CN110491126A - 一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能控制技术领域,公开了一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法和系统,所述方法包括在路口对非机动车进行行驶方向预估,并根据红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图对非机动车进行主动控制,同时训导非机动车按照导向车道行驶,所述系统包括后台服务器模块、导向车道模块、缓冲感应区域模块、数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块,本发明实现了对于非机动车在路口行驶的主动管控,杜绝了非机动车闯红灯等不良违法行为,规范了非机动车驾驶行为,具有切实意义上的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域,具体涉及一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法和系统。
背景技术
非机动车包括交通违章行为由来已久,随意性很大,虽然交警部门下大力气集中治理,但违章行为依然很普遍,并且反复。特别是近些年出现的电动自行车,是非常环保的交通工具,各大城市都普遍使用。但是电动自行车由于无牌照,而且速度快,经常造成严重的交通事故。据统计,电动车发生车祸概率最大的地点就是红绿灯路口,电动车用户经常是占着电动车小巧,速度快而强行闯红灯,该行为不仅给交通造成堵塞,甚至造成车祸惨案的发生。
电动车的违章行为主要有如下几种:1、闯红灯,很多电瓶车驾驶人对红灯熟视无睹,反而扰乱了路口的交通秩序,影响了道路的通行能力,而且给自身和他人的生命安全带来威胁,极易引发交通事故,甚至在路口进行超速行驶。2、路口不按导向车道行驶,随意变更车道,强占机动车道行驶,由于非机动车道相对较窄,一些电瓶车驾驶人为了抢时间,图方便,违规驶入机动车道,与机动车争道行驶,严重影响交通秩序。3、在路口越线,在红灯时停在非机动车道停止线以外,甚至停在人行横道上,妨碍行人行走以及机动车右转。
由于电瓶车是按非机动车条例来管理的,违章行驶的处罚标准一般在10-30元,最高也不超过50元,处罚标准过低,难以起到约束作用。并且在高峰期时,交警部门将警力主要用在疏导交通上,没有精力对电瓶车违章进行管理,也助长了电瓶车违章行驶的气焰。
因此,如何开发一种电动车红绿灯控制装置,通过有效控制该电动车安全有效的停止,试图减少此类事故发生的频率甚至规避此类事故,有效减少或避免财产损失,是急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法和系统,用解决背景技术中的问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案:
本发明提供了一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,包括:
在路口预设非机动车行驶导向车道,配置导向车道具有被感应区域范围功能;
在非机动车道靠近路口处预设缓冲感应区域,配置缓冲感应区域具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输的功能;
预配置非机动车具有包括速度采集、转向采集、驾驶人员视频图像采集、车道感应、受控断电、受控减速、受控警报以及数据传输功能;
所述控制方法的具体控制步骤包括:
非机动车进入缓冲感应区域,缓冲感应区域接收该非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图;
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
优选地,所述非机动车行驶导向车道包括直行车道、右转车道和左转车道;
所述直行车道、右转车道和左转车道始发线与终止线分别与对应路口设置的非机动车停止线重合;
所述配置导向车道具有被感应区域范围功能具体为:
在非机动车行驶导向车道下方按照其区域预埋设感应线圈以及压力传感器。
优选地,所述缓冲感应区域设置在非机动车道来车方向靠近路口处,其一端与路口设置的非机动车停止线连接,并设置有实时控制器,另一端设置有非机动车感应器;
所述非机动车感应器在非机动车进入缓冲感应区域时,建立与非机动车的数据连接通道,将接收的数据送入实时控制器;
所述实时控制器实时接收路口红绿灯信号,并根据接收的非机动车行驶数据,处理得到实时控制指令至非机动车。
优选地,所述预配置非机动车,具体包括:
在非机动车中设置速度、加速度传感器、用于测量机动车当前速度和加速度;
设置转向传感器,用于采集非机动车转向数据以判断电动车的预变道方向;
设置无线传输装置,用于与缓冲感应区域进行数据传输;
设置微处理器、开关电路、受控刹车装置和警报装置,用于根据接收到的控制指令,执行断电、减速、警报动作中的一种或几种。
优选地,所述对非机动车方向转角进行预估具体包括:
按照预设采集频率对非机动车方向转角进行读取,带入公式
θf(n)=λ1θ(n-1)+λ2θ(n-2)+λ3θ(n-3)
计算得到方向转角的预测值θf(n),其中θ(n-1)、θ(n-2)、θ(n-3)为预测点前3个时刻的方向转角值,λ1、λ2、λ3分别为权重系数,其初始值分别为-2、根据该预测值θf(n),重复代入得到后续预设时间内的预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m)
根据方向转角实际值与预测值,得到预测偏差δn=θn-θf(n);
根据预测偏差,采用迭代算法修正权重系数;根据方向转角实际值θn以及修正后的权重系数,实时更新预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m)。
优选地,所述采集频率按照车速大小进行匹配,具体为:采集频率在基准采集频率基础上按照车速增大或减小按比例同步增大或减小。
优选地,所述根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间具体包括:
以非机动行驶方向为基准,按照视线与基准夹角划分直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,并分别设置计时器;
采用眼动仪采集驾驶人员眼动参数,配合视频图像中驾驶人员头部偏转数据得到驾驶人员注视视线数据;
根据注视视线与直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域的重合度,分别判断注视区域,并实时更新计时器。
优选地,所述处理得到车道偏移量具体包括:
在非机动车上设置电磁传感器,将采集的相对两侧的电磁信号转换为感应电动势大小,分别为左电动势E1和右电动势E2,代入公式
得到偏移量参考系数ΔE;
采集缓冲感应区域宽度D,带入公式
到偏移量其中γ为修正系数,偏移量的正或负表示向左偏移或者向右偏移。
优选地,所述信息融合处理为:
采用D-S证据融合算法作为转角预估数据、不同注视区域的累计注视时间和偏移量的融合算法,用于判断识别得出非机动车的行驶意图,具体包括:
采用识别框架为Ω={A1、A2、A3},其中A1为直行,A2为左转、A3为右转,按照分布式融合算法进行空域融合,利用Dempster组合规则,计算融合后验证基本概率赋值函数,并基于基本概率值进行结果判定。
本发明还提供一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制系统,包括后台服务器模块、设置在路口的导向车道模块、缓冲感应区域模块以及设置在非机动车上的数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块;
所述导向车道模块具有被感应区域范围功能;
所述缓冲感应区域模块具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输功能;
所述数据采集模块包括速度传感器、转向角度传感器、视频采集装置、车道感应传感器;
所述受控操作模块包括受控断电装置、受控减速装置、受控警报装置;
所述后台服务器模块、导向车道模块、缓冲感应区域模块以及数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块共同执行以下控制步骤:
非机动车进入缓冲感应区域模块,缓冲感应区域模块接收无线传输模块发送的数据采集模块采集的非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
后台服务器根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图;
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令经无线传输模块反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令通过受控操作模块执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则通过受控操作模块执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明通过导向车道感应控制电动车的通断电,能够迫使驾驶人员按照预定区域进行行驶,通过在路口预设缓冲区域,接收采集非机动车行驶数据,通过多种参考数据对车辆行驶意图进行预判,并根据预判接口主动介入非机动的行驶控制,不仅杜绝了非机动不按规定信号灯行驶、超速行驶等乱象,更契合实际路面情况做到了精确把控,减少了由于不同行驶意图导致的误控制,真正意义上实现了规范行车行为,大大降低了事故发生的可能性,具有良好的应用前景;
本发明更进一步创造性的选择了三种参考因素即对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量对行驶意图进行判定,采用信息融合算法对参考数据进行匹配融合,有效降低了不确定的基本概率值,为准确得到判断结果提供了支持,契合了非机动车行驶的真实环境和实际操作情况,既解决了随机性导致的不确定性又能处理模糊性而导致的不确定性;本发明在采集得到方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量均采用了创造性的设计,确保了参考数据的源头准确性,对于非机动方向转角通过反复迭代多重拟合,提高了预测的准确性,对于注视区域判定,将头部转向和眼球视线角度综合起来,提高了精确度,对于车道偏移,将传递的电磁信号通过算法转换为车道偏移量,为精确判断行驶意图提供了必要的基础。
关于本发明相对于现有技术,其他突出的实质性特点和显著的进步在实施例部分进一步详细介绍。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法的流程示意图;
图2为本发明的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在说明书及权利要求书当中使用了某些名称来指称特定组件。应当理解,本领域普通技术人员可能会用不同名称来指称同一个组件。本申请说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的实质性差异作为区分组件的准则。如在本申请说明书和权利要求书中所使用的“包含”或“包括”为一开放式用语,其应解释为“包含但不限定于”或“包括但不限定于”。具体实施方式部分所描述的实施例为本发明的较佳实施例,并非用以限定本发明的范围。
此外,所属技术领域的技术人员知道,本发明的各个方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此,本发明的各个方面可以具体实现为软硬件结合的形式,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外,在一些实施例中,本发明的各个方面还可以实现为在一个或多个微控制器可读介质中的计算机程序产品的形式,该微控制器可读介质中包含微控制器可读的程序代码。
实施例1
请参考图1,本实施例提供一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,包括:
在路口预设非机动车行驶导向车道,配置导向车道具有被感应区域范围功能;
在非机动车行驶导向车道包括直行车道、右转车道和左转车道;
所述直行车道、右转车道和左转车道始发线与终止线分别与对应路口设置的非机动车停止线重合;
所述配置导向车道具有被感应区域范围功能具体为:
在非机动车行驶导向车道下方按照其区域预埋设感应线圈以及压力传感器。
在非机动车道靠近路口处预设缓冲感应区域,配置缓冲感应区域具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输的功能;
所述缓冲感应区域设置在非机动车道来车方向靠近路口处,其一端与路口设置的非机动车停止线连接,并设置有实时控制器,另一端设置有非机动车感应器;
所述非机动车感应器在非机动车进入缓冲感应区域时,建立与非机动车的数据连接通道,将接收的数据送入实时控制器;
所述实时控制器实时接收路口红绿灯信号,并根据接收的非机动车行驶数据,处理得到实时控制指令至非机动车;
预配置非机动车具有包括速度采集、转向采集、驾驶人员视频图像采集、车道感应、受控断电、受控减速、受控警报以及数据传输功能;
本实施例中预配置非机动车,具体包括:
在非机动车中设置速度、加速度传感器、用于测量机动车当前速度和加速度;
设置转向传感器,用于采集非机动车转向数据以判断电动车的预变道方向;
设置无线传输装置,用于与缓冲感应区域进行数据传输;
设置微处理器、开关电路、受控刹车装置和警报装置,用于根据接收到的控制指令,执行断电、减速、警报动作中的一种或几种。
所述控制方法的具体控制步骤包括:
非机动车进入缓冲感应区域,缓冲感应区域接收该非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;所述采集频率按照车速大小进行匹配,具体为:采集频率在基准采集频率基础上按照车速增大或减小按比例同步增大或减小;
所述对非机动车方向转角进行预估具体包括:
按照预设采集频率对非机动车方向转角进行读取,带入公式
θf(n)=λ1θ(n-1)+λ2θ(n-2)+λ3θ(n-3)
计算得到方向转角的预测值θf(n),其中θ(n-1)、θ(n-2)、θ(n-3)为预测点前3个时刻的方向转角值,λ1、λ2、λ3分别为权重系数,其初始值分别为-2、根据该预测值θf(n),重复代入得到后续预设时间内的预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m)
根据方向转角实际值与预测值,得到预测偏差δn=θn-θf(n);
根据预测偏差,采用迭代算法修正权重系数;根据方向转角实际值θn以及修正后的权重系数,实时更新预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m);
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间,具体包括:
以非机动行驶方向为基准,按照视线与基准夹角划分直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,并分别设置计时器;
采用眼动仪采集驾驶人员眼动参数,配合视频图像中驾驶人员头部偏转数据得到驾驶人员注视视线数据;
根据注视视线与直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域的重合度,分别判断注视区域,并实时更新计时器;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量,具体包括:
在非机动车上设置电磁传感器,将采集的相对两侧的电磁信号转换为感应电动势大小,分别为左电动势E1和右电动势E2,代入公式
得到偏移量参考系数ΔE;
采集缓冲感应区域宽度D,带入公式
得到偏移量其中γ为修正系数,偏移量的正或负表示向左偏移或者向右偏移;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图,信息融合处理为:
采用D-S证据(即Dempster/Shafer证据理论)融合算法作为转角预估数据、不同注视区域的累计注视时间和偏移量的融合算法,用于判断识别得出非机动车的行驶意图,具体包括:
采用识别框架为Ω={A1、A2、A3},其中A1为直行,A2为左转、A3为右转,按照分布式融合算法进行空域融合,利用Dempster组合规则,计算融合后验证基本概率赋值函数,并基于基本概率值进行结果判定;其中Dempster组合规则综合了来自多传感器的基本信度分配,得到一个新的信度分配作为输出。
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
实施例2
请参照图2,本实施例提供一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制系统,包括后台服务器模块、设置在路口的导向车道模块、缓冲感应区域模块以及设置在非机动车上的数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块;
所述导向车道模块具有被感应区域范围功能;
所述缓冲感应区域模块具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输功能;
所述数据采集模块包括速度传感器、转向角度传感器、视频采集装置、车道感应传感器;
所述受控操作模块包括受控断电装置、受控减速装置、受控警报装置;
所述后台服务器模块、导向车道模块、缓冲感应区域模块以及数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块共同执行以下控制步骤:
非机动车进入缓冲感应区域模块,缓冲感应区域模块接收无线传输模块发送的数据采集模块采集的非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
后台服务器根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图;
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令经无线传输模块反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令通过受控操作模块执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则通过受控操作模块执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
本发明的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法、装置和系统实现了标签和读写器的双向认证以及多次认证,具有良好的安全与隐私保护特性,保证了通信的安全性和抗风险性,在一些重要保密的场合有广泛的应用前景。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,包括:
在路口预设非机动车行驶导向车道,配置导向车道具有被感应区域范围功能;
在非机动车道靠近路口处预设缓冲感应区域,配置缓冲感应区域具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输的功能;
预配置非机动车具有包括速度采集、转向采集、驾驶人员视频图像采集、车道感应、受控断电、受控减速、受控警报以及数据传输功能;
所述控制方法的具体控制步骤包括:
非机动车进入缓冲感应区域,缓冲感应区域接收该非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图;
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述非机动车行驶导向车道包括直行车道、右转车道和左转车道;
所述直行车道、右转车道和左转车道始发线与终止线分别与对应路口设置的非机动车停止线重合;
所述配置导向车道具有被感应区域范围功能具体为:
在非机动车行驶导向车道下方按照其区域预埋设感应线圈以及压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述缓冲感应区域设置在非机动车道来车方向靠近路口处,其一端与路口设置的非机动车停止线连接,并设置有实时控制器,另一端设置有非机动车感应器;
所述非机动车感应器在非机动车进入缓冲感应区域时,建立与非机动车的数据连接通道,将接收的数据送入实时控制器;
所述实时控制器实时接收路口红绿灯信号,并根据接收的非机动车行驶数据,处理得到实时控制指令至非机动车。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述预配置非机动车,具体包括:
在非机动车中设置速度、加速度传感器、用于测量机动车当前速度和加速度;
设置转向传感器,用于采集非机动车转向数据以判断电动车的预变道方向;
设置无线传输装置,用于与缓冲感应区域进行数据传输;
设置微处理器、开关电路、受控刹车装置和警报装置,用于根据接收到的控制指令,执行断电、减速、警报动作中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述对非机动车方向转角进行预估具体包括:
按照预设采集频率对非机动车方向转角进行读取,带入公式
θf(n)=λ1θ(n-1)+λ2θ(n-2)+λ3θ(n-3)
计算得到方向转角的预测值θf(n),其中θ(n-1)、θ(n-2)、θ(n-3)为预测点前3个时刻的方向转角值,λ1、λ2、λ3分别为权重系数,其初始值分别为-2、根据该预测值θf(n),重复代入得到后续预设时间内的预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m);
根据方向转角实际值与预测值,得到预测偏差δn=θn-θf(n);
根据预测偏差,采用迭代算法修正权重系数;根据方向转角实际值θn以及修正后的权重系数,实时更新预测值θf(n+1)、θf(n+2)…θf(n+m)。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述采集频率按照车速大小进行匹配,具体为:采集频率在基准采集频率基础上按照车速增大或减小按比例同步增大或减小。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间具体包括:
以非机动行驶方向为基准,按照视线与基准夹角划分直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,并分别设置计时器;
采用眼动仪采集驾驶人员眼动参数,配合视频图像中驾驶人员头部偏转数据得到驾驶人员注视视线数据;
根据注视视线与直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域的重合度,分别判断注视区域,并实时更新计时器。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述处理得到车道偏移量具体包括:
在非机动车上设置电磁传感器,将采集的相对两侧的电磁信号转换为感应电动势大小,分别为左电动势E1和右电动势E2,代入公式
得到偏移量参考系数ΔE;
采集缓冲感应区域宽度D,带入公式
得到偏移量其中γ为修正系数,偏移量的正或负表示向左偏移或者向右偏移。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制方法,其特征在于,所述信息融合处理为:
采用D-S证据融合算法作为转角预估数据、不同注视区域的累计注视时间和偏移量的融合算法,用于判断识别得出非机动车的行驶意图,具体包括:
采用识别框架为Ω={A1、A2、A3},其中A1为直行,A2为左转、A3为右转,按照分布式融合算法进行空域融合,利用Dempster组合规则,计算融合后验证基本概率赋值函数,并基于基本概率值进行结果判定。
10.一种基于物联网技术的非机动车路口行驶控制系统,其特征在于,包括后台服务器模块、设置在路口的导向车道模块、缓冲感应区域模块以及设置在非机动车上的数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块;
所述导向车道模块具有被感应区域范围功能;
所述缓冲感应区域模块具有感应行驶在其上非机动车并与其进行数据传输功能;
所述数据采集模块包括速度传感器、转向角度传感器、视频采集装置、车道感应传感器;
所述受控操作模块包括受控断电装置、受控减速装置、受控警报装置;
所述后台服务器模块、导向车道模块、缓冲感应区域模块以及数据采集模块、受控操作模块和无线传输模块共同执行以下控制步骤:
非机动车进入缓冲感应区域模块,缓冲感应区域模块接收无线传输模块发送的数据采集模块采集的非机动车行驶数据,所述行驶数据包括速度、转向、视频图像、驾驶人员眼部数据、车辆位置和车道信息;
后台服务器根据行驶数据预判断非机动车行驶意图,具体包括:
按照预设频率采集转向数据,对非机动车方向转角进行预估;
对非机动车行驶前方区域划分为直行注视区域、左转注视区域、右转注视区域,根据视频图像、驾驶人员眼部数据判断并提取预设时间内不同注视区域的累计注视时间;
在缓冲感应区域两侧设置电磁互感装置,同时采集非机动前方车道信息,提取车道参考标志线,处理得到车道偏移量;
对方向转角预测值、累计注视时间和车道偏移量进行信息融合处理,判断得出非机动车行驶意图;
结合当前红绿灯数据、道路限速数据、接收的非机动车行驶数据以及判断得出的行驶意图综合处理得到控制指令经无线传输模块反馈至非机动车;
非机动车根据接收的控制指令通过受控操作模块执行不予干预、断电、减速、警报动作中的一种或几种;
非机动车驶离缓冲感应区域进入路口后自动感应当前行驶区域是否为行驶导向车道,是则正常行驶,否则通过受控操作模块执行断电操作直至感应到行驶区域为行驶导向车道或者接收到已驶离路口信号。
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