CN111127836A - 交通安全预警监控报警装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了交通安全预警监控报警装置，该装置包括报警器、激光测距装置、控制器，报警器和激光测距装置电连接或无线连接所述控制器。其中，激光测距装置包括多个具有同轴光学通道的测距模块，具有同轴光学通道的测距模块检测直线距离可达到200‑300米，并且各所述测距模块独立测距，以保证监测车道至少被一个所述测距模块监测到。控制器获取所述测距模块的测距数据并分析，并在分析出有风险时触发所述报警器警报预警，如当所述控制器计算出监控范围内车辆行驶速度超出预设阈值时，就控制报警器发出警报预警。本申请提供的交通安全预警监控报警装置的自主报警是受自身的激光测距装置的信号触发，其工作效能和可靠性高。

Description

交通安全预警监控报警装置

技术领域

本申请实施例涉及交通安全技术领域，具体涉及安全预警领域，尤其涉及一种交通安全预警监控报警装置。

背景技术

在交通公路施工维修时，如路面修整、交通设施维护、故障车辆处理等，由于过往车辆的速度一般都非常快（大于80公里每小时或25米每秒的车速），为强化作业人员的人身安全保障，警戒区一般要设置到200米以上，才能保证给交通工程施工人员提供足够的预警和避让时间（5-8秒时间）。以往传统做法是由交通安全员来部署雪糕筒，是在所占车道上部署长达200-300多米的雪糕筒作为警戒线，用来提醒来车请勿冲撞施工区域。但该方法耗费的人力及物力较多，效率比较低，尤其是临时停车施工和小规模快速工程时非常不便。

目前，激光雷达探测技术应用于汽车智能交通领域，如Lidar，毫米波雷达等。Lidar属于近距离全方向型检测和点云数据输出SLAM建模技术，但SLAM技术直线探测目前还无法达到200米；而毫米波雷达探测距离受到频段损耗的直接制约，远距离探测必须使用高频段电磁波。另外，交通工程探测时，只探测施工车道上范围，毫米波雷达在远距离探测不够精准，其毫米波的波瓣幅度在70米外时往往会大于两条车道（约6米），误检率会非常大，需要使用其他技术进行修正，所以也不易应用在交通占道工程远距离来车识别和防撞预警上。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种交通安全预警监控报警装置，以解决现有交通安全预警监控报警装置监测直线距离短，而且监测范围不精确，可靠性低的问题。

本申请实施例解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种交通安全预警监控报警装置，包括报警器、激光测距装置、控制器，所述报警器和激光测距装置电连接或无线连接所述控制器；

所述激光测距装置包括多个具有同轴光学通道的测距模块，各所述测距模块独立测距；

所述控制器获取所述测距模块的测距数据并分析，并在分析出有风险时，触发所述报警器警报预警。

在一种可选的实施的方式中，所述多个具有同轴光学通道的测距模块不完全平行设置。

在一种可选的实施的方式中，至少两个所述测距模块形成0.5-5°夹角。

在一种可选的实施的方式中，所述激光测距装置还包括光学调节结构，所述光学调节结构连接各个所述测距模块。

在一种可选的实施的方式中，所述交通安全预警监控报警装置还包括摄像头和图像分析仪；

所述摄像头和其中一个测距模块连接，从所述激光测距模块的同轴光路获取监控范围内实时图像，且所述摄像头和所述图像分析仪电连接或者无线连接所述控制器，所述控制器接收所述摄像头获取的实时图像并传输至所述图像分析仪；

所述图像分析仪根据获取的实时图像对所述监控范围进行风险分析，并反馈风险信号至所述控制器，所述控制器根据所述图像分析仪反馈的风险信号触发所述报警器警报预警。

在一种可选的实施的方式中，所述图像分析仪包括：

显示模块，用于显示所述摄像头所获取的图像画面；

分析模块，用于分析所述摄像头获取的图像，计算监控范围内的移动物体的移动速度，根据预设阈值评估风险等级，并反馈风险信号至所述控制器；

存储模块，用于存储所述实时图像。

在一种可选的实施的方式中，所述分析模块包括：

车道识别子模块，用于识别所述监控范围内的车道；

物体识别子模块，用于识别所述监控范围内的车辆。

在一种可选的实施的方式中，所述交通安全预警监控报警装置还包括电动移台，所述电动移台承载所述激光测距装置。

在一种可选的实施的方式中，所述电动移台还包括驱动器，所述驱动器连接所述控制器；

所述图像分析仪还包括角度调节模块，用于监控车道范围，并反馈一个调整信号至所述控制器，所述控制器根据所述调整信号控制所述驱动器驱动所述电动移台移动，以调整所述激光测距装置的监控范围。

在一种可选的实施的方式中，所述报警器包括非手持报警器和手持报警器，其中，所述手持报警器无线连接所述控制器，所述非手持报警器设置在所述控制器或者所述激光测距模块上。

在一种可选的实施的方式中，所述报警器包括：

灯光预警模块，包括至少一种颜色以上指示灯或者闪烁灯；

声音预警模块，设置至少一种警报提示音；和/或

显示预警模块，用于显示预警情况。

在一种可选的实施的方式中，所述交通安全预警监控报警装置还包括补光灯，所述补光灯电连接所述控制器。

在一种可选的实施的方式中，所述交通安全预警监控报警装置还包括陀螺仪，所述陀螺仪连接所述控制器。

本申请实施例的交通安全预警监控报警装置，包括报警器、激光测距装置、控制器，所述报警器和激光测距装置电连接或无线连接所述控制器。其中，所述激光测距装置包括多个具有同轴光学通道的测距模块，具有同轴光学通道的测距模块检测直线距离可达到200-300米，并且各所述测距模块独立测距，以保证监测车道至少被一个所述测距模块监测到。所述控制器获取所述测距模块的测距数据并分析，并在分析出有风险时触发所述报警器警报预警，如当所述控制器计算出监控范围内车辆行驶速度超出预设阈值时，就控制报警器发出警报预警。本申请提供的交通安全预警监控报警装置的自主报警是受自身的激光测距装置的信号触发，其工作效能和可靠性高。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的交通安全预警监控报警装置一种实施方式的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的交通安全预警监控报警装置一种实施方式的应用场景示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

请参阅图1，其为实现本发明各个实施例的一种交通安全预警监控报警装置的结构示意图，该交通安全预警监控报警装置100可以包括：报警器30、激光测距装置10、控制器20，所述报警器30和激光测距装置10电连接或无线连接所述控制器20。

控制器20是交通安全预警监控报警装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个交通安全预警监控报警装置的各个部分，如报警器30和激光测距装置10。控制器20通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行交通安全预警监控报警装置的各种功能和处理数据，从而对交通安全预警监控报警装置进行整体监控。控制器20可包括一个或多个处理单元；优选的，控制器20可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到控制器20中。

控制器20还可以包括无线连接模块等，在此不再赘述。交通安全预警监控报警装置100通过蓝牙等无线连接方式，与报警器30、激光测距装置10等其他终端设备连接，实现通信以及信息的交互。

所述激光测距装置10包括多个具有同轴光学通道的测距模块，具有同轴光学通道的测距模块检测直线距离可达到200-300米，监测范围大，可提高安全预警反应时间，为交通工程施工人员提供足够的预警和避让时间（5-8秒时间）。并且各所述测距模块独立测距，以保证监测车道至少被一个所述测距模块监测到，进一步提高本实施例所述交通安全预警监控报警装置的可靠性。所述控制器20获取所述测距模块的测距数据并分析，并在分析出有风险时触发所述报警器30警报进行预警。如当所述控制器20计算出监控范围内车辆行驶速度超出预设阈值时，就控制报警器30发出警报预警。本申请提供的交通安全预警监控报警装置的自主报警是受自身的激光测距装置10的信号触发，其工作效能和可靠性高。

在一种实施方式中，所述交通安全预警监控报警装置100应用于公路维修工程中，用于监控维修车道的过往车辆或者其他移动物体对施工区域的防撞预警。其中，所述测距模块包括多个探测头，所述测距模块设置于所述探测头中，多个具有同轴光学通道的测距模块不完全平行设置，以扩大激光发射角度，进而保证所述测距模块的检测范围能完全覆盖所监控的车道，确保在监控车道的移动物体均能检测到。

优选的，两个所述探测头形成0.5-5°夹角，确保所述激光测距装置10激光检测范围至少覆盖监控车道及其相邻车道的边界，但又不到两个车道宽度，避免监控到相邻车道上的移动物体造成干扰。

在一个优选的实施例中，所述交通安全预警监控报警装置100包括报警器30、激光测距装置10、控制器20，所述报警器30和激光测距装置10电连接或无线连接所述控制器20，所述激光测距装置10包括两个具有同轴光学通道的测距模块，并且二者形成0.5°夹角，二者通过激光技术检测监控车道300米、监控车道及其相邻车道边界范围内的移动物体，该范围为预警区域。并通过控制器20计算检测到的移动物体在预警区内的移动速度。当运动物体在预警区域以内且运动速度大于20km/h时，所述控制器20反馈所述报警器30风险信号，发出警报预警。

进一步的，所述激光测距装置10还包括光学调节结构，所述光学调节结构连接各个所述测距模块，用于调节激光器出射角度，通过调节测距模块的激光出射角度，确保监控车道上任何位置的车辆至少被一个激光测距模块检测到，将激光检测能力固定在一个车道的范围水平。

所述报警器30包括非手持报警器和手持报警器31，其中，所述手持报警器31无线连接所述控制器20，所述非手持报警器31设置在所述控制器20或者所述激光测距模块上。

进一步的，所述报警器30可设置有灯光预警模块、声音预警模块和显示预警模块，分别通过灯光、声音、文字或者视频等方式通知工作人员实现预警。具体的，灯光预警模块包括至少一种颜色以上指示灯或者闪烁灯，可根据不同的预警等级发亮或者闪烁不同颜色的灯光。声音预警模块，设置至少一种警报提示音，根据不同的预警等级，播放不同的预警提示音。所述显示预警模块，包括显示屏等，可用文字或者图像进行预警，将存在的具体风险情况通过显示屏等显示器显示出来，传递至施工人员了解具体风险事项。

可以理解的是，灯光预警模块和显示预警模块并不属于报警器30的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。显示预警模块可以单独通过声音预警模块来实现预警，本发明实施例并不以此为限。

尽管图1未示出，交通安全预警监控报警装置100还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选的，电源可以通过电源管理系统与控制器20逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

在另一个实施例中，所述交通安全预警监控报警装置100包括：报警器30、控制器20、激光测距装置10、摄像头50和图像分析仪40。其中，所述报警器30、激光测距装置10、摄像头50和图像分析仪40无线或者电连接所述控制器20。

所述摄像头50和所述激光测距装置10中的一个测距模块连接，从所述激光测距模块的同轴光路获取监控范围内实时图像；所述控制器20接收所述摄像头50获取的实时图像并传输至所述图像分析仪40；所述图像分析仪40根据获取的实时图像对所述监控范围的移动物体进行风险分析，并反馈风险信号至所述控制器20，所述控制器20根据所述图像分析仪40反馈的风险信号触发所述报警器30警报预警。

在一种实施方式中，所述图像分析仪40包括触摸屏、显示屏等作为其显示模块43，用于显示所述摄像头50所获取的图像画面，便于观察激光探测范围及监控车道状况。

在一种实施方式中，所述图像分析仪40还包括视频处理芯片等，视频处理芯片作为其分析模块42的主要元件，用于分析所述摄像头50获取的图像，计算监控范围内的移动物体的移动速度，根据预设阈值评估该移动物体可能造成危险的风险等级，并反馈风险信号至所述控制器20，以控制报警器30发出相应等级的警报。

进一步的，所述分析模块42包括车道识别子模块和物体识别子模块，所述车道识别子模块用于识别所述监控范围内的车道，所述物体识别子模块，用于识别所述监控范围内的车辆。视频处理芯片通过智能识别算法，首先识别检测车道和邻近车道，确认车道之后，检测车辆所在的车道和距离，当车辆进入到施工监控车道后，根据车辆距离，视频处理芯片发送不同等级的报警信号给所述控制器20，然后控制器20按报警优先等级策略，发送信号给所述报警器30发出警报。

需要说明的是，所述图像分析仪40具有姿态感知功能，进一步提高所述交通安全预警监控报警装置100的可靠性。所述分析模块42可根据实时图像分析跨越相邻车道边界进入监控车道的车辆或者其他移动物体，计算其与施工区域的距离与移动速度，分析其对施工区域造成的风险等级；或者监控到预警范围内移出监控车道的车辆，解除警报。

在本实施例中，所述激光测距装置10和所述图像分析仪40协同工作，通过所述图像分析仪40，所述交通安全预警监控报警装置识别范围角度比单纯使用激光测距装置10监测角度更大，其能够弥补激光器的识别盲区，光路和电路双信息源传输，任何一路触发预警都会发出警报，增加装置冗余度，提高对入侵车辆识别的准确性。

在一种实施方式中，所述图像分析仪40还可以包括存储模块41，将工作时的视频数据压缩编码,存储工程实施时的交通监控实时图像，作为施工过程中监控车道的风险记录，可在一些情况作为证据或者其他记录使用。

在一种实施方式中，所述交通安全预警监控报警装置100还包括电动移台80，所述电动移台80承载所述激光测距装置10，通过控制所述电动移台80调节所述激光测距装置10的方向及位置，进而调整激光出射角。

在一种实施方式中，所述电动移台80可以进一步包括驱动器70，所述驱动器70连接所述控制器20；所述图像分析仪40包括角度调节模块44，用于监控车道范围，分析监控位置与监控车道是否对应，并反馈信号至所述控制器20控制所述驱动器70驱动所述电动移台80移动以调整所述激光测距装置10的监控范围。

可以理解的是，本实施例可通过显示屏等观察所述激光测距装置10监测范围是否对应监测车道，并通过所述角度调节模块44控制所述驱动器70自动调整所述电动移台80的方向及位置，从而调整激光的出射角度。

在一种实施方式中，所述交通安全预警监控报警装置100还包括补光灯60，如红外LED补光灯60等，所述补光灯60电连接所述控制器20。在光线不足时，所述控制器20开启红外LED补光灯60，以增强视频图像画质，确保图像分析仪40能够准确识别物体。

在一种实施方式中，所述摄像头50设有红外摄像头，具有红外夜视功能，在夜晚施工时，即使无灯光或光线较弱，也能形成清晰的画面，确保图像分析仪40能够准确识别物体。

在一种实施方式中，所述交通安全预警监控报警装置100还包括陀螺仪90，所述陀螺仪90连接所述控制器20。在风扰等振动下，所述陀螺仪90会检测整个激光测距装置10的振动状况，通过控制器20控制电动移台80，保持激光测距装置10姿态的稳定，同时图像分析仪40通过识别车道，分析激光出射方向，判断激光是否瞄准监控车道，对激光瞄准进行评估，并控制电动移台80调整激光测距模块角度，保证装置补偿风扰等振动的影响。

在又一实施例中，本申请实施例提供交通安全预警监控报警装置100应用于公路维修场景中，如图2所示，本申请实施例提供交通安全预警监控报警装置100包括支架、多音节防水报警器32、手持报警器31、激光测距装置10、摄像头50、图像分析仪40和控制器20，所述手持报警器31独立于所述交通安全预警监控报警装置100，由施工人员携带配置，其与所述控制器20无线连接。所述多音节防水报警器32、激光测距装置10、摄像头50和控制器20承载在所述支架上，多音节防水报警器32和激光测距装置10通过有线或者无线的方式与所述控制器20连接。

所述激光测距装置10包括具有同轴光路的两组测距模块，两组测距模块夹角为1°，监测车道宽度大于一个车道，但小于1.5车道，直线预警区域为200米，即所述激光测距装置10直线辐射范围为200米。所述摄像头50连接其中一组测距模块，所述图像分析仪40无线或者电连接所述控制器20，其显示所述摄像头50捕获的画面，并对所述画面内移动物体进行识别，如行人、动物及车辆等，并分析移动物体与施工地点的距离和行驶速度。当所述移动物体在预警区域内的移动速度超过20km/h或者其他预设阈值时，根据移动物体的距离发出不同等级的预警信号。如在200m以内为3级警报，150m以内为2级警报，100m以内为1级警报。

需要理解的是，所述激光测距装置10和包括摄像头50作为交通安全预警监控报警装置中检测预警区域移动物体的传感器，需要每个所述激光测距模块高频率地测量移动物体的距离，尤其是车辆，并将测量出的车辆距离数据发送给所述控制器20，控制器20通过大量车辆距离数据计算出各个模块检测的车辆速度和距离。通过对监控的高速交通干道上的车辆进行激光测距和图像识别检测，当检测并预判到危险时，可以通过多音节防水报警器32和无线报警单元发出声光警报，提醒施工人员注意避让。

需要说明的是，所述激光测距装置10和摄像头50可以分别独立监测，也可以共同监测。但所述激光测距装置10测距为点状监测，不能解决邻近车道的车辆入侵，也无法适应弯道情况下的车辆监控，所述控制器20的数据处理能力一般只能应付简单的计算，监测结果较粗略。而所述图像分析仪40具有高级的计算处理能力，通过对图像进行分析，除判断监控车道的移动物体的风险，还可判断相邻车道进入监控车道的车辆或者其他移动物体进入预警区域的风险，风险判断精确度更高，可靠性更强。

在一种实施方式中，所述手持报警器31包括显示预警模块和声音预警模块，所述声音预警模块直接根据控制器20发送的信号播放相应等级的预警提示音，提示施工人员有风险。所述显示预警模块通过文字方式显示风险情况，如“车辆XXX距离100m，时速40Km/h,危险等级高”，通过文字方式让施工人员了解具体情况，以便及时作出防御。

在一种实施方式中，所述支架上还设有电动移台80及其驱动器70，所述电动移台80承载所述激光测距装置10，本申请可通过机械控制所述电动移台80调节，也可通过与控制器20连接的驱动器70智能调节所述激光测距装置10的方向及位置，以调整激光出射角。如在所述图像分析仪40监控分析到监控范围与监控车道范围不对应时，通过其内的角度调节模块44发送信号至所述控制器20控制所述驱动器70驱动所述电动移台80来调整所述激光测距装置10的监控范围。

进一步地，所述支架上还设有陀螺仪90，所述陀螺仪90电连接所述控制器20。在风扰等振动下，所述陀螺仪90会检测整个激光测距装置10的振动状况，通过控制器20控制电动移台80，保持激光测距装置10姿态的稳定，同时图像分析仪40通过识别车道，分析激光出射方向，判断激光是否瞄准监控车道，对激光瞄准进行评估，并控制电动移台80调整激光测距模块角度，保证装置补偿风扰等振动的影响。

以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种交通安全预警监控报警装置，其特征在于，包括报警器、激光测距装置、控制器，所述报警器和激光测距装置电连接或无线连接所述控制器；

所述激光测距装置包括多个具有同轴光学通道的测距模块，各所述测距模块独立测距；

所述控制器获取所述测距模块的测距数据并分析，并在分析出有风险时，触发所述报警器警报预警。

2.如权利要求1所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述多个具有同轴光学通道的测距模块不完全平行设置。

3.如权利要求2所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，至少两个所述测距模块形成0.5-5°夹角。

4.如权利要求1所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述激光测距装置还包括光学调节结构，所述光学调节结构连接各个所述测距模块。

5.如权利要求1-4任一项所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述交通安全预警监控报警装置还包括摄像头和图像分析仪；

所述摄像头和其中一个测距模块连接，从所述激光测距模块的同轴光路获取监控范围内实时图像，且所述摄像头和所述图像分析仪电连接或者无线连接所述控制器，所述控制器接收所述摄像头获取的实时图像并传输至所述图像分析仪；

所述图像分析仪根据获取的实时图像对所述监控范围进行风险分析，并反馈风险信号至所述控制器，所述控制器根据所述图像分析仪反馈的风险信号触发所述报警器警报预警。

6.如权利要求5所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述图像分析仪包括：

显示模块，用于显示所述摄像头所获取的图像画面；

分析模块，用于分析所述摄像头获取的图像，计算监控范围内的移动物体的移动速度，根据预设阈值评估风险等级，并反馈风险信号至所述控制器；

存储模块，用于存储所述实时图像。

7.如权利要求6所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述分析模块包括：

车道识别子模块，用于识别所述监控范围内的车道；

物体识别子模块，用于识别所述监控范围内的车辆。

8.如权利要求7所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述交通安全预警监控报警装置还包括电动移台，所述电动移台承载所述激光测距装置。

9.如权利要求8所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述电动移台还包括驱动器，所述驱动器电连接所述控制器；

所述图像分析仪还包括角度调节模块，用于监控车道范围，并反馈一个调整信号至所述控制器，所述控制器根据所述调整信号控制所述驱动器驱动所述电动移台移动，以调整所述激光测距装置的监控范围。

10.如权利要求5所述的交通安全预警监控报警装置，其特征在于，所述报警器包括非手持报警器和手持报警器，其中，所述手持报警器无线连接所述控制器，所述非手持报警器设置在所述控制器或者所述激光测距模块上。

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