间的距离即为人体与汽车之间的距离，其中r为人体头部直径在视频图像中所占像素比例大小，由计算机计算得出，计算机视觉识别端视角为β，为计算机视觉识别端固定参数，人体头部直径s，人体头部大小相差不大，为一常量。计算机视觉识别端拍摄的图像为以计算机视觉识别端为圆心的扇形区域，则有，r=s/(πβd/180)，得出，d=180s/(rβπ)。
如图2所示，某一距离是指汽车预行驶轨迹上人体与汽车之间的距离，该某一距离定义如下：首先根据人体在视频中成象位置，确定人体偏离汽车预行驶轨迹的夹角α；然后结合该夹角，根据人体与汽车之间的距离d和汽车本身的宽度1-3倍，设为k，如果dsinα≤k/2，则判断人体位于汽车预行驶轨迹上；将该人体与汽车之间的距离纳入某一距离。为了提高安全系数，也可将k扩大到汽车本身的宽度的1-3倍。
某一时间段范围为1s。从汽车保险杠到车窗的距离最大为1m左右，以撞人轻伤车速10km/h为例，此时需要延迟时间为0.36s，车速越快，该延迟时间越短，因此时间段范围为1s是足够的。
汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。
汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。
减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。
在汽车底盘下也安装有计算机视频识别端，用于识别车轮附近的人体，并启动防碾压程序。
防碾压程序包括车轮转弯避让人体、汽车减速。

Claims (9)

1.基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法,包括如下步骤：a.安装在汽车上的计算机视觉识别端根据拍摄的视频,实时提取并识别视频中的人体头部；b.由于人体头部在视频图像中所占像素比例大小与其距离计算机视觉识别端的远近成反相关,因此,可根据其所占像素比例大小确定其与汽车之间的距离；c.当人体与汽车之间的距离在某一距离内时,将识别信号反馈给驾驶员或者无人驾驶时启动汽车防撞、减轻撞击的程序，设人体与汽车之间的距离为d，则d=180s/(rβπ)，此时，计算机视觉识别端安装在汽车正前方，人体与计算机视觉识别端之间的距离即为人体与汽车之间的距离，其中r为人体头部直径在视频图像中所占像素比例大小，由计算机计算得出，计算机视觉识别端视角为β，为计算机视觉识别端固定参数，人体头部直径s，人体头部大小相差不大，为一常量；d.当未识别到人体某一时间段内时，识别信号消失，停止汽车防撞、减轻撞击的程序。
2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为某一距离范围为1-10m，且该距离与车速反相关。
3.根据权利要求1所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为某一距离是指汽车预行驶轨迹上人体与汽车之间的距离，该某一距离定义如下：首先根据人体在视频中成像位置，确定人体偏离汽车预行驶轨迹的夹角α；然后结合该夹角，根据人体与汽车之间的距离d和汽车本身的宽度1-3倍，设为k，如果dsinα≤k/2，则判断人体位于汽车预行驶轨迹上；将该人体与汽车之间的距离纳入某一距离。
4.根据权利要求1所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为某一时间段范围为1s。
5.根据权利要求1所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为汽车防撞、减轻撞击程序在无人驾驶汽车上，根据人体识别信号自动启动。
6.根据权利要求5所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为汽车防撞程序包括汽车减速、转弯避让。
7.根据权利要求5所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为减轻撞击程序包括打开安装在车外前方的安全气囊。
8.根据权利要求1所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为在汽车底盘下也安装有计算机视频识别端，用于识别车轮附近的人体，并启动防碾压程序。
9.根据权利要求8所述的基于计算机视觉人体识别的交通防撞方法，其特征为防碾压程序包括车轮转弯避让人体、汽车减速。
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