CN110570670A - 基于视频行人检测的路段行人过街信号系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于视频行人检测的路段行人过街信号系统及方法，其包括行人过街信号灯以及交通信号控制机；在斑马线的每个端部外侧设置视频行人检测器以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线端部外地面处的行人等待区；当所采集并识别行人等待区内过街行人的状态信息与视频行人检测器内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器能向交通信号控制机发送行人过街请求信号，交通信号控制机根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯的工作状态。本发明能最大程度地满足不同行人的过街需求，避免过街等待行人对同向非机动车以及行人通行的干扰，提高行人过街的效率以及可靠性。

Description

基于视频行人检测的路段行人过街信号系统及方法

技术领域

本发明涉及一种路段行人过街信号系统及方法，尤其是一种基于视频行人检测的路段行人过街信号系统及方法，属于道路交通信号控制的技术领域。

背景技术

目前，我国城市道路行人过街信号设置一般有固定方案式、行人按钮触发式、视频检测行人过街三种方式，其中大部分行人过街信号采用固定方案的控制方式。

当行人过街数量较少或无行人等待时，固定方案方式仍按照预制的相位设置进行切换，造成行人相位存在一定的空放现象，极大的浪费了主干道机动车通行时间。行人按钮触发式过街信号是在道路的人行横道两侧安装行人过街请求按钮，通过按动按钮来触发行人的过街请求信号，此种方式存在的问题是手动按钮装置为物理器件，容易人为损害而造成行人过街信号无法实现；同时由于行人请求按钮在频繁按下后，信号相位切换有一定的过渡等待时间，更易造成行人多次按动按钮，从而加剧了行人请求按钮的损坏。

现有的视频检测行人过街方式主要针对行人过街设定单一的阈值条件，而未考虑到不同行人过街数量对过街需求的忍耐时间的影响，单一的阈值触发条件容易造成行人组团式闯红灯过马路行为的发生，引发交通安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于视频行人检测的路段行人过街信号系统及方法，其能最大程度地满足不同行人数量的过街需求，避免过街等待行人对同向非机动车以及行人通行的干扰，提高行人过街的效率以及可靠性。

按照本发明提供的技术方案，所述基于视频行人检测的路段行人过街信号系统，包括设置于斑马线两端的行人过街信号灯以及用于控制所述行人过街信号灯工作状态的交通信号控制机；

在斑马线的每个端部外侧设置视频行人检测器以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线端部外地面处的行人等待区，通过视频行人检测器能采集行人等待区内过街行人的视频信息，视频行人检测器与交通信号控制机电连接；

当所采集并识别行人等待区内过街行人的状态信息与视频行人检测器内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器能向交通信号控制机发送行人过街请求信号，交通信号控制机根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯的工作状态。

所述视频行人检测器通过检测器安装架安装于斑马线的端部外侧，所述检测器安装架包括呈竖直分布的支撑杆以及位于所述支撑杆上端部的悬臂，视频行人检测器倾斜安装于悬臂上后能对准行人等待区，支撑杆与行人等待区间的水平距离为2米～3米；所述行人等待区交通标志还包括设置于支撑杆上的行人等待区标牌。

所述视频行人检测器包括视频实时采集模块、行人过街信息分析模块以及行人过街信号触发模块，通过视频实时采集模块能实时行人等待区内过街行人的视频流，通过行人过街信息分析模块能识别行人等待区内过街行人的状态信息，且将所识别过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较，当过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值匹配时，行人过街信息分析模块能通过行人过街信号触发模块向交通信号机发送行人过街请求信号。

所述行人过街信息分析模块包括行人过街信息识别模块以及行人过街信息处理模块，通过行人过街信息识别模块能对视频实时采集模块的行人过街视频流进行识别，所述识别的过街行人的状态信息包括行人等待区内行人数量、行人的最大等待时间以及行人的行进时间；通过行人过街信息处理模块能将过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较；

行人过街信号触发模块通过信号转换器与交通信号控制机连接，所述行人过街信号触发模块与信号转换器间的连接方式包括RJ45连接或RS485连接。

所述视频行人检测器内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒；

视频行人检测器向交通信号控制机发送行人过街请求信号的具体过程包括如下步骤：

步骤1、通过视频行人检测器采集行人等待区内过街行人的视频信息；

步骤2、在视频行人检测器内进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计时，在倒计时结束期间内，判断行人等待区内的过街行人是否为0，若行人等待区内的过街行人为0时，则进行重新进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计，否则，进入步骤3；

步骤3，判断行人等待区内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值是否小于阈值百分比m％，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值均小于阈值百分比m％时，则在首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时结束后，向交通信号控制机发送行人过街请求信号；否则，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内且行人等待区内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值大于阈值百分比m％时，则进入步骤4；

步骤4，在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区的行人数量小于过街等待人数上限阈值Pmax时，则判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒的剩余时间和达到阈值百分比m％时最大等待时间b秒间的最小值，在取最小值的时间内若检测行人等待区的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，则直接向交通信号控制机发送行人过街请求信号，否则，在经过所取最小值的时间后，向交通信号控制机发送行人过街请求信号；

在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，立即向交通信号控制机发送行人过街请求信号；

步骤5、交通信号控制机收到行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿，若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器向交通信号控制机发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，若行人等待区内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，转步骤3；若行人等待区内行人一直存在，则判断一定时间内没有行人离开检测区域后，则立即开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒的计时，并转步骤3。

一种基于视频行人检测的路段行人过街方法，包括设置于斑马线两端的行人过街信号灯以及用于控制所述行人过街信号灯工作状态的交通信号控制机；

在斑马线的每个端部外侧设置视频行人检测器以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线端部外地面处的行人等待区，通过视频行人检测器能采集行人等待区内过街行人的视频信息，视频行人检测器与交通信号控制机电连接；

当所采集并识别行人等待区内过街行人的状态信息与视频行人检测器内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器能向交通信号控制机发送行人过街请求信号，交通信号控制机根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯的工作状态。

所述视频行人检测器内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒；

视频行人检测器向交通信号控制机发送行人过街请求信号的具体过程包括如下步骤：

步骤1、通过视频行人检测器采集行人等待区内过街行人的视频信息；

步骤2、在视频行人检测器内进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计时，在倒计时结束期间内，判断行人等待区内的过街行人是否为0，若行人等待区内的过街行人为0时，则进行重新进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计，否则，进入步骤3；

步骤3，判断行人等待区内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值是否小于阈值百分比m％，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值均小于阈值百分比m％时，则在首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时结束后，向交通信号控制机发送行人过街请求信号；否则，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内且行人等待区内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值大于阈值百分比m％时，则进入步骤4；

步骤4，在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区的行人数量小于过街等待人数上限阈值Pmax时，则判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒的剩余时间和达到阈值百分比m％时最大等待时间Tm秒间的最小值，在取最小值的时间内若检测行人等待区的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，则直接向交通信号控制机发送行人过街请求信号，否则，在经过所取最小值的时间后，向交通信号控制机发送行人过街请求信号；

在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，立即向交通信号控制机发送行人过街请求信号

步骤5、交通信号控制机收到行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿，若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器向交通信号控制机发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，若行人等待区内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，转步骤3；若行人等待区内行人一直存在，则判断一定时间内没有行人离开检测区域后，则立即开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒的计时，并转步骤3。

所述视频行人检测器通过检测器安装架安装于斑马线的端部外侧，所述检测器安装架包括呈竖直分布的支撑杆以及位于所述支撑杆上端部的悬臂，视频行人检测器倾斜安装于悬臂上后能对准行人等待区，支撑杆与行人等待区间的水平距离为2米～3米；所述行人等待区交通标志还包括设置于支撑杆上的行人等待区标牌。

所述视频行人检测器包括视频实时采集模块、行人过街信息分析模块以及行人过街信号触发模块，通过视频实时采集模块能实时行人等待区内过街行人的视频流，通过行人过街信息分析模块能识别行人等待区内过街行人的状态信息，且将所识别过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较，当过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值匹配时，行人过街信息分析模块能通过行人过街信号触发模块向交通信号机发送行人过街请求信号。

所述行人过街信息分析模块包括行人过街信息识别模块以及行人过街信息处理模块，通过行人过街信息识别模块能对视频实时采集模块的行人过街视频流进行识别，所述识别的过街行人的状态信息包括行人等待区内行人数量、行人的最大等待时间以及行人的行进时间；通过行人过街信息处理模块能将过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较；

行人过街信号触发模块通过信号转换器与交通信号控制机连接，所述行人过街信号触发模块与信号转换器间的连接方式包括RJ45连接或RS485连接。

本发明的优点：通过视频行人检测器能获取行人等待区内过街行人的视频信息，视频行人检测器根据行人等待区内过街行人的状态信息能向交通信号控制机发送行人过街请求，以使得交通信号控制机能控制行人过街信号灯的工作状态，充分考虑不同行人过街数量对过街时间的心理需求，设立多层级行人数量阈值及最大过街忍耐时间，能够有效降低行人过街组团式闯红灯现象的发生。通过行人等待区内过街行人进行检测识别，能够规范行人过街时等待区域，避免造成过街等待行人对同向非机动车及行人的干扰。行人过街请求信号采用信号开关量方式进行触发，实施便捷，实用范围广。基于视频主动检测行人过街需求，将传统被动检测为主动检测，提升了行人过街通行权和信号控制的智能化水平。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明行人等待区交通标志的示意图。

图3为本发明的结构框图。

图4为本发明的流程图。

附图标记说明：1-斑马线、2-行人等待区、3-支撑杆、4-悬臂、5-视频行人检测器、6-视频实时采集模块、7-行人过街信息识别模块、8-行人过街信息处理模块、9-行车道、10-行人过街信号触发模块、11-信号转换器、12-交通信号机、13-行人过街信号灯、14-行人过街信息分析模块以及15-行人等待区标牌。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图3所示：为了能最大程度地满足不同行人的过街需求，避免过街等待行人对同向非机动车以及行人通行的干扰，提高行人过街的通行效率以及可靠性，本发明包括设置于斑马线1两端的行人过街信号灯13以及用于控制所述行人过街信号灯13工作状态的交通信号控制机12；

在斑马线1的每个端部外侧设置视频行人检测器5以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线1端部外地面处的行人等待区2，通过视频行人检测器5能采集行人等待区2内过街行人的视频信息，视频行人检测器5与交通信号控制机12电连接；

当所采集并识别行人等待区2内过街行人的状态信息与视频行人检测器5内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器5能向交通信号控制机12发送行人过街请求信号，交通信号控制机12根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯13的工作状态。

具体地，斑马线1贯穿行车道9，斑马线1与机动车行驶的行车道9之间的关系与现有相一致，行人过街信号灯13一般设置在斑马线1的两端外，通过交通信号控制机12能控制行人过街信号灯13的工作状态，行人过街信号灯13的工作状态一般为红灯状态、绿灯状态或其他所需的状态，行人过街信号灯13在斑马线1端部的位置，以及交通信号控制机12与行人过街信号灯13之间的配合关系均与现有相一致，具体为本技术领域的技术人员所熟知，此处不再赘述。当然，交通信号控制机12也可采用现有常用的形式，具体可以根据需要进行选择。

本发明实施例中，在斑马线1的每个端部外侧均设置视频行人检测器5以及行人等待区交通标志，其中，行人等待区标志包括位于斑马线1端部外地面处的行人等待区2，一般地，行人等待区2紧邻斑马线1的端部，行人等待区2的宽度与斑马线1的宽度相一致，过街的行人需要站立在行人等待区2内，行人等待区2位于视频行人检测器5的视频检测区域内，从而通过视频行人检测器5检测斑马线1每个端部外需要通过所述斑马线1的待过街行人的视频信息，视频行人检测器5与交通信号控制机12电连接，以便视频行人检测器5能向交通信号控制机12发送行人过街请求。

本发明实施例中，视频行人检测器5根据采集对应行人等待区2内过街行人的视频信息后，能分析得到所述行人等待区2内过街行人的状态信息，在视频行人检测器5内预先设置过街请求阈值，当分析得到过街行人的状态信息与过街请求阈值匹配时，视频行人检测器5即向交通信号控制机12发送行人过街请求，而交通信号控制机12在收到行人过街请求后，能控制行人过街信号灯13处于绿灯状态，当行人过街信号灯13处于绿灯状态时，位于行人等待区2内的过街行人能穿过斑马线1，实现通过斑马线1的目的，提高行人过街的通行效率以及可靠性。

进一步地，所述视频行人检测器5通过检测器安装架安装于斑马线1的端部外侧，所述检测器安装架包括呈竖直分布的支撑杆3以及位于所述支撑杆3上端部的悬臂4，视频行人检测器5倾斜安装于悬臂4上后能对准行人等待区2，支撑杆3与行人等待区2间的水平距离为2米～3米；所述行人等待区交通标志还包括设置于支撑杆3上的行人等待区标牌15。

本发明实施例中，支撑杆3呈自立状态，支撑杆3的高度可为5米，悬臂4位于支撑杆3的上端，悬臂4与支撑杆3相互垂直，悬臂4的长度可为1米，支撑杆3与行人等待区2的水平距离2米～3米，视频行人检测器5倾斜安装于在悬臂4上，以便能对准行人等待区2，视频行人检测器5在悬臂5上的倾斜状态以能有效且全面获取行人等待区2内过街行人的视频信息为准。

具体实施时，行人等待区交通标志还包括行人等待区标牌15，行人等待区标牌15安装在支撑杆3离地2/3位置处，行人等待区标牌15上的字样为“视频识别，行人过街”，行人等待区标牌15为蓝底白字；行人等待区2呈长方形，靠近机动车道一侧为黄色线条，整个行人等待区2为红底白字，字样为“行人等待区”。

进一步地，所述视频行人检测器5包括视频实时采集模块6、行人过街信息分析模块14以及行人过街信号触发模块10，通过视频实时采集模块6能实时获取行人等待区2内过街行人的视频流，通过行人过街信息分析模块14能识别行人等待区2内过街行人的状态信息，且将所识别过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较，当过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值匹配时，行人过街信息分析模块14通过行人过街信号触发模块10向交通信号机12发送行人过街请求信号。

本发明实施例中，视频实时采集模块6可以采用常用的摄像头等采集形式，具体可以根据需要进行选择，从而通过视频实时采集模块6能获取行人等待区2内过街行人的视频流。

所述行人过街信息分析模块14包括行人过街信息识别模块7以及行人过街信息处理模块8，通过行人过街信息识别模块7能对视频实时采集模块6的行人过街视频流进行识别，所述识别的过街行人的状态信息包括行人等待区2内行人数量、行人的最大等待时间以及行人的行进时间；通过行人过街信息处理模块8能将过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较；

行人过街信号触发模块10通过信号转换器11与交通信号控制机12连接，所述行人过街信号触发模块10与信号转换器11间的连接方式包括RJ45连接或RS485连接。

本发明实施例中，所述信号转换器11将行人过街请求信号以开关量的方式发送至交通信号控制机12，所述信号转换器和11视频行人检测器5内的行人过街信号触发模块10通过RJ45或RS485的方式进行连接，信号转换器11和交通信号控制机12以信号开关量的方式触发行人过街请求信号；所述交通信号控制机12用于接收信号转换器发送的行人过街请求开关量信号，实时进行行人过街信号相位的切换，控制行人过街信号灯13的亮灭。行人过街信息识别模块7采用本技术领域常用的技术手段能识别得到过街行人的状态信息。

进一步地，所述视频行人检测器5内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒；

视频行人检测器5向交通信号控制机12发送行人过街请求信号的具体过程包括如下步骤：

步骤1、通过视频行人检测器5采集行人等待区2内过街行人的视频信息；

步骤2、在视频行人检测器5内进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计时，在倒计时结束期间内，判断行人等待区2内的过街行人是否为0，若行人等待区2内的过街行人为0时，则进行重新进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计，否则，进入步骤3；

步骤3，判断行人等待区2内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值是否小于阈值百分比m％，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值均小于阈值百分比m％时，则在首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时结束后，向交通信号控制机12发送行人过街请求信号；否则，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内且行人等待区2内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值大于阈值百分比m％时，则进入步骤4；

步骤4，在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区2的行人数量小于过街等待人数上限阈值Pmax时，则判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒的剩余时间和达到阈值百分比m％时最大等待时间Tm秒间的最小值，在取最小值的时间内若检测行人等待区2的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，则直接向交通信号控制机12发送行人过街请求信号，否则，在经过所取最小值的时间后，向交通信号控制机12发送行人过街请求信号；

在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区2的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，立即向交通信号控制机12发送行人过街请求信号；

步骤5、交通信号控制机12收到行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿，若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯13切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯13切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器5向交通信号控制机12发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区2内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，若行人等待区2内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，转步骤3；若行人等待区2内行人一直存在，则判断一定时间(按照《道路交通信号控制方式第1部分：通用技术条件》(GA527.1-2015)9.4要求，所述一定时间可设置为90秒。)内没有行人离开检测区域后，则立即开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒的计时，并转步骤3。

本发明实施例中，过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒可以在行人过街信息处理模块8内设置，当然，在行人过街信息处理模块8内还可以设置不同时段(早高峰、平峰、晚高峰、低谷)、不同日期(工作日、周末、特殊日)下的过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒，具体可以根据实际需要进行调整。

下面以某一平峰时段为例，将过街等待人数的上限阈值设为10人，其中m＝50，即第一次判断为阈值的50％。设定首个行人到达后最大忍耐时间Te为60s，达到50％阈值的过街最大忍耐时间Tm为30s。具体地：

步骤1、通过视频行人检测器5采集行人等待区2的行人视频图像；

步骤2，对行人等待区2内到达的第一个行人记为T₀＝0s，并进行最大忍耐时间的60秒计时，在倒计时结束期间内，行人等待区2内未出现行人计数为0的情况，进入步骤3；

步骤3，当行人等待区2内行人数量达到2人时，行人检测区域内行人数量小于阈值的50％，检测后续是否还有行人继续到达，有则重复进行步骤3，没有则在倒计时结束后向交通信号控制机12发送行人过街请求信号，转步骤S6。若行人检测区域内行人数量大于50％阈值，即5人时，转入步骤4；

步骤4，当在T₁＝10s时刻行人检测区域内行人数量为5人时，判断首个行人倒计时的剩余时间和设定到达50％阈值最大等待时间30s的最小值，即30s<50s，即检测30s内行人数量是否达到阈值，有则直接转步骤5，在倒计时结束后转步骤5；

步骤5，交通信号控制机12收到视频行人信息处理模块8发送的行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿(所述最小绿即信号机里设定的机动车放行绿灯的最短时间)；若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯13切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯13切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器5发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区2内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间的60秒计时，若行人等待区2内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始最大忍耐时间的60秒计时，转步骤3；若行人等待区2内行人一直存在，则判断一定时间内没有行人离开检测区域后，开始首个行人过街最大忍耐时间的Te秒计时，转步骤3。

综上，本发明基于视频行人检测器的路段行人过街方法，包括设置于斑马线1两端的行人过街信号灯13以及用于控制所述行人过街信号灯13工作状态的交通信号控制机12；

在斑马线1的每个端部外侧设置视频行人检测器5以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线1端部外地面处的行人等待区2，通过视频行人检测器5能采集行人等待区2内过街行人的视频信息，视频行人检测器5与交通信号控制机12电连接；

当所采集并识别行人等待区2内过街行人的状态信息与视频行人检测器5内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器5能向交通信号控制机12发送行人过街请求信号，交通信号控制机12根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯13的工作状态。

本发明实施例中，交通信号控制机12、行人过街信号灯13以及视频行人检测器5之间的具体工作配合关系，以及相应的工作说明均可以参考上述过程，此处不再赘述。

本发明实施例中，所述视频行人检测器5内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％以及行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒。

如图4所示，视频行人检测器5与交通信号控制机12配合进行路段行人过街的方法为：

步骤S1、通过视频行人检测器5对行人等待区2内等待的过街行人进行识别；

步骤S2、行人等待区2内的行人在Ti时刻达到；

步骤S3、判断Ti时刻行人等待区2内等待过街的行人数量是否小于过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m％所对应的数量，若是则跳转至步骤S4，否则，跳转至步骤S6；

步骤S4、判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒内是否有行人到达，当有行人到达时，则对Ti进行累加计时后跳转至步骤S2，否则，跳转至步骤S5；

步骤S5、在经过T0+Te秒后，视频行人检测器5向交通信号控制机12发出行人过街请求信号；

步骤S6、行人在Ti时刻到达行人等待区2，判断Ti时刻行人等待区2内等待过街的行人数量是否小于过街等待行人的上限阈值Pmax，若是，则跳转至步骤S7，否则，跳转至步骤S9；

步骤S7、判断行人达到m％时过街最大忍耐时间Tm秒内是否有行人到达行人等待区2，若有行人到达行人等待区2，则对Ti进行累加计时后跳转至步骤S6，否则，跳转至步骤S8；

步骤S8、判断T0+Te-Ti是否小于Tm(T0为首个行人到达的时间)，若是，则跳转至步骤S5，否则，经Ti+Tm秒后，视频行人检测器5向交通信号控制机12发出行人过街请求信号；

步骤S9、视频行人检测器5直接向交通信号控制机12发出行人过街请求信号，并在发出行人过街请求信号后，跳转至步骤S1。

本发明通过视频行人检测器5能获取行人等待区2内过街行人的视频信息，视频行人检测器5根据行人等待区2内过街行人的状态信息能向交通信号控制机12发送行人过街请求，以使得交通信号控制机12能控制行人过街信号灯13的工作状态，能分考虑不同行人过街数量对过街时间的心理需求，设立多层级行人数量阈值及最大过街忍耐时间，能够有效降低行人过街组团式闯红灯现象的发生。通过行人等待区2内过街行人进行检测识别，能够规范行人过街时等待区域，避免造成过街等待行人对同向非机动车及行人的干扰。行人过街请求信号采用信号开关量方式进行触发，实施便捷，实用范围广。基于视频主动检测行人过街需求，将传统被动检测为主动检测，提升了行人过街通行权和信号控制的智能化水平。

Claims (10)

1.一种基于视频行人检测器的路段行人过街信号系统，包括设置于斑马线（1）两端的行人过街信号灯（13）以及用于控制所述行人过街信号灯（13）工作状态的交通信号控制机（12）；其特征是：

在斑马线（1）的每个端部外侧设置视频行人检测器（5）以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线（1）端部外地面处的行人等待区（2），通过视频行人检测器（5）能采集行人等待区（2）内过街行人的视频信息，视频行人检测器（5）与交通信号控制机（12）电连接；

当所采集并识别行人等待区（2）内过街行人的状态信息与视频行人检测器（5）内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器（5）能向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号，交通信号控制机（12）根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯（13）的工作状态。

2.根据权利要求1所述的基于视频行人检测器的路段行人过街信号系统，其特征是：所述视频行人检测器（5）通过检测器安装架安装于斑马线（1）的端部外侧，所述检测器安装架包括呈竖直分布的支撑杆（3）以及位于所述支撑杆（3）上端部的悬臂（4），视频行人检测器（5）倾斜安装于悬臂（4）上后能对准行人等待区（2），支撑杆（3）与行人等待区（2）间的水平距离为2米~3米；所述行人等待区交通标志还包括设置于支撑杆（3）上的行人等待区标牌（15）。

3.根据权利要求1或2所述的基于视频行人检测器的路段行人过街信号系统，其特征是：所述视频行人检测器（5）包括视频实时采集模块（6）、行人过街信息分析模块（14）以及行人过街信号触发模块（10），通过视频实时采集模块（6）能实时采集行人等待区（2）内过街行人的视频流，通过行人过街信息分析模块（14）能识别行人等待区（2）内过街行人的状态信息，且将所识别过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较，当过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值匹配时，行人过街信息分析模块（14）能通过行人过街信号触发模块（10）向交通信号机（12）发送行人过街请求信号。

4.根据权利要求3所述的基于视频行人检测器的路段行人过街信号系统，其特征是：所述行人过街信息分析模块（14）包括行人过街信息识别模块（7）以及行人过街信息处理模块（8），通过行人过街信息识别模块（7）能对视频实时采集模块（6）的行人过街视频流进行识别，所述识别的过街行人的状态信息包括行人等待区（2）内行人数量、行人的最大等待时间以及行人的行进时间；通过行人过街信息处理模块（8）能将过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较；

行人过街信号触发模块（10）通过信号转换器（11）与交通信号控制机（12）连接，所述行人过街信号触发模块（10）与信号转换器（11）间的连接方式包括RJ45连接或RS485连接。

5.根据权利要求1所述的基于视频行人检测器的路段行人过街信号系统，其特征是：所述视频行人检测器（5）内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m%以及行人达到m%时过街最大忍耐时间Tm秒；

视频行人检测器（5）向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号的具体过程包括如下步骤：

步骤1、通过视频行人检测器（5）采集行人等待区（2）内过街行人的视频信息；

步骤2、在视频行人检测器（5）内进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计时，在倒计时结束期间内，判断行人等待区（2）内的过街行人是否为0，若行人等待区（2）内的过街行人为0时，则进行重新进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计，否则，进入步骤3；

步骤3，判断行人等待区（2）内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值是否小于阈值百分比m%，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值均小于阈值百分比m%时，则在首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时结束后，向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号；否则，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内且行人等待区（2）内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值大于阈值百分比m%时，则进入步骤4；

步骤4，在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区（2）的行人数量小于过街等待人数上限阈值Pmax时，则判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒的剩余时间和达到阈值百分比m%时最大等待时间Tm秒间的最小值，在取最小值的时间内若检测行人等待区（2）的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，则直接向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号，否则，在经过所取最小值的时间后，向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号；

在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区（2）的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，立即向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号

步骤5、交通信号控制机（12）收到行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿，若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯（13）切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯（13）切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器（5）向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区（2）内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，若行人等待区（2）内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，转步骤3；若行人等待区（2）内行人一直存在，则判断一定时间内没有行人离开检测区域后，则立即开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒的计时，并转步骤3。

6.一种基于视频行人检测器的路段行人过街方法，其特征是：包括设置于斑马线（1）两端的行人过街信号灯（13）以及用于控制所述行人过街信号灯（13）工作状态的交通信号控制机（12）；其特征是：

在斑马线（1）的每个端部外侧设置视频行人检测器（5）以及行人等待区交通标志，所述行人等待区交通标志包括位于斑马线（1）端部外地面处的行人等待区（2），通过视频行人检测器（5）能采集行人等待区（2）内过街行人的视频信息，视频行人检测器（5）与交通信号控制机（12）电连接；

当所采集并识别行人等待区（2）内过街行人的状态信息与视频行人检测器（5）内预设的过街请求阈值匹配时，视频行人检测器（5）能向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号，交通信号控制机（12）根据行人过街请求信号能控制行人过街信号灯（13）的工作状态。

7.根据权利要求6所述的基于视频行人检测器的路段行人过街方法，其特征是：所述视频行人检测器（5）内预设的过街请求阈值包括过街等待人数的上限阈值Pmax、首个行人过街最大忍耐时间Te秒、过街行人占过街等待行人上限阈值Pmax的阈值百分比m%以及行人达到m%时过街最大忍耐时间Tm秒；

视频行人检测器（5）向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号的具体过程包括如下步骤：

步骤1、通过视频行人检测器（5）采集行人等待区（2）内过街行人的视频信息；

步骤2、在视频行人检测器（5）内进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计时，在倒计时结束期间内，判断行人等待区（2）内的过街行人是否为0，若行人等待区（2）内的过街行人为0时，则进行重新进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒的倒计，否则，进入步骤3；

步骤3，判断行人等待区（2）内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值是否小于阈值百分比m%，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值均小于阈值百分比m%时，则在首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时结束后，向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号；否则，当首个行人过街最大忍耐时间Te秒内且行人等待区（2）内行人数量与过街等待人数上限阈值Pmax的比值大于阈值百分比m%时，则进入步骤4；

步骤4，在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区（2）的行人数量小于过街等待人数上限阈值Pmax时，则判断首个行人过街最大忍耐时间Te秒的剩余时间和达到阈值百分比m%时最大等待时间b秒间的最小值，在取最小值的时间内若检测行人等待区（2）的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，则直接向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号，否则，在经过所取最小值的时间后，向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号；

在首个行人过街最大忍耐时间Te秒内，行人等待区（2）的行人数量达到过街等待人数上限阈值Pmax时，立即向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号

步骤5、交通信号控制机（12）收到行人过街请求信号后，判断当前机动车相位绿灯时间是否超过最小绿，若是，则结束机动车相位放行，将行人过街信号灯（13）切换至绿灯，否则等待机动车相位运行超过最小绿后再执行结束机动车相位放行，将行人过街信号灯（13）切换至绿灯；

步骤6，当视频行人检测器（5）向交通信号控制机（12）发送行人过街请求信号后，通过识别行人等待区（2）内的行人信息来判断下一次行人进行首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，若行人等待区（2）内行人计数出现0后，则从下一个行人到达时开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒计时，转步骤3；若行人等待区（2）内行人一直存在，则判断一定时间内没有行人离开检测区域后，则立即开始首个行人过街最大忍耐时间Te秒的计时，并转步骤3。

8.根据权利要求6所述的基于视频行人检测器的路段行人过街方法，其特征是：所述视频行人检测器（5）通过检测器安装架安装于斑马线（1）的端部外侧，所述检测器安装架包括呈竖直分布的支撑杆（3）以及位于所述支撑杆（3）上端部的悬臂（4），视频行人检测器（5）倾斜安装于悬臂（4）上后能对准行人等待区（2），支撑杆（3）与行人等待区（2）间的水平距离为2米~3米；所述行人等待区交通标志还包括设置于支撑杆（3）上的行人等待区标牌（15）。

9.根据权利要求6或8所述的基于视频行人检测器的路段行人过街方法，其特征是：所述视频行人检测器（5）包括视频实时采集模块（6）、行人过街信息分析模块（14）以及行人过街信号触发模块（10），通过视频实时采集模块（6）能实时采集行人等待区（2）内过街行人的视频流，通过行人过街信息分析模块（14）能识别行人等待区（2）内过街行人的状态信息，且将所识别过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较，当过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值匹配时，行人过街信息分析模块（14）能通过行人过街信号触发模块（10）向交通信号机（12）发送行人过街请求信号。

10.根据权利要求9所述的基于视频行人检测器的路段行人过街方法，其特征是：所述行人过街信息分析模块（14）包括行人过街信息识别模块（7）以及行人过街信息处理模块（8），通过行人过街信息识别模块（7）能对视频实时采集模块（6）的行人过街视频流进行识别，所述识别的过街行人的状态信息包括行人等待区（2）内行人数量、行人的最大等待时间以及行人的行进时间；通过行人过街信息处理模块（8）能将过街行人的状态信息与预设的过街请求阈值进行比较；

行人过街信号触发模块（10）通过信号转换器（11）与交通信号控制机（12）连接，所述行人过街信号触发模块（10）与信号转换器（11）间的连接方式包括RJ45连接或RS485连接。