CN112863208A - 一种高速路障碍提示设备与方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高速路障碍提示设备，所述设备包括：图像采集装置，设置于高速路两边，用于根据采集到的图像判断高速路上是否有障碍物，如有障碍物，则发出提示指令；后台管理装置，与所述图像采集装置相连，用于接收图像采集装置发出的提示指令，并根据所述提示指令，发出信号指令；提示装置，设置于高速路两边，与后台管理装置相连，用于接收信号指令，并根据所述信号指令，发出提示信号。本申请提供的技术可以能够快速及时的向过往车辆发出前面有障碍物的提示信息，有效避免因为没有提前获知前方道路信息，而无法及时减速刹车，导致发生车祸的问题。

Description

一种高速路障碍提示设备与方法

技术领域

本发明涉及交通设施技术领域，尤其涉及一种高速路障碍提示设备与方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，越来越多的人使用私人小汽车作为自己的代步工具，随着汽车数量的不断上升，交通事故的发生频率也日益提高，尤其是在高速公路上。由于高速路上，车速通常较快，如果路面出现障碍物，后面的车辆未及时减速刹车，极容易导致车祸。

目前常见障碍物提示技术方案主要应用于机场跑道，但这一类技术方案由于其技术条件的限制，并不适用于高速公路。另有一些可以应用于高速路的技术方案，有的因为硬件要求高，例如需要安装激光扫描仪等，导致成本高，且与已经安装的设备不能兼容，故不利于安装实施；还有的因为判断障碍物的过程较复杂，例如要进行数据平滑处理，分割车道区域等，虽然这种技术方案准确性高，但效率低下，实时性差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高速路障碍提示设备，所述设备包括：图像采集装置，设置于高速路两边，用于根据所采集图像上的物体运动速度，判断高速路上是否有障碍物，如有障碍物，则发出提示指令；后台管理装置，与所述图像采集装置相连，用于接收图像采集装置发出的提示指令，并根据所述提示指令，发出信号指令；提示装置，设置于高速路两边，与后台管理装置相连，用于接收信号指令，并根据所述信号指令，发出提示信号。

进一步的，所述后台管理装置通过网络与图像采集装置、提示装置相连。

进一步的，所述图像采集装置进一步用于，判断高速路上的物体运动速度是否大于第一阈值，如果否，则判断该物体为障碍物。

进一步的，所述图像采集装置进一步用于，判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令至后台管理装置，若否，则发送第二提示指令至后台管理装置；所述后台管理装置进一步用于，根据所述第一提示指令发送第一信号指令至提示装置，根据所述第二提示指令发送第二信号指令至提示装置。所述提示装置进一步用于，根据所述第一信号指令，发出缓慢信号；根据所述第二信号指令，发出拥堵信号。

进一步的，所述提示信号包括缓慢信号和拥堵信号；所述提示指令包括第一提示指令和第二提示指令；所述信号指令包括第一信号指令和第二信号指令；所述提示装置为信号灯，所述拥堵信号为红灯，所述缓慢信号为黄灯。

进一步的，所述图像采集装置进一步用于根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；所述后台管理装置进一步用于接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物所在位置开始往后预设距离长度内的提示装置发送信号指令。

进一步的，所述图像采集装置进一步用于根据采集到的图像判断障碍物末端所在位置，并发送位置信号；所述后台管理装置进一步用于接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物末端所在位置开始往后预设距离长度内的高速路两边的提示装置发送信号指令。

进一步的，所述提示装置设有一一对应的位置编码，并周期性将所述位置编码发送至后台管理装置；所述后台管理装置根据接收的位置编码判断所述提示装置与障碍物的距离，或者与障碍物末端的距离。

进一步的，所述后台管理装置在预设时间段内未收到位置编码，则提示所述位置编码对应的提示装置发生故障。

进一步的，所述设备包括若干个图像采集装置，若干个提示装置，所述图像采集设备为摄像头。

进一步的，所述提示装置包括通信模块、发电模块和蓄电模块。

进一步的，所述发电模块为太阳能板。

本发明还提供一种高速路障碍物提示的方法，所述方法包括：

步骤1，采集高速路上的图像；

步骤2，根据所采集图像上的物体运动速度，判断高速路上是否有障碍物，如有障碍物，则发出提示指令；

步骤3，接收提示指令，并根据所述提示指令，发出信号指令；

步骤4，接收信号指令，并根据所述信号指令，发出提示信号。

进一步的，所述方法还包括：

步骤21，判断高速路上的物体运动速度是否大于第一阈值，如果否，则判断该物体为障碍物，并转步骤22；

步骤22，判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令，若否，则发送第二提示指令；

步骤23，根据所述第一提示指令发送第一信号指令，根据所述第二提示指令发送第二信号指令。

步骤24，根据所述第一信号指令，发出缓慢信号；根据所述第二信号指令，发出拥堵信号。

进一步的，所述方法还包括：

步骤25，根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；

步骤26，接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物所在位置开始往后预设距离长度内的提示装置发送信号指令。

进一步的，所述方法还包括：

步骤27，根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；

步骤28，并根据位置信号，向从障碍物末端所在位置开始往后预设距离长度内的高速路两边的提示装置发送信号指令。

本申请中，图像采集装置根据所所采集图像中的物体运动速度，判断高速路上是否有障碍物，根据判断结果发送提示指令至后台管理装置，后台管理装置根据图像采集装置发出的提示指令，向障碍物所在位置及其后续部分的提示装置发送信号指令，提示装置在接收到信号指令后就会发出提示信号，让高速路上的过往车辆再看到提示信号后，及时刹车减速，避免发生车祸。该技术方案效率高，实时性好。而且结构简单，对于已经有图像采集装置和后台管理装置的高速路，可以直接安装提示装置，并接入网络，因此具有很好的兼容性。

附图说明

图1本申请提供的一种高速路障碍提示设备结构示意图；

图2本申请提供的一种提示装置结构示意图；

图3本申请提供的一种提示装置内部结构以及与后台处理装置通过网络相连接的示意图；

图4本申请提供的一种高速路障碍提示设备使用流程示意图。

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。本申请提供一种高速路障碍提示设备1，该设备包括图像采集装置11、后台管理装置12和提示装置13，如图1所示。

图像采集装置11设置于高速路两边，对在其拍摄范围内的高速路面，进行实时的图像采集工作，对采集到的图像画面中的物体运动速度进行判断，看是否大于第一阈值，如果否，则发送第一提示指令。通常图像采集装置11通常为摄像头，设置于高速路两侧，根据道路情况，间隔一定距离设置一个，确保覆盖整个高速路段。具体的说，由于高速路上一般是不会出现低速运动的物体的。但如果出现低速运动或者固定不动的物体，例如货车上的掉落物，因车辆故障、车祸等原因而停在路上的车辆等，则容易让后面高速运行的车辆追尾，从而诱发车祸。工作时，摄像头会对高速路面进行拍摄监控，并根据拍摄到的图像，判断图像中的物体运动速度是否大于一个预设的阈值，也就是第一阈值，假设第一阈值为1m/s，即当图像中的物体运动速度小于或等于1m/s，则判定该物体为障碍物，那么就会发出高速路面有障碍物的提示指令。

为了进一步的区分该障碍物是低速运动的物体，还是固定不动的物体，图像采集装置11会在判断出图像中的物体为障碍物后，再判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令，若否，则发送第二提示指令。具体的说，就是摄像头根据拍摄到的图像，进一步判断该物体运动速度是否大于第二个预设的阈值，即第二阈值，假设第二阈值为0m/s，那么当图像中的物体运动速度大于0m/s，则判断该物体为低速运动，就发出高速路上有低速运动的物体的提示指令，即第一提示指令；当图像中的物体运动速度等于0m/s，则判断该物体为固定不动，当图像中的物体小于0m/s，则判断该物体为逆向运动，遇到这两种情况就发出前方路段无法通行的提示指令，即第二提示指令。这里的第一提示指令和第二提示指令都是提示指令。

图像采集装置11在判断出图像中的物体是否为障碍物，以及是静止还是低速运动后，除了发送提示信息，还可以根据采集到的图像，判断障碍物所在位置，从而发送位置信号。而且，如果障碍物占据路面较长距离，例如出现多车连环追尾，则判断障碍物末端所在位置，并发送位置信号。

另外，判断图像中的物体是否为障碍物，以及是静止还是低速运动，这个过程除了可以在图像采集装置11中实现，还可以通过后台处理装置12来完成。具体的说，图像采集装置11将采集来的图像发送至后台管理装置12，后台管理装置12根据发送来的图像判断图像中的物体是否为障碍物，以及是静止还是低速运动。但由于现在许多高速路上已经安装有现成的监控管理系统，如果判断图像中的物体是否为障碍物，以及是静止还是低速运动的这个过程在后台管理装置12中完成，则需要对现有的系统进行修改升级，从而增加与原有系统嫁接融合的难度，故一般情况下，会在图像采集装置中安装主板，将判断图像中的物体是否为障碍物，以及是静止还是低速运动整个过程放在图像采集装置的主板中进行。

后台管理装置12通过网络与图像采集装置11相连接，当后台管理装置12接收到图像采集装置11发出的提示指令后，根据所述提示指令，发出信号指令。具体的说，摄像头在拍摄到障碍物后，会发送提示指令至后台管理装置12，后台管理装置12根据提示指令的类型，发送不同的信号指令。也就是判断是提示指令是第一提示指令，还是第二提示指令，如果是第一提示指令，则说明高速路上出现低速运动的障碍物，后台管理装置12就发送第一信号指令；如果是第二提示指令，则说明高速路上出现固定不动的障碍物，后台管理装置12就发送第二信号指令。

后台管理装置12除了与图像采集装置11相连，还会通过网络与多个提示装置13相连接。与图像采集装置11相类似，提示装置13设置于高速路两侧，根据道路情况，间隔一定距离设置一个，确保覆盖整个高速路段。提示装置13在接收到后台管理装置11的信号指令后，根据信号指令的类型，发出不同的提示信号。也就是说，如果提示装置13接收到的是第一信号指令，说明前方道路行驶缓慢，那么就发出缓慢信号，如果接收到的是第二信号指令，说明前面道路出现拥堵，那么就发出拥堵信号。

请参考图2和图3，提示装置13包括通信模块132、发电模块131和蓄电模块133，通信模块132可以在没有网线连接的情况下，通过无线信号传输的方式与网络相连。发电模块131通常是指太阳能板，但这只是优选模式，还可以使用风能，或者其他方式，在没有电线进行供电的情况下产生电能，以供提示装置13使用。蓄电模块133一般是指蓄电池，在太阳能板无法供电时使用。

这里所说的提示信号可能是红灯、黄灯，也可能是显示“前方道路拥堵”、“前方道路行驶缓慢”字样，还有可能是其他提示方式，例如语音播报等等。在优选的实施方式中，所述拥堵信号为红灯，所述缓慢信号为黄灯。

这里需要说明的是，所述提示装置13设置于高速路两侧，其间隔距离依道路情况和提示装置13的大小而定。例如，直行的高速路两边的提示装置13间隔距离可以设置的大一些，而弯道较多的高速路两边的提示装置13间隔距离可以设置的小一些；类似LED信号灯这种体积较小的提示装置13可以将间距设置的小一些，而显示屏这种体积较大的提示装置13可以将间距设置的大一些。只要让提示装置13能够覆盖整个高速路，并能人过往车辆清楚的看得提示信号即可。在优选的实施方式中，所述提示装置13为LED信号灯，因为它具有便于安装，耗电量小的特点。如图2和图3所示，提示装置13里还可以设置蓄电池，当天气晴朗时，太阳能板可以产生电能，既能供应提示装置13的使用，还可以给蓄电池充电；当出现阴雨天气，无法使用太阳能供电时，蓄电池则可以继续为提示装置13供电。另外，该提示装置13在供电不足的情况下，进入省电模式，也就是只有在接收到第二信号指令时，才发出拥堵信号，也就是只亮红灯，这样可以最大限度节省电能，还能对过往车辆起到提示作用。

除此之外，提示装置13还可以包括若干个移动端，例如手机，PAD等，后台管理装置12可在网络上发布提示信息，通过移动端的微信小程序，或者APP、短信等方式，提示过往车辆减速慢行。

另外，每个提示装置13设有一一对应的位置编码，并周期性将该位置编码发送值后台管理装置12。这样一来，后台管理装置就能够清楚的知道每个提示装置13所在的位置，以便后期后台管理装置发送信号指令时使用。与此同时，后台管理装置12可以根据提示装置13发送位置编码的情况，判断出该位置编码对应的提示装置是否发生故障。例如，提示装置13每个5分钟发送一次位置编码值后台管理装置12，如果后台管理装置12在收到位置编码后10分钟内，一直没有收到下一次发送的位置编码，则说明该位置编码对应的提示装置13出现了故障，那么后台管理装置12会提示使用者，该提示装置13出现故障，请尽快维修。

上文所说的后台管理装置12与提示装置13通过网络进行连接的方式，可以是通过网线进行网络连接，也可以是通过无线传输信号，例如5G信号，进行网络连接。使用者可以通过现有道路的设施情况进行选择，例如高速路两侧已经铺设有网线，那么可以将提示装置13直接接上网线进行使用；如果高速路两侧没有铺设网线，可以通过提示装置13内的无线通信模块进行网络连接。

本申请提供的一种高速路障碍提示设备的具体使用过程请参考图4。

步骤101，采集高速路上的图像；

步骤102，判断高速路上的物体运动速度是否大于第一阈值，如果否，则判断该物体为障碍物；

将若干个图像采集装置11和若干个提示装置13设置于高速路两侧，根据道路情况，间隔一定距离，设置一个，使其覆盖整个高速路段。这些图像采集装置11和提示装置13，通过网络与后台管理装置12连接，三者从而形成一套高速路障碍提示设备。当高速路上出现速度异常物体，例如货车上的掉落物，因车辆故障、车祸等原因而停在路上的车辆等，设置于该路段的图像采集装置11，也就是摄像头，拍摄到路面上出现一个物体，该物体的运动速度不大于第一阈值时，判断该物体为障碍物。

步骤103，判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令，转步骤104；若否，则发送第二提示指令，转步骤105；

步骤104，根据所述第一提示指令发送第一信号指令，根据所述第一信号指令，发出缓慢信号；

进一步的，判断该物体的运动速度是否大于第二阈值，如果是，图像采集装置11则发送第一提示指令和位置信号至后台管理装置12，后台管理装置12在接收到第一提示指令和位置信号后，根据位置信号，向从障碍物所在的位置开始往后2KM的高速路两边的提示装置13发送第一信号指令。提示装置13在收到第一信号指令后，发出缓慢信号，即信号灯显示黄灯。

步骤105，根据所述第二提示指令发送第二信号指令，根据所述第二信号指令，发出拥堵信号。

反之，图像采集装置11则发送第二提示指令和位置信号至后台管理装置12，后台管理装置12在接收到第二提示指令后和位置信号后，根据位置信号，向从障碍物所在的位置开始往后2KM的高速路两边的提示装置13发送第二信号指令。提示装置13在收到第一信号指令后，发出拥堵信号，即信号灯显示红灯。需要说明的是，这里的2KM只是一个优选方式，使用过程中，使用者可以根据需要，调整从障碍物或障碍物末端所在位置往后的距离长度，使得该距离长度内的提示装置13都能接收到后台管理装置12发出的信号指令，并发出提示信号，当过往车辆在看到提示信号时，能够及时减速刹车。

在实际使用过程中，使用者可以构建一套全新的高速路障碍提示设备；由于现在许多高速路上已经设置有摄像头，还有后台管理装置12，所以也可以就现有的设备进行嫁接。因为作为提示装置13的LED信号灯，或者LED显示屏，可以使用太阳能供电，也可以使用市线供电，无需另外布线，所以安装起来也十分方便。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速路障碍提示设备，其特征在于，所述设备包括：

图像采集装置，设置于高速路两边，用于根据所采集图像上的物体运动速度，判断高速路上是否有障碍物，如有障碍物，则发出提示指令；

后台管理装置，与所述图像采集装置相连，用于接收图像采集装置发出的提示指令，并根据所述提示指令，发出信号指令；

提示装置，设置于高速路两边，与后台管理装置相连，用于接收信号指令，并根据所述信号指令，发出提示信号。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述图像采集装置进一步用于，判断高速路上的物体运动速度是否大于第一阈值，如果否，则判断该物体为障碍物。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述图像采集装置进一步用于，当判断该物体为障碍物后，判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令至后台管理装置，若否，则发送第二提示指令至后台管理装置；

所述后台管理装置进一步用于，根据所述第一提示指令发送第一信号指令至提示装置，根据所述第二提示指令发送第二信号指令至提示装置。

所述提示装置进一步用于，根据所述第一信号指令，发出缓慢信号；根据所述第二信号指令，发出拥堵信号。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述提示信号包括缓慢信号和拥堵信号；所述提示指令包括第一提示指令和第二提示指令；所述信号指令包括第一信号指令和第二信号指令；所述提示装置为信号灯，所述拥堵信号为红灯，所述缓慢信号为黄灯；

所述图像采集装置进一步用于根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；

所述后台管理装置进一步用于接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物所在位置开始往后预设距离长度内的提示装置发送信号指令；

所述图像采集装置进一步用于根据采集到的图像判断障碍物末端所在位置，并发送位置信号；

所述后台管理装置进一步用于接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物末端所在位置开始往后预设距离长度内的高速路两边的提示装置发送信号指令。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述提示装置设有一一对应的位置编码，并周期性将所述位置编码发送至后台管理装置；

所述后台管理装置根据接收的位置编码判断所述提示装置与障碍物的距离，或者与障碍物末端的距离。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述后台管理装置在预设时间段内未收到位置编码，则提示所述位置编码对应的提示装置发生故障。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括若干个图像采集装置，若干个提示装置，所述图像采集设备为摄像头；所述后台管理装置通过网络与图像采集装置、提示装置相连。

8.根据权利要求1-7所述的设备，其特征在于，所述提示装置包括通信模块、发电模块和蓄电模块；所述发电模块为太阳能板。

9.一种高速路障碍物提示的方法，所述方法应用于权利要求1-8中任一项所述的设备，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，采集高速路上的图像；

步骤2，根据所采集图像上的物体运动速度，判断高速路上是否有障碍物，如有障碍物，则发出提示指令；

步骤3，接收提示指令，并根据所述提示指令，发出信号指令；

步骤4，接收信号指令，并根据所述信号指令，发出提示信号。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤21，判断高速路上的物体运动速度是否大于第一阈值，如果否，则判断该物体为障碍物，并转步骤22；

步骤22，判断高速路上的物体运动速度是否大于第二阈值，若是，则发送第一提示指令，若否，则发送第二提示指令；

步骤23，根据所述第一提示指令发送第一信号指令，根据所述第二提示指令发送第二信号指令；

步骤24，根据所述第一信号指令，发出缓慢信号；根据所述第二信号指令，发出拥堵信号；

步骤25，根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；

步骤26，接收所述位置信号，并根据位置信号，向从障碍物所在位置开始往后预设距离长度内的提示装置发送信号指令；

步骤27，根据采集到的图像判断障碍物所在位置，并发送位置信号；

步骤28，并根据位置信号，向从障碍物末端所在位置开始往后预设距离长度内的高速路两边的提示装置发送信号指令。

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