CN113450556A - 一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统 - Google Patents

Abstract

一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，本发明涉及基于智能路灯的投射斑马线敷设系统。本发明的目的是为了解决现有行人过街设施的铺设浪费人力、物力、后期维修费用高，以及现有车路协同技术中行人安全考虑较少，路侧设备利用率低，违章过街行为多的问题。系统包括：行人需求感知设备、车辆信息探测设备、车辆驾驶信息传输设备和投射式斑马线设备；所述行人需求感知设备和投射式斑马线设备安装在智能信号灯中；所述车辆信息探测设备和车辆驾驶信息传输设备安装在智能路灯中；所述智能路灯设置在非交叉口路段；所述智能信号灯设置在交叉口路段。本发明用于本发明涉及交通运输工程技术领域。

Description

一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统

技术领域

本发明涉及交通运输工程技术领域，具体涉及基于智能路灯的投射斑马线敷设系统。

背景技术

车路协同技术是智能网联系统主要技术，采用无线通信，传感探测等先进技术实现对人、车、路的信息全面感知，以及车辆与交通基础设施间，车辆与车辆间的智能协同，克服了以往单车感知的局限性，提高了车辆驾驶环境的智能化和路侧设备的有效利用率，从而达到优化系统资源，提高道路交通安全，缓解交通拥挤的目标。

路侧设备目前主要用于车路间的信息传输，车辆通过路侧设备将驾驶信息与其他车辆共享并进行分析，从而选择最优驾驶方案。但目前路侧设备缺少对行人信息和对行人过街需求的识别，并且当下车路协同技术较多研究车的智能化发展，这导致车辆自动驾驶技术迅猛发展，行人交通智能化发展缓慢。

城市道路中斑马线是交通冲突的汇集点，车辆与行人，车辆与车辆等的冲突十分严重，斑马线是行人过街的主要设施，如何结合车路协同技术与斑马线进行应用，是缓解行人过街处交通冲突较多的有效途径，并且目前行人违章过街行为屡屡发生，被动式的行人过街设施如传统斑马线等提高了行人过街安全风险。因此有必要发明一种车路协同背景下，能够有效结合车辆驾驶信息与行人过街需求的主动诱导式行人过街系统，从而在车路协同背景下改善行人过街环境，提高行人过街安全。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有行人过街设施的铺设浪费人力、物力、后期维修费用高，以及现有车路协同技术中行人安全考虑较少，路侧设备利用率低，违章过街行为多的问题，而提出一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统。

一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统包括：行人需求感知设备、车辆信息探测设备、车辆驾驶信息传输设备和投射式斑马线设备；

所述行人需求感知设备和投射式斑马线设备安装在智能信号灯中；

所述车辆信息探测设备和车辆驾驶信息传输设备安装在智能路灯中；

所述智能路灯设置在非交叉口路段；

所述智能信号灯设置在交叉口路段。

优选地，所述行人需求感知设备包括：计算机图像识别设备和行人数据传输设备；

所述计算机图像识别设备识别智能信号灯下行人需求感知区域的行人数量；

所述行人数据传输设备将计算机图像识别设备计算的行人数量传输至车辆驾驶信息传输设备。

优选地，所述车辆信息探测设备包括：雷达传感器和车辆信息传输设备；

所述雷达传感器用于测量车辆的速度，加速度，车辆到达时刻；

所述车辆信息传输设备将测得的车辆的速度，加速度，车辆到达时刻传输至车辆驾驶信息传输设备。

优选地，所述智能路灯和智能信号灯的距离为d，将距离d传输至车辆驾驶信息传输设备。

优选地，所述车辆驾驶信息传输设备包括：数据处理设备和信息传输设备；

所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为以及智能路灯投射斑马线投射操作；

所述信息传输设备将数据处理设备得到的驾驶行为传输至车辆；将智能路灯投射斑马线投射操作信息传输至智能路灯投射式斑马线设备。

优选地，所述投射式斑马线设备接收信息传输设备传输的智能路灯投射斑马线投射操作，控制投射式斑马线设备投射斑马线的操作。

优选地，所述所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为以及智能路灯投射斑马线投射操作；具体过程为：

所述智能路灯和智能信号灯的距离为d；

所述车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

所述行人数量为a，a∈(0,n,m)；

其中，n为行人数量临界阈值，m为行人数量阈值，

所述行人过街时间t为定值；

分别针对行人数量a∈(0,n),a∈[n,m),a∈[m,+∞)三种情况进行考虑。

优选地，所述针对行人数量a∈(0,n)的情况：

对于被信息探测设备检测的车辆，若行人数量a＜n车辆选择加速或匀速行驶；

根据历史数据，行人数量从n到m所用的时间为t₀，此时车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

假设车辆在此种情况至少进行匀速行驶，根据匀速计算车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间为t₁＝d/v；

若t₁＜t₀，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速行驶，不投射斑马线；

若t₁≥t₀，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶，投射斑马线。

优选地，所述针对行人数量a∈[n,m)的情况：

若t₁＜t₀′，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速或减速行驶；不投射斑马线；

若t₁≥t₀′，当行人需求达到[n,m)中最大值时，投射斑马线，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间；

所述t₀′为根据历史数据，行人数量从a到m所用的时间。

优选地，所述针对行人数量a∈[m,+∞)的情况：

假设斑马线一次开启到结束时间为t_总，记录行人过街开始的时间为t_经，t_总-t_经的值设为t₀″；

比较t₁与t₀″的大小，若t₁＜t₀″，则被信息探测设备检测的车辆进行匀减速运动，反之进行匀速运动；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯灯杆到达安装投射式斑马线设备的智能路灯灯杆的时间；

所述t₀″为斑马线剩余存在时间。

本发明的有益效果为：

本发明将车路协同技术运用到智能灯杆中，将智能灯杆作为主要信息传导设备，通过智能灯杆将所采集的数据进行处理，传导至投射式斑马线设备，从而根据车辆信息与过街行人需求判断是否投射斑马线以供行人过街。基于此，将路侧设备智能化，充分利用车路协同技术，提高路侧设备的有效使用率，改善行人过街出行环境。

本发明结合车辆驾驶信息与行人过街需求，能够充分利用道路资源将通行权合理分配给过街行人与车辆，并且，目前彻底解决行人过街问题的方式很多城市采用搭建天桥的方式，类似方法成本较高且不能灵活使用，若行人过街需求变化，那么现有设施就不能满足行人过街需求，此外，本发明将多个设备运用至路侧设备，提高了路侧设备的利用率，节省了目前行人过街设施浪费人力物力，维修费用较高的问题。

本发明的优势在于在提高路侧设备如路灯，信号灯等的智能化的基础上，将车路协同系统应用于行人过街安全中。

本发明一方面，路灯与车辆信息进行交互，另一方面，信号灯能过够根据采集的行人需求并结合路灯与车辆的交互信息计算投射斑马线的时机以提供行人过街的通行权。其次，本发明的优势在于通过投射式斑马线的方式提高行人过街安全，本发明采用主动诱导式的投射式斑马线，由于关闭投射斑马线时，道路无行人过街空间，因此能够在心理上减少行人违章过街冲动，减少行人违章过街行为，以此提高行人过街安全。

附图说明

图1为智能路灯的投射斑马线敷设方法及系统示意图，(A)为车辆，(B)为智能路灯，(C)为智能信号灯，其中智能信号灯下方的空白平行四边形为行人需求感知区域，在此通过计算机视觉原理计算行人需求感知区域的行人数量，其中带箭头的平行四边形区域为正在投射的斑马线。

图2为智能路灯示意图，(a)为车辆信息探测设备，(b)为车辆驾驶信息传输设备，

图3为智能信号灯示意图，(c)为行人需求感知设备，(d)为投射式斑马线设备

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统包括：行人需求感知设备、车辆信息探测设备、车辆驾驶信息传输设备和投射式斑马线设备；

所述行人需求感知设备和投射式斑马线设备安装在智能信号灯中；

所述车辆信息探测设备和车辆驾驶信息传输设备安装在智能路灯中；

所述智能路灯设置在非交叉口路段；

所述智能信号灯设置在交叉口路段。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是，所述行人需求感知设备包括：计算机图像识别设备和行人数据传输设备；

所述计算机图像识别设备识别智能信号灯下行人需求感知区域的行人数量；

所述行人数据传输设备将计算机图像识别设备计算的行人数量传输至车辆驾驶信息传输设备用于车辆驾驶行为的判断计算。

其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，所述车辆信息探测设备包括：雷达传感器和车辆信息传输设备；

所述雷达传感器用于测量车辆的速度，加速度，车辆到达时刻；

所述车辆信息传输设备将测得的车辆的速度，加速度，车辆到达时刻传输至车辆驾驶信息传输设备用于车辆驾驶行为的判断计算。

其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是，所述智能路灯和智能信号灯的距离为d，将距离d传输至车辆驾驶信息传输设备用于车辆驾驶行为与斑马线投射操作的判断计算。

其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是，所述车辆驾驶信息传输设备包括：数据处理设备和信息传输设备；

所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为(加速还是减速还是匀速，过还是不过)以及智能路灯投射斑马线投射操作(投射斑马线)；

所述信息传输设备基于车联网技术将数据处理设备得到的驾驶行为传输至车辆(传输的是当下车辆下一时刻的驾驶操作)；将智能路灯投射斑马线投射操作信息传输至智能路灯投射式斑马线设备。

其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是，所述投射式斑马线设备接收信息传输设备传输的智能路灯投射斑马线投射操作，控制投射式斑马线设备投射斑马线的操作。

其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是，所述所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为(加速还是减速还是匀速，过还是不过)以及智能路灯投射斑马线投射操作(投射斑马线)；具体过程为：

所述智能路灯和智能信号灯的距离为d；

所述车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

所述行人数量为a，a∈(0,n,m)；

其中，n为行人数量临界阈值，m为行人数量阈值，

行人进行过街行为的过街需求为定值，因此所述行人过街时间t为定值；

判别规则计算检测车辆下一时刻的驾驶行为以及斑马线投射操作；

分别针对行人数量a∈(0,n),a∈[n,m),a∈[m,+∞)三种情况进行考虑。

其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是，所述针对行人数量a∈(0,n)的情况：

对于被信息探测设备检测的车辆，若行人数量没有到达阈值n，a＜n车辆选择加速或匀速行驶；

根据历史数据，行人数量从n到m([n,m))所用的时间为t₀，此时车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

假设车辆在此种情况至少进行匀速行驶(至少进行匀速行驶就是可以匀速可以加速)，根据匀速计算车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间为t₁＝d/v；

若t₁＜t₀，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速行驶，不投射斑马线；

若t₁≥t₀，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶，投射斑马线。

其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是，所述针对行人数量a∈[n,m)的情况：

若t₁＜t₀′，则说明此时车辆即使按照匀速行驶，行人需求仍未达到最大值，因此，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速或减速行驶；不投射斑马线；

随着行人数量的增加，a越来越接近m，因此t₀′越来越小，所以t₁随着时间将会大于t₀′，若t₁≥t₀′，当行人需求达到[n,m)中最大值时，投射斑马线，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间；

所述t₀′为根据历史数据，行人数量从a到m([a,m))所用的时间。

其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是，所述针对行人数量a∈[m,+∞)的情况：

假设斑马线一次开启到结束时间(行人总过街时间，比如10秒)为t_总，记录行人过街开始的时间为t_经(斑马线已经开启的时间，比如10秒过去了6秒，这里就是6秒)，t_总-t_经的值设为t₀″；

比较t₁与t₀″的大小，若t₁＜t₀″，则被信息探测设备检测的车辆进行匀减速运动，反之进行匀速运动；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯灯杆到达安装投射式斑马线设备的智能路灯灯杆的时间；

所述t₀″为斑马线剩余存在时间(比如10秒过去了6秒，这里就是4秒)。

其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。

车辆下个时刻将要进行的驾驶行为包括：车辆下一时刻的加速度，到达行人过街区域时刻的通过速度，以及与该智能灯杆联动的智能灯杆的斑马线投射装置操作，以便车辆和行人能够基于智能灯杆的控制智能连续通过，在以人为本的前提下缓解交通拥堵压力实现行人的智慧过街与车辆的智慧通过。

下一刻车辆的加速度与到达行人过街区域时刻的通过速度，以及联动斑马线投射装置的投射操作分别对相应信息进行传输：将下一刻车辆的加速度与到达行人过街区域时刻的通过速度通过智能灯杆中处理信息传输设备，运用车联网技术传输至已检测的车辆信息接受装置中以便引导控制车辆的通过行为；将投射斑马线操作信号传输至其接受智能路灯车辆驾驶信息传输设备中以便控制该装置进行斑马线投射操作。

本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述系统包括：行人需求感知设备、车辆信息探测设备、车辆驾驶信息传输设备和投射式斑马线设备；

所述行人需求感知设备和投射式斑马线设备安装在智能信号灯中；

所述车辆信息探测设备和车辆驾驶信息传输设备安装在智能路灯中；

所述智能路灯设置在非交叉口路段；

所述智能信号灯设置在交叉口路段。

2.根据权利要求1所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述行人需求感知设备包括：计算机图像识别设备和行人数据传输设备；

所述计算机图像识别设备识别智能信号灯下行人需求感知区域的行人数量；

所述行人数据传输设备将计算机图像识别设备计算的行人数量传输至车辆驾驶信息传输设备。

3.根据权利要求2所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述车辆信息探测设备包括：雷达传感器和车辆信息传输设备；

所述雷达传感器用于测量车辆的速度，加速度，车辆到达时刻；

所述车辆信息传输设备将测得的车辆的速度，加速度，车辆到达时刻传输至车辆驾驶信息传输设备。

4.根据权利要求3所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述智能路灯和智能信号灯的距离为d，将距离d传输至车辆驾驶信息传输设备。

5.根据权利要求4所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述车辆驾驶信息传输设备包括：数据处理设备和信息传输设备；

所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为以及智能路灯投射斑马线投射操作；

所述信息传输设备将数据处理设备得到的驾驶行为传输至车辆；将智能路灯投射斑马线投射操作信息传输至智能路灯投射式斑马线设备。

6.根据权利要求5所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述投射式斑马线设备接收信息传输设备传输的智能路灯投射斑马线投射操作，控制投射式斑马线设备投射斑马线的操作。

7.根据权利要求6所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述所述数据处理设备根据行人数量；车辆信息探测设备所测量到的车辆速度，加速度，车辆到达时刻；智能路灯和智能信号灯的距离；计算车辆驾驶行为以及智能路灯投射斑马线投射操作；具体过程为：

所述智能路灯和智能信号灯的距离为d；

所述车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

所述行人数量为a，a∈(0,n,m)；

其中，n为行人数量临界阈值，m为行人数量阈值，

所述行人过街时间t为定值；

分别针对行人数量a∈(0,n),a∈[n,m),a∈[m,+∞)三种情况进行考虑。

8.根据权利要求7所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述针对行人数量a∈(0,n)的情况：

对于被信息探测设备检测的车辆，若行人数量a＜n车辆选择加速或匀速行驶；

根据历史数据，行人数量从n到m所用的时间为t₀，此时车辆信息探测设备中雷达传感器检测的车辆速度为v；

假设车辆在此种情况至少进行匀速行驶，根据匀速计算车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间为t₁＝d/v；

若t₁＜t₀，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速行驶，不投射斑马线；

若t₁≥t₀，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶，投射斑马线。

9.根据权利要求8所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述针对行人数量a∈[n,m)的情况：

若t₁＜t₀′，对于被信息探测设备检测的车辆进行匀速或减速行驶；不投射斑马线；

若t₁≥t₀′，当行人需求达到[n,m)中最大值时，投射斑马线，车辆在距离d内以末速度为零的匀减速进行行驶；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯到达安装投射式斑马线设备的智能信号灯的时间；

所述t₀′为根据历史数据，行人数量从a到m所用的时间。

10.根据权利要求9所述一种基于智能路灯的投射斑马线敷设系统，其特征在于：所述针对行人数量a∈[m,+∞)的情况：

假设斑马线一次开启到结束时间为t_总，记录行人过街开始的时间为t_经，t_总-t_经的值设为t₀″；

比较t₁与t₀″的大小，若t₁＜t₀″，则被信息探测设备检测的车辆进行匀减速运动，反之进行匀速运动；

所述t₁＝d/v，t₁为车辆从安装车辆信息探测设备的智能路灯灯杆到达安装投射式斑马线设备的智能路灯灯杆的时间；

所述t₀″为斑马线剩余存在时间。

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