CN112820106A - 一种基于离散信号动态响应的电子监控设备 - Google Patents

一种基于离散信号动态响应的电子监控设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，涉及道路监控技术领域。在本发明中：㈠监控主系统内对人行道区域进行区域化设定。㈡监控主机装置的红外监测机构对起始站立区域、行走动态区域、行走终端区域上的行人离散信号点进行传感监测。㈢监控主系统对起始站立区域、行走动态区域上的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道信号灯显示状态。㈣监控主系统对行走动态区域内的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道红灯剩余时间状态。本发明通过分析对行人位置和行走状态，驱控调节机动车红灯显示状态和时间变化，使得在夜间行人较少时，提高机动车行车绿灯通行效率，同时也保证了行人通行的安全性。

Description

一种基于离散信号动态响应的电子监控设备
技术领域
本发明属于道路监控技术领域，特别是涉及一种基于离散信号动态响应的电子监控设备。
背景技术
电子监控设备应用已经十分广泛了，具有各种传感监测技术、视觉识别技术、计算机图像处理技术和通信技术及自动控制技术的优点。
在夜间，道路上的行人较少，需要过马路的行人也较少，而交通路口的信号灯仍进行红绿灯信号周期切换，这就导致即使没有行人需要过马路，车辆也要等待红灯，导致车辆的道路通行效率降低。
而有少量行人需要过人行道时，也需要对人行道进行红绿灯信号切换，保证行人的安全通行。如何在夜间行人较少时，提高机动车行车绿灯通行效率，同时也保证行人通行的安全性，成为需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，通过监控主机装置对人行道上的行人状态进行实时监测，通过分析对行人位置和行走状态，驱控调节机动车红灯显示状态和时间变化，使得在夜间行人较少时，提高机动车行车绿灯通行效率，同时也保证了行人通行的安全性。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，包括监控主机装置和监控主系统，监控主系统内包括有主处理控制器，主处理控制器内包括有延时模块；监控主机装置内配置有红外监测机构。
㈠监控主系统内对人行道区域进行区域化设定：
①在未进入机动车道的区域划定，根据人体站立状态和行走方向，人行道一端划定一定宽度的起始站立区域，人行道的另一端划定一定宽度的行走终端区域；②进入机动车道内的区域，划定为行走动态区域。
㈡监控主机装置的红外监测机构对起始站立区域、行走动态区域、行走终端区域上的行人离散信号点进行传感监测。
㈢监控主系统对起始站立区域、行走动态区域上的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道信号灯显示状态。
㈣监控主系统对行走动态区域内的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道红灯剩余时间状态：
①监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对行走动态区域内的人体行走进行点信号占据化监测分析；②监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对同一人体点信号占据化状态进行时间监测，对时域化人体行走速度进行分析；③监控主系统根据实时人体行走速度，分析当前行走反应预留时间；④监控主系统根据行走动态区域当前行走方向剩余的距离进行分析，并输出当前机动车道红灯剩余时间信息。
作为本发明的一种优选技术方案，起始站立区域位于对侧监控主机装置的红外监测机构传感监测范围内；行走终端区域位于对侧监控主机装置的红外监测机构传感监测范围内；监控主机装置的红外监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
作为本发明的一种优选技术方案，起始站立区域、行走终端区域下方埋入配置有用于传感监测人体站立状态的压力传感监测机构；压力传感监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
作为本发明的一种优选技术方案，起始站立区域存在站立人体时，延时模块动作；起始站立区域内存在站立一定时间的人体后，延时模块动作完成，主处理控制器启动机动车红灯倒计时(绿灯开始闪烁倒计时)。机动车红灯倒计时结束后(机动车道信号灯由绿灯变为红灯)，机动车信号灯进入初始等待时间段，设初始等待时间跨度为N秒，其中N≥10。初始等待时间结束后，人体仍位于起始站立区域内，主处理控制器内的延时模块重新动作，主处理控制器重新启动机动车红灯倒计时(绿灯开始闪烁倒计时)。
作为本发明的一种优选技术方案，人体到达行走终端区域时，主处理控制器获取到穿越人行道结束信号，主处理控制器延时启动机动车绿灯。
作为本发明的一种优选技术方案，监控主系统预设行走动态区域的长度信息，设该长度信息为S0；监控主系统预设起始站立区域的长度信息，设该长度信息为S1；监控主系统预设行走终端区域的长度信息，设该长度信息为S2。
监控主系统内建立包含行走动态区域信息、起始站立区域信息、行走终端区域信息的X轴向参数化坐标系。在该X轴向参数化坐标系上：
设行走动态区域占据的参数坐标范围为[Xa，Xb]；设起始站立区域占据的参数坐标范围为[Xc，Xa]；设行走动态区域占据的参数坐标范围为[Xb，Xd]；其中Xc＜Xa＜Xb＜Xd。
设行走动态区域内的人体行走点信号占据化动态参数坐标点为Xn；设行走动态区域内的同一人体点信号占据化状态时间变化为ΔT；设行走动态区域内的行人行走实时速率为V，则存在：
行人行走实时速率
Figure BDA0002883005090000041
其中ΔX为ΔT时间内的人体行走点信号占据化动态参数坐标的变化差值。
作为本发明的一种优选技术方案，在监控主系统内：
①监控主系统对行走动态区域的剩余行走距离进行分析：
设行走动态区域的剩余行走距离为Xs；则行走动态区域的剩余行走距离Xs＝Xb-Xn。
②监控主系统对穿越行走动态区域的剩余时间进行实时预判分析：
设穿越行走动态区域的剩余时间为Ts；则穿越行走动态区域的剩余时间为
Figure BDA0002883005090000042
其中V为行走动态区域内的行人行走实时速率。
③监控主系统根据穿越行走动态区域的剩余时间信息，分析输出当前机动车道的红灯剩余时间。
作为本发明的一种优选技术方案，在监控主系统内：
设当前机动车道的红灯剩余时间为Tj；则当前机动车道的红灯剩余时间Tj＝Ts+Ty；其中Ty为行走反应预留时间，Ty≥3s。
则存在行走反应预留时间Ty∝λV，其中λV为行走速度相对系数比；存在行走速度相对系数比λV∝V,其中V为行走动态区域内的行人行走实时速率。
作为本发明的一种优选技术方案，监控主系统内预设行人行走正常速度为Vo；则行走速度相对系数比
Figure BDA0002883005090000051
则存在行走反应预留时间Ty＝3·λV。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过监控主机装置对人行道上的行人状态进行实时监测，通过分析对行人位置和行走状态，驱控调节机动车红灯显示状态和时间变化，使得在夜间行人较少时，提高机动车行车绿灯通行效率；
2、本发明中通过分析行走动态区域中的行人行走实时速率，并分析当前行走反应预留时间，为行人在即将穿越行走动态区域时预留安全时间，也实现了根据行人通行速度高效调控机动车等待的红灯时间，在保证行人通行安全的前提下，进一步提高机动车行车通行效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的人行道区域及一侧监控主机装置动态监测示意图；
图2为本发明中的行走动态区域、起始站立区域、行走终端区域的X轴向参数化坐标系示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-行走动态区域；2-起始站立区域；3-行走终端区域；4-监控主机装置。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1、图2，本发明涉及一种用于监控分析人行道行人状态以及输出控制信号灯的电子监控设备。
在本发明中，包括监控主机装置4和监控主系统，监控主系统内包括有主处理控制器，主处理控制器内包括有延时模块；监控主机装置4内配置有红外监测机构。
㈠监控主系统内对人行道区域进行区域化设定：
①在未进入机动车道的区域划定，根据人体站立状态和行走方向，人行道一端划定一定宽度的起始站立区域2，人行道的另一端划定一定宽度的行走终端区域3；②进入机动车道内的区域，划定为行走动态区域1。
起始站立区域2位于对侧监控主机装置4的红外监测机构传感监测范围内；行走终端区域3位于对侧监控主机装置4的红外监测机构传感监测范围内；监控主机装置4的红外监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
在本发明中，起始站立区域2、行走终端区域3的信号监测方式可以为压力信号监测方式。起始站立区域2、行走终端区域3下方埋入配置有用于传感监测人体站立状态的压力传感监测机构；压力传感监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
在本发明中，对起始站立区域2内的站立人体状态与机动车红灯倒计时进行分析：
起始站立区域2存在站立人体时，延时模块动作；起始站立区域2内存在站立一定时间的人体后，延时模块动作完成，主处理控制器启动机动车红灯倒计时；机动车红灯倒计时结束后，机动车信号灯进入初始等待时间段，设初始等待时间跨度为N秒，其中N≥10。初始等待时间结束后，人体仍位于起始站立区域2内，主处理控制器内的延时模块重新动作，主处理控制器重新启动机动车红灯倒计时。
当人体到达行走终端区域3时，主处理控制器获取到穿越人行道结束信号，主处理控制器延时启动机动车绿灯。
㈡监控主机装置的红外监测机构对起始站立区域2、行走动态区域1、行走终端区域3上的行人离散信号点进行传感监测。
监控主系统预设行走动态区域1的长度信息，设该长度信息为S0；监控主系统预设起始站立区域2的长度信息，设该长度信息为S1；监控主系统预设行走终端区域3的长度信息，设该长度信息为S2。
监控主系统内建立包含行走动态区域1信息、起始站立区域2信息、行走终端区域3信息的X轴向参数化坐标系。
在该X轴向参数化坐标系上：
设行走动态区域1占据的参数坐标范围为[Xa，Xb]；
设起始站立区域2占据的参数坐标范围为[Xc，Xa]；
设行走动态区域1占据的参数坐标范围为[Xb，Xd]；
其中Xc＜Xa＜Xb＜Xd。
设行走动态区域1内的人体行走点信号占据化动态参数坐标点为Xn；设行走动态区域1内的同一人体点信号占据化状态时间变化为ΔT；设行走动态区域1内的行人行走实时速率为V，则存在：
行人行走实时速率
Figure BDA0002883005090000081
其中ΔX为ΔT时间内的人体行走点信号占据化动态参数坐标的变化差值。
㈢监控主系统对起始站立区域2、行走动态区域1上的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道信号灯显示状态。
㈣监控主系统对行走动态区域1内的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道红灯剩余时间状态；
①监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对行走动态区域1内的人体行走进行点信号占据化监测分析。
监控主系统对行走动态区域的剩余行走距离进行分析：
设行走动态区域1的剩余行走距离为Xs；
则行走动态区域1的剩余行走距离Xs＝Xb-Xn。
②监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对同一人体点信号占据化状态进行时间监测，对时域化人体行走速度进行分析。
监控主系统对穿越行走动态区域1的剩余时间进行实时预判分析：设穿越行走动态区域的剩余时间为Ts；
则穿越行走动态区域1的剩余时间为
Figure BDA0002883005090000091
其中V为行走动态区域1内的行人行走实时速率。监控主系统根据穿越行走动态区域1的剩余时间信息，分析输出当前机动车道的红灯剩余时间。
③监控主系统根据实时人体行走速度，分析当前行走反应预留时间。
监控主系统内预设行人行走正常速度为Vo；
则行走速度相对系数比
Figure BDA0002883005090000092
则存在行走反应预留时间Ty＝3·λV；
其中λV为行走速度相对系数比，其中V为行走动态区域1内的行人行走实时速率。
④监控主系统根据行走动态区域1当前行走方向剩余的距离进行分析，并输出当前机动车道红灯剩余时间信息。
设当前机动车道的红灯剩余时间为Tj；
则当前机动车道的红灯剩余时间Tj＝Ts+Ty；
其中Ty为行走反应预留时间，Ty≥3s。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，包括监控主机装置(4)和监控主系统，监控主系统内包括有主处理控制器，主处理控制器内包括有延时模块；监控主机装置(4)内配置有红外监测机构，其特征在于：
㈠监控主系统内对人行道区域进行区域化设定：
①在未进入机动车道的区域划定，根据人体站立状态和行走方向，人行道一端划定一定宽度的起始站立区域(2)，人行道的另一端划定一定宽度的行走终端区域(3)；
②进入机动车道内的区域，划定为行走动态区域(1)；
㈡监控主机装置的红外监测机构对起始站立区域(2)、行走动态区域(1)、行走终端区域(3)上的行人离散信号点进行传感监测；
㈢监控主系统对起始站立区域(2)、行走动态区域(1)上的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道信号灯显示状态；
㈣监控主系统对行走动态区域(1)内的行人离散信号状态进行监测分析，分析输出当前机动车道红灯剩余时间状态；
①监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对行走动态区域(1)内的人体行走进行点信号占据化监测分析；
②监控主系统获取到红外监测机构的传感监测信息，对同一人体点信号占据化状态进行时间监测，对时域化人体行走速度进行分析；
③监控主系统根据实时人体行走速度，分析当前行走反应预留时间；
④监控主系统根据行走动态区域(1)当前行走方向剩余的距离进行分析，并输出当前机动车道红灯剩余时间信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
起始站立区域(2)位于对侧监控主机装置(4)的红外监测机构传感监测范围内；
行走终端区域(3)位于对侧监控主机装置(4)的红外监测机构传感监测范围内；
监控主机装置(4)的红外监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
起始站立区域(2)、行走终端区域(3)下方埋入配置有用于传感监测人体站立状态的压力传感监测机构；
压力传感监测机构通过信号传输线路与主处理控制器相连。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
起始站立区域(2)存在站立人体时，延时模块动作；
起始站立区域(2)内存在站立一定时间的人体后，延时模块动作完成，主处理控制器启动机动车红灯倒计时；
机动车红灯倒计时结束后，机动车信号灯进入初始等待时间段，设初始等待时间跨度为N秒，其中N≥10；
初始等待时间结束后，人体仍位于起始站立区域(2)内，主处理控制器内的延时模块重新动作，主处理控制器重新启动机动车红灯倒计时。
5.根据权利要求2或3所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
人体到达行走终端区域(3)时，主处理控制器获取到穿越人行道结束信号，主处理控制器延时启动机动车绿灯。
6.根据权利要求1所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
监控主系统预设行走动态区域(1)的长度信息，设该长度信息为S0；
监控主系统预设起始站立区域(2)的长度信息，设该长度信息为S1；
监控主系统预设行走终端区域(3)的长度信息，设该长度信息为S2；
监控主系统内建立包含行走动态区域(1)信息、起始站立区域(2)信息、行走终端区域(3)信息的X轴向参数化坐标系；
在该X轴向参数化坐标系上：
设行走动态区域(1)占据的参数坐标范围为[Xa，Xb]；
设起始站立区域(2)占据的参数坐标范围为[Xc，Xa]；
设行走动态区域(1)占据的参数坐标范围为[Xb，Xd]；
其中Xc＜Xa＜Xb＜Xd；
设行走动态区域(1)内的人体行走点信号占据化动态参数坐标点为Xn；
设行走动态区域(1)内的同一人体点信号占据化状态时间变化为ΔT；
设行走动态区域(1)内的行人行走实时速率为V，则存在：
行人行走实时速率
Figure FDA0002883005080000031
其中ΔX为ΔT时间内的人体行走点信号占据化动态参数坐标的变化差值。
7.根据权利要求6所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
①监控主系统对行走动态区域的剩余行走距离进行分析：
设行走动态区域(1)的剩余行走距离为Xs；
则行走动态区域(1)的剩余行走距离Xs＝Xb-Xn；
②监控主系统对穿越行走动态区域(1)的剩余时间进行实时预判分析：
设穿越行走动态区域的剩余时间为Ts；
则穿越行走动态区域(1)的剩余时间为
Figure FDA0002883005080000041
其中V为行走动态区域(1)内的行人行走实时速率；
③监控主系统根据穿越行走动态区域(1)的剩余时间信息，分析输出当前机动车道的红灯剩余时间。
8.根据权利要求7所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
在监控主系统内：
设当前机动车道的红灯剩余时间为Tj；
则当前机动车道的红灯剩余时间Tj＝Ts+Ty；
其中Ty为行走反应预留时间，Ty≥3s；
则存在行走反应预留时间Ty∝λV，其中λV为行走速度相对系数比；
存在行走速度相对系数比λV∝V,其中V为行走动态区域(1)内的行人行走实时速率。
9.根据权利要求8所述的一种基于离散信号动态响应的电子监控设备，其特征在于：
监控主系统内预设行人行走正常速度为Vo；
则行走速度相对系数比
Figure FDA0002883005080000051
则存在行走反应预留时间Ty＝3·λV。
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