CN110853367A - 公路行车安全智能风险提示指示系统与方法 - Google Patents

公路行车安全智能风险提示指示系统与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了公路行车安全智能风险提示指示系统与方法，本发明通过摄像头模块对公路行车情况进行监控，同时通过摄像头模块搭配处理器模块可读出公路上各个车辆距离摄像头模块的距离，从而通过处理器模块进一步的处理得出公路上各个车辆之间的行车距离，并通过扬声器模块以及LED警示牌模块对公路上的行车进行语音提示和显示提示，避免车辆事故的发生，本发明可通过远程控制中心模块对扬声器模块以及LED警示牌模块发送信息，从而对公路上的车辆进行公路故障预警和指示，有效提高公路车辆的行车安全，本发明具有车辆行驶情况采集效率高，采集信息准确、智能风险提示以及提醒反馈及时等有益效果。

Description

公路行车安全智能风险提示指示系统与方法
技术领域
本发明属于公路行车安全提示指示系统领域，具体是公路行车安全智能风险提示指示系统与方法。
背景技术
随着公路里程和汽车拥有量的双双递增，人们越来越依赖于汽车来实现快速出行。但是，随着汽车总量的增大，公路汽车出行的安全性也越来越不容忽视。现有的行车风险大多来源于公路行车时无法保持安全车距所致，虽然公路管理部门已经采用视频监控以及警示告示牌的方式对公路行车安全进行提示和管理，但是，仍然无法及时、有效地应对交通变化的突然性和不均衡性。一方面，现有的监管系统无法及时通知驾驶员注意行车安全，另一方面，即使能随时随地通知驾驶员，对于公路的实时行车情况也无法形成及时、精确的管控指令，因此而导致的严重交通事故屡见不鲜，损失惨重，因此一直可及时对公路行车安全进行智能风险提示指示系统的出现迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的在于提供公路行车安全智能风险提示指示系统与方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
公路行车安全智能风险提示指示系统，包括摄像头模块、处理器模块、扬声器模块、LED警示牌模块、信息收发端模块以及远程控制中心模块，所述摄像头模块与处理器模块单向连接，所述扬声器模块与处理器模块单向连接，所述LED警示牌模块与处理器模块单向连接，所述信息收发端模块与处理器模块双向连接，所述远程控制中心模块与信息收发端模块双向连接；
所述摄像头模块由两个摄像头组成，两个所述摄像头皆对称安装于公路的灯杆上，所述摄像头模块用于拍摄公路行车情况，并将视频信息传输至处理器模块中；所述处理器模块用于分析处理摄像头模块所传输的视频信息，并将处理后的信息传输至信息收发端模块、扬声器模块以及LED警示牌模块，同时处理器模块又接收信息收发端模块传输的信息，并将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块；所述扬声器模块用于接收处理器模块传输的语音信息，并将语音信息进行播报；所述LED警示牌模块用于接收处理器模块传输的信息，并进行LED显示来进行警示；所述信息收发端模块接收处理器模块传输信息，并将该信息通过无线网络传输至远程控制中心模块，同时信息收发端模块还用于接收远程控制中心模块通过无线网络传输的信息，并将该信息传输至处理器模块中。
进一步地，所述无线网络包括但不限于4G以及5G网络。
进一步地，所述摄像头模块被设置用于按照下述方式进行图像采集与处理：
步骤一：将第一辆车在左摄像头上的成像点记为PL1，第二辆车在左摄像头上的成像点记为PL2，将之后的每辆车在左摄像头上的成像点记为PLx，所述x取1-∞；
所述PLx取值在于看前一个值得x值，所述PLx取值为PL(X+1)，所述X+1为前一个值得x值往后取一个数；
步骤二：将第一辆车在右摄像头上的成像点记为PR1，第二辆车在右摄像头上的成像点记为PR2，将之后的每辆车在右摄像头上的成像点记为PRy，所述y取1-∞；
所述PRy取值在于该车对应左摄像头上的成像点的PLx值，所述PRy取值为PL(X)，所述X为PRy所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
步骤三：将第一辆车的车牌读取记为C1，第二辆车的车牌读取记为C2，将之后的每辆车的车牌读取记为Cz，所述z取1-∞；
所述Cz取值在于该车对应左摄像头上的成像点的PLx值，所述Cz取值为C(X)，所述X为Cz所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
步骤四：将PL1与PR1以及C1作为数据1传输至处理器模块中，将数据PL2与PR2以及C2作为数据2传输至处理器模块中，将PLx与PRy以及Cz作为数据x传输至处理器模块中，同时将视频图像传输至处理器模块中。
进一步地，所述处理器模块包括接收模块、分析模块、信息处理模块以及数据发送模块，所述接收模块与单向连接，所述分析模块与信息处理模块单向连接且分析模块与数据发送模块单向连接，所述信息处理模块与数据发送模块单向连接；所述接收模块用于接收传输至处理器模块的信息，并将该信息传输至分析模块中；所述分析模块根据接收模块所传输的信息，分析该信息的来源即内容，信息来源为远程控制中心的预警信息，则直接将该信息传输至数据发送模块，信息来源为摄像头模块的视频信息，则将该信息传输至信息处理模块中；所述信息处理模块用于处理分析模块传输的信息，并且根据处理结果产生提醒指示信息，并将该信息传输至数据发送模块中；所述数据发送模块用于接收分析模块以及信息处理模块传输的信息，并将信息传输至信息收发端模块中，同时将部分信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块中。
进一步地，所述信息处理模块工作步骤具体如下：
步骤一：获取两摄像头光圈中心距离b；
步骤二：将数据1、数据2以及数据x代入对应的视频图像信息中；
步骤三：计算得出左侧光圈中心与PLx的距离UL；
步骤四：计算得出右侧光圈中心与PRy的距离UR；
步骤五：将物体与装有摄像头的灯杆之间的距离记为Z；
步骤六：计算PLx以及PRy所在的直线与左侧光圈中心以及右侧光圈中心所在的直线之间的距离f；
步骤七：通过公式UL+UR计算出视差d；
步骤八：通过相似三角形原理得出公式(b-UL-UR)/b＝(Z-f)/d即Z＝fb/d；
步骤九：利用公式Z＝fb/d，计算出数据1、数据2以及数据x中车辆距离装有摄像头的灯杆之间的距离Z，分别记为Z1、Z2以及Zx；
步骤十：将处于同一视频中的数据1、数据2以及数据x所对应的Z1、Z2以及Zx彼此相减，同时将相减得出的数据与正常行车安全距离数据进行对比，将小于安全距离的数据所对应的车辆的车牌调出；
步骤十一：将车牌信息以及提示增大行车距离的信息传输至数据发送模块中。
根据本发明的改进，还提出一种公路行车安全智能风险提示指示方法，通过所述摄像头模块对公路上行驶的车辆进行拍摄并将车辆车牌拍摄下来，将视频信息以及车辆车牌打包传输至处理器模块中，所述处理器模块对摄像头模块所传输的视频信息进行分析处理，通过计算得出公路上行驶的多辆车与摄像头模块之间的直线距离，并将多辆车与摄像头模块之间的直线距离彼此相减得出多辆车之间的行车距离，将得出的行车距离与安全距离相比较得出行车距离小于安全距离的两辆车甚至多辆车的数据，将其车牌通过LED警示牌模块进行显示并提示其保持安全距离，同时扬声器模块进行语言提示，并将该些车数据传递至信息收发端模块，通过信息收发端模块将该信息传输至远程控制中心模块进行存储备案。
优选地，当检测到某一路段出现车祸或者其他情况需要进行提示时，远程控制中心模块发送提示信息至信息收发端模块，信息收发端模块传输至处理器模块，处理器模块将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块进行语音提示和显示提示。
本发明的有益效果：本发明通过摄像头模块对公路行车情况进行监控，同时通过摄像头模块搭配处理器模块可读出公路上各个车辆距离摄像头模块的距离，从而通过处理器模块进一步的处理得出公路上各个车辆之间的行车距离，并通过扬声器模块以及LED警示牌模块对公路上的行车进行语音提示和显示提示，避免车辆事故的发生，本发明可通过远程控制中心模块对扬声器模块以及LED警示牌模块发送信息，从而对公路上的车辆进行公路故障预警和指示，有效提高公路车辆的行车安全，本发明具有车辆行驶情况采集效率高，采集信息准确、智能风险提示以及提醒反馈及时的有益效果。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的路行车安全智能风险提示指示系统的系统框图；
图2为本发明的摄像头模块的模块图；
图3为本发明的处理器模块的模块图；
图4为本发明的信息处理模块工作步骤的原理图。
具体实施方式
实施例1
参阅图1-4所示，公路行车安全智能风险提示指示系统，包括摄像头模块、处理器模块、扬声器模块、LED警示牌模块、信息收发端模块以及远程控制中心模块，摄像头模块与处理器模块单向连接，扬声器模块与处理器模块单向连接，LED警示牌模块与处理器模块单向连接，信息收发端模块与处理器模块双向连接，远程控制中心模块与信息收发端模块双向连接；
摄像头模块由两个摄像头组成，两个摄像头皆对称安装于公路的灯杆上，摄像头模块用于拍摄公路行车情况，并将视频信息传输至处理器模块中；
处理器模块用于分析处理摄像头模块所传输的视频信息，并将处理后的信息传输至信息收发端模块、扬声器模块以及LED警示牌模块，同时处理器模块又接收信息收发端模块传输的信息，并将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块；
扬声器模块用于接收处理器模块传输的语音信息，并将语音信息进行播报；
LED警示牌模块用于接收处理器模块传输的信息，并进行LED显示来进行警示；
信息收发端模块接收处理器模块传输信息，并将该信息通过无线网络传输至远程控制中心模块，同时信息收发端模块还用于接收远程控制中心模块通过无线网络传输的信息，并将该信息传输至处理器模块中。
优选地，摄像头模块的工作步骤具体如下：
步骤一：将第一辆车在左摄像头上的成像点记为PL1，第二辆车在左摄像头上的成像点记为PL2，将之后的每辆车在左摄像头上的成像点记为PLx，x取1-∞；
PLx取值在于看前一个值得x值，PLx取值为PL(X+1)，X+1为前一个值得x值往后取一个数；
步骤二：将第一辆车在右摄像头上的成像点记为PR1，第二辆车在右摄像头上的成像点记为PR2，将之后的每辆车在右摄像头上的成像点记为PRy，y取1-∞；
PRy取值在于该车对应左摄像头上的成像点的PLx值，PRy取值为PL(X)，X为PRy所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
步骤三：将第一辆车的车牌读取记为C1，第二辆车的车牌读取记为C2，将之后的每辆车的车牌读取记为Cz，z取1-∞；
Cz取值在于该车对应左摄像头上的成像点的PLx值，Cz取值为C(X)，X为Cz所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
步骤四：将PL1与PR1以及C1作为数据1传输至处理器模块中，将数据PL2与PR2以及C2作为数据2传输至处理器模块中，将PLx与PRy以及Cz作为数据x传输至处理器模块中，同时将视频图像传输至处理器模块中。
处理器模块包括接收模块、分析模块、信息处理模块以及数据发送模块，接收模块与单向连接，分析模块与信息处理模块单向连接且分析模块与数据发送模块单向连接，信息处理模块与数据发送模块单向连接；
接收模块用于接收传输至处理器模块的信息，并将该信息传输至分析模块中；
分析模块用于接收接收模块所传输的信息，并分析该信息的来源即内容，信息来源为远程控制中心的预警信息，则直接将该信息传输至数据发送模块，信息来源为摄像头模块的视频信息，则将该信息传输至信息处理模块中；
信息处理模块用于处理分析模块传输的信息，并且根据处理结果产生提醒指示信息，并将该信息传输至数据发送模块中；
数据发送模块用于接收分析模块以及信息处理模块传输的信息，并将信息传输至信息收发端模块中，同时将部分信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块中。
信息处理模块工作步骤具体如下：
步骤一：获取两摄像头光圈中心距离b；
步骤二：将数据1、数据2以及数据x代入对应的视频图像信息中；
步骤三：计算得出左侧光圈中心与PLx的距离UL；
步骤四：计算得出右侧光圈中心与PRy的距离UR；
步骤五：将物体与装有摄像头的灯杆之间的距离记为Z；
步骤六：计算PLx以及PRy所在的直线与左侧光圈中心以及右侧光圈中心所在的直线之间的距离f；
步骤七：通过公式UL+UR计算出视差d；
步骤八：通过相似三角形原理得出公式(b-UL-UR)/b＝(Z-f)/d即Z＝fb/d；
步骤九：利用公式Z＝fb/d，计算出数据1、数据2以及数据x中车辆距离装有摄像头的灯杆之间的距离Z，分别记为Z1、Z2以及Zx；
步骤十：将处于同一视频中的数据1、数据2以及数据x所对应的Z1、Z2以及Zx彼此相减，同时将相减得出的数据与正常行车安全距离数据进行对比，将小于安全距离的数据所对应的车辆的车牌调出；
步骤十一：将车牌信息以及提示增大行车距离的信息传输至数据发送模块中。
公路行车安全智能风险提示指示方法，通过摄像头模块对公路上行驶的车辆进行拍摄并将车辆车牌拍摄下来，将视频信息以及车辆车牌打包传输至处理器模块中，处理器模块对摄像头模块所传输的视频信息进行分析处理，通过计算得出公路上行驶的多辆车与摄像头模块之间的直线距离，并将多辆车与摄像头模块之间的直线距离彼此相减得出多辆车之间的行车距离，将得出的行车距离与安全距离相比较得出行车距离小于安全距离的两辆车甚至多辆车的数据，将其车牌通过LED警示牌模块进行显示并提示其保持安全距离，同时扬声器模块进行语言提示，并将该些车数据传递至信息收发端模块，通过信息收发端模块将该信息传输至远程控制中心模块进行存储备案，当该路上出现车祸或者其他情况需要进行提示时，远程控制中心模块发送提示信息至信息收发端模块，信息收发端模块传输至处理器模块，处理器模块将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块进行语音提示和显示提示。
综上所述，通过本发明的可通过远程控制中心模块对公路上的车辆进行公路故障预警和指示，通过处理器模块同时采用双摄像机拍摄模式，不仅可以有效的监控公路上车辆的行车情况，并且能通过双摄像机拍摄模式得出公路上某一时刻各个车辆距离摄像机的距离，从而通过处理器模块处理分析判断出公路上各个车辆之间的行车距离，通过处理器模块对公路上行驶的车辆进行智能实时的安全提醒，避免事故的发生，实施例1的公路行车安全智能风险提示指示系统具有采集效率高，采集信息准确以及行车安全提醒反馈及时等有益效果。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.公路行车安全智能风险提示指示系统，其特征在于，包括摄像头模块、处理器模块、扬声器模块、LED警示牌模块、信息收发端模块以及远程控制中心模块，所述摄像头模块、扬声器模块、LED警示牌模块以及信息收发端模块均与处理器模块连接，所述远程控制中心模块通过无线网络链路与信息收发端模块连接；
所述摄像头模块由两个摄像头组成，两个所述摄像头对称安装于公路两侧的灯杆上，所述摄像头模块用于拍摄公路行车情况，并将视频信息传输至处理器模块中；
所述处理器模块用于分析处理摄像头模块所传输的视频信息，并将处理后的信息传输至信息收发端模块、扬声器模块以及LED警示牌模块，同时处理器模块接收信息收发端模块传输的信息，并将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块；
所述扬声器模块用于接收处理器模块传输的语音信息，并将语音信息进行播报；
所述LED警示牌模块用于接收处理器模块传输的信息，并进行LED显示来进行警示；
所述信息收发端模块接收处理器模块传输信息，并将该信息通过无线网络传输至远程控制中心模块，同时信息收发端模块还用于接收远程控制中心模块通过无线网络传输的信息，并将该信息传输至处理器模块中。
2.根据权利要求1所述的公路行车安全智能风险提示指示系统，其特征在于，所述摄像头模块被设置用于按照下述方式进行图像采集与处理：
采集车辆通过时的图像信息；
将第一辆车在左摄像头上的成像点记为PL1，第二辆车在左摄像头上的成像点记为PL2，将之后的每辆车在左摄像头上的成像点记为PLx，所述x取1-∞；
所述PLx取值由前一个x值决定，即PLx取值为PL(X+1)，所述X+1为前一个值得x值往后取一个数；
然后，将第一辆车在右摄像头上的成像点记为PR1，第二辆车在右摄像头上的成像点记为PR2，将之后的每辆车在右摄像头上的成像点记为PRy，所述y取1-∞；
所述PRy取值由该车对应左摄像头上的成像点的PLx值决定，所述PRy取值为PL(X)，所述X为PRy所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
然后，再将第一辆车的车牌读取记为C1，第二辆车的车牌读取记为C2，将之后的每辆车的车牌读取记为Cz，所述z取1-∞；
所述Cz取值在于该车对应左摄像头上的成像点的PLx值，所述Cz取值为C(X)，所述X为Cz所对应的车在左摄像头上的成像点PLx的x的值；
最后，将PL1与PR1以及C1作为数据1传输至处理器模块中，将数据PL2与PR2以及C2作为数据2传输至处理器模块中，将PLx与PRy以及Cz作为数据x传输至处理器模块中，同时将视频图像传输至处理器模块中。
3.根据权利要求1所述的公路行车安全智能风险提示指示系统，其特征在于，所述处理器模块包括接收模块、分析模块、信息处理模块以及数据发送模块，其中：
所述接收模块用于接收传输至处理器模块发送的信息，并将该信息传输至分析模块中；
所述分析模块用于根据接收模块所传输的信息，分析该信息的来源及内容；
所述信息处理模块用于处理分析模块传输的信息，并且根据处理结果产生提醒指示信息，并将该信息传输至数据发送模块中；
所述数据发送模块用于接收分析模块以及信息处理模块传输的信息，并将信息传输至信息收发端模块中，同时将部分信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块中。
4.根据权利要求3所述的公路行车安全智能风险提示指示系统，其特征在于，所述分析模块在分析过程中，如果信息来源为远程控制中心的预警信息，则直接将该信息传输至数据发送模块；如果信息来源为摄像头模块的视频信息，则将该信息传输至信息处理模块中。
5.根据权利要求2所述的公路行车安全智能风险提示指示系统，其特征在于，所述信息处理模块工作步骤具体如下：
步骤一：获取两摄像头光圈中心距离b；
步骤二：将数据1、数据2以及数据x代入对应的视频图像信息中；
步骤三：计算得出左侧光圈中心与PLx的距离UL；
步骤四：计算得出右侧光圈中心与PRy的距离UR；
步骤五：将物体与装有摄像头的灯杆之间的距离记为Z；
步骤六：计算PLx以及PRy所在的直线与左侧光圈中心以及右侧光圈中心所在的直线之间的距离f；
步骤七：通过公式UL+UR计算出视差d；
步骤八：通过相似三角形原理得出公式(b-UL-UR)/b＝(Z-f)/d，计算
Z＝fb/d；
步骤九：利用公式Z＝fb/d，计算出数据1、数据2以及数据x中车辆距离装有摄像头的灯杆之间的距离Z，分别记为Z1、Z2以及Zx；
步骤十：将处于同一视频中的数据1、数据2以及数据x所对应的Z1、Z2以及Zx彼此相减，同时将相减得出的数据与正常行车安全距离数据进行对比，将小于安全距离的数据所对应的车辆的车牌调出；
步骤十一：将车牌信息以及提示增大行车距离的信息传输至数据发送模块中。
6.一种基于权利要求1所述公路行车安全智能风险提示指示系统的公路行车安全智能风险提示指示方法，其特征在于，包括：
通过摄像头模块对公路上行驶的车辆进行拍摄，并记录车牌信息；
将视频信息以及车辆车牌打包传输至处理器模块中，所述处理器模块对摄像头模块所传输的视频信息进行分析处理，通过计算得出公路上行驶的多辆车与摄像头模块之间的直线距离，并将多辆车与摄像头模块之间的直线距离彼此相减得出多辆车之间的行车距离，将得出的行车距离与安全距离相比较得出行车距离小于安全距离的车辆和车牌数据；
将其车牌通过LED警示牌模块进行显示并提示其保持安全距离，同时扬声器模块进行语言提示，并将该些车数据传递至信息收发端模块，通过信息收发端模块将该信息传输至远程控制中心模块进行存储。
7.根据权利要求5所述的公路行车安全智能风险提示指示方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当通过视频信息监测到某一路段出现车祸时，远程控制中心模块发送提示信息至信息收发端模块，信息收发端模块传输至处理器模块，处理器模块将信息传输至扬声器模块以及LED警示牌模块进行语音提示和显示提示。
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