CN113470393B - 融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，基于监控设备采集到的实时监控数据，在图文信息库中找到对应的警示信息，通过图文投影装置将警示信息投射在待警示区域中的车道路面上，确保自适应地、动态地调整警示信息，以及能够在复杂场景下也能及时地向驾驶人员提供正确的警示信息。同时，本专利也公开了融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统。

Description

融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法及系统
技术领域
本发明涉及智能交通控制技术领域，具体为融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法及系统。
背景技术
在高速公路出入口、服务区出入口等车辆集中的地点，需要设置警示屏，向驾驶员提示各种安全风险预警信息。然而，现有技术中的警示屏大多基于电子信息屏实现。基于电子信息屏提示警示信息，首先将需要提示的信息预先存入系统，然后定时播放某些固定信息，如：指示出口的信息；或者，操作人员根据当下发生的异常，临时手动调整警示信息；如天气异常时，调整出“保持车距”等警示信息。
然而现有技术中的警示信息提示方法，自适应系统鲁棒性较低，不能应对更为复杂的场景变化的情况，一旦操作人员出现误差，则无法及时提供正确的警示信息。
发明内容
为了解决现有技术中警示信息提供方式无法灵活应对场景变化复杂情况的问题，本发明提供一种融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，其可以自适应地、动态地调整警示信息，确保能够在复杂场景下也能及时地向驾驶人员提供正确的警示信息。同时，本专利也公开了融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统。
本发明的技术方案是这样的：融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：设置监控设备对待警示区域进行监控，获取实时监控数据；
S2：基于所述实时监控数据进行分析，获得所述待警示区域的实时场景交通特征信息；
S3：在预设的图文信息库中，找到所述实时场景交通特征信息对应的警示信息；
所述警示信息包括文字信息和图标信息；
S4：基于图文投影装置将警示信息投射在所述待警示区域中的车道路面上。
其进一步特征在于：
步骤S4中，确认所述待警示区域存在的车道数量，每个车道分别进行设置所述图文投影装置，分别进行警示信息投射；
步骤S2中，基于所述实时监控数据，通过图像识别技术，获取所述实时场景交通特征信息；
所述实时场景交通特征信息包括：客货车辆、管控车辆、车流密度、轨迹异常、异常天气、能见度低、正常状态；
步骤S3实施之前，还需要实施以下步骤：
将所述实时场景交通特征信息按照预设的投射优先级进行分级，优先级最高的所述实时场景交通特征信息被发送给所述图文信息库；
所述实时场景交通特征信息的投射优先级包括：
异常天气>车流密度>能见度低>轨迹异常>管控车辆>客货车辆>正常状态；
步骤S4中，所述警示信息的切换间隔时间不小于10分钟。
融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统，其特征在于，其包括：安装于所述待警示区域的监控设备、图文投影设备；
所述待警示区域内，每个流向安装一台所述监控设备；所述监控设备面向该流向的车头方向安装，所述图文投影设备面向该流向的车尾方向安装；
所述监控设备基于具备计算能力的人工智能芯片的摄像机实现，所述监控设备根据采集的实时监控数据，基于图像识别技术进行分析，获得实时场景交通特征信息；所述监控设备中预存了每个所述实时场景交通特征信息的投射优先级，将解析后得到的所述实时场景交通特征信息按照所述投射优先级进行分级，将优先级最高的所述实时场景交通特征信息发送给所述图文信息库；
所述图文信息库中预设了每个所述实时场景交通特征信息对应的警示信息，将所述警示信息发送给所述图文投影设备；
所述图文投影设备将接收到的所述警示信息直接投射在该流向的车头方向的车道地面上。
其进一步特征在于：
所述警示区域内每条车道安装一台所述图文投影设备；
所述图文投影设备基于图文投影灯实现。
本发明提供的融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，基于待警示区域的实时监控数据，自适应地、动态地提供警示信息；图文投影装置将警示信息投射在待警示区域中的车道路面上，即便在情况变化复杂的场景下，也能确保驾驶员能够准确的看到警示信息，不会受到光线、天气等因素的影响。
附图说明
图1为基于图文投影灯投射在车道路面的警示信息的实施例；
图2为图文投影设备的数据格式实施例；
图3为图文信息库实施例。
具体实施方式
本发明中，融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统，其包括：安装于待警示区域的监控设备、图文投影设备；以及预先存储了实时场景交通特征信息对应的警示信息的图文信息库。
待警示区域内，每个流向安装一台监控设备；监控设备面向该流向的车头方向安装；警示区域内每条车道安装一台图文投影设备；图文投影设备面向该流向的车尾方向安装；通过监控设备实时获取待警示区域的实时监控数据。常见的本专利技术方案的应用场景包括：高速公路出口场景、高速公路入口场景、服务区出口场景、服务区入口场景；在这些应用场景中，具备事故频发、违法多发、风险突出等交通特点；需要对通行目标车辆、交通情况、异常环境进行警示，目标车辆包括：客货车辆、管控车辆，交通情况包括：车流密集导致的密集行驶、车辆异常或车祸等导致的车辆异常轨迹等特征；恶劣天气包括：雨雾冰雪等异常天气、能见度低等环境情况。
监控设备基于具备计算能力的人工智能芯片的摄像机实现；现有的搭载了人工智能芯片的摄像机可以实现对待警示区域的实时监控，并基于图像识别技术对实时监控数据进行分析，获得实时场景交通特征信息；监控设备中预存了每个实时场景交通特征信息的投射优先级，将解析后得到的实时场景交通特征信息按照投射优先级进行分级，将优先级最高的实时场景交通特征信息发送给图文信息库；图文信息库中预设了每个实时场景交通特征信息对应的警示信息，图文信息库将接收到的优先级最高的实时场景交通特征信息对应的警示信息发送给图文投影设备；图文投影设备将接收到的警示信息进行投射在该流向的车头方向的车道地面上；图文投影设备基于图文投影灯实现。安装时，每个图文投影灯各自投影一个车道，根据待警示区域的面积，确保图文投影灯保持足够的高度，满足图文投影与图文投影灯的水平距离。
监控设备采集到的监控数据按照车道分别进行分析，得到的实时场景交通特征信息也是按照车道分别存储，将最高优先级别的实时场景交通特征信息传输给图文信息库；图文信息库按照车道分别将实时场景交通特征信息对应的的警示信息传递给不同的图文投影设备；图文投影设备将接收到的警示信息，投射到对应的车道上；本专利技术方案中，基于监控设备采集到的实时监控数据，在图文信息库中找到对应的警示信息，确保能够自适应地、动态地驾驶人员提供示警信息；通过图文投影装置将警示信息投射在待警示区域中的车道路面上，降低了驾驶人错过警示信息的概率。
具体实现时，根据现有的图文投影设备的属性，监控设备基于RS232C或RS485接口控制图文投影设备工作，设计通讯速率9600或19200。图文投影设备的数据格式参照附附图的图1。
图1中，①命令头：用于控制协议的识别，固定取值“255，255”；
②设备类型：指警示设备的种类。其中，00-图文投影灯；
③设备地址：指设备联网的唯一编号，取值为00-255，其中00代表同类型设备全部适用本命令；
④控制命令：控制设备工作。其中，00-关闭，即设备停止运转；01-启动，即设备启动运行；02-节能，即设备节能运行；03-交替，即设备交替运行；
⑤工作模式：表示设备的工作方式，如不同内容、符号样式等；
⑥可选项：表示用于设备厂家定制用途；
⑦校验码：表示控制协议的准确性。
基于融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统实现的警示服务方法，其包括以下步骤。
S1：监控设备对待警示区域进行监控，获取实时监控数据；通过搭载人工智能芯片的摄像机对待示警区域进行实时监控数据采集。
S2：基于实时监控数据进行分析，获得待警示区域的实时场景交通特征信息；
基于实时监控数据，通过图像识别技术，获取实时场景交通特征信息；
实时场景交通特征信息包括：客货车辆、管控车辆、车流密度、轨迹异常、异常天气、能见度低、正常状态。
本实施例中，为了确保有足够的数据进行分析，又能确保分析结果是实时结果，不会发生示警延迟的问题，以10分钟为获取频率，获取实时监控数据进行数据分析，获得实时场景交通特征信息。
将实时场景交通特征信息按照预设的投射优先级进行分级，优先级最高的实时场景交通特征信息被发送给图文信息库；
实时场景交通特征信息的投射优先级包括：
异常天气>车流密度>能见度低>轨迹异常>管控车辆>客货车辆>正常状态。
其中，车流密集指通行场景中大型车辆占比大于20%小于40%，或者前后车距小于30米；
能见度低指监控视野中可见目标大于200m但小于500m；
雨雾冰雪指监控道路发生暴雨、浓雾、结冰、下雪等情况；
轨迹异常指通行车辆中存在违法变道、压线、违停、上下客、逆行、倒车、“S”形行车等行为；
管控车辆指通行车辆中存在危化品运输车、超长车辆、隐患新能源汽车等；
客货车辆指夜间有大型车辆通行，凌晨00:00-5:00有客运车辆通行；
正常状态指通行场景中车流不密集、不存在上述异常情况的状态。
S3：在预设的图文信息库中，找到实时场景交通特征信息对应的警示信息；警示信息包括文字信息和图标信息。图文信息库中的内容参照附件图3，包括的应用场景为：高速公路出口场景、高速公路入口场景、服务区出口场景、服务区入口场景；每个应用场景包括3个车道：最左侧车道、中间车道、最右侧车道；每个车道上实时场景交通特征信息对应的警示信息如图3所示。图文信息库的具体实现方式，可以跟根据监控设备具体的型号，基于现有的任何数据管理方式、数据库技术实现。使用专门的图文信息库保存实时场景交通特征信息对应的警示信息，方便技术人员根据不同的应用场景，更新实时场景交通特征信息和警示信息的对应关系，以及对实时场景交通特征信息和警示信息进行新增、删除等维护操作。
S4：基于图文投影装置将警示信息投射在待警示区域中的车道路面上。
具体实施时，确认待警示区域存在的车道数量，每个车道分别进行设置图文投影装置，分别进行警示信息投射；为避免图文投影装置灯产生连续警示服务信息的不停切换，导致误导驾驶人员的问题发生，本实施例中，警示信息的切换间隔时间不小于10分钟。投射在待警示区域中的车道路面上的图文格式的警示信息，参照说明书附图的图1所示。每个信息都包括文字信息和图标信息，投放在车道路面上，当车辆通过时，可清晰的看到警示信息。不会因为天气异常、光线异常等情况导致错过警示信息。
在有些不需要使用图文投影装置投射警示信息的情况下，监控设备白天可用于路况监控、车辆识别、违法记录；具体实施的时候，根据待警示区域的日落和日出时间，设定图文投影装置工作时间；鉴于有些道路夜间长时间无车辆通行现状，系统还可以控制图文投影装置输出时间或触发式启动方式，达到节能目的。

Claims (4)

1.融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1：设置监控设备对待警示区域进行监控，获取实时监控数据；
S2：基于所述实时监控数据进行分析，获得所述待警示区域的实时场景交通特征信息；
S3：在预设的图文信息库中，找到所述实时场景交通特征信息对应的警示信息；
每个所述警示信息都包括文字信息和图标信息；
S4：基于图文投影装置将警示信息投射在所述待警示区域中的车道路面上；
步骤S4中，确认所述待警示区域存在的车道数量，每个车道分别进行设置所述图文投影装置，分别进行警示信息投射；
所述实时场景交通特征信息包括：客货车辆、管控车辆、车流密度、轨迹异常、异常天气、能见度低、正常状态；
步骤S3实施之前，还需要实施以下步骤：
将所述实时场景交通特征信息按照预设的投射优先级进行分级，优先级最高的所述实时场景交通特征信息被发送给所述图文信息库；
所述实时场景交通特征信息的投射优先级包括：
异常天气>车流密度>能见度低>轨迹异常>管控车辆>客货车辆>正常状态；
所述监控设备采集到的监控数据按照车道分别进行分析，得到的实时场景交通特征信息也是按照车道分别存储，将最高优先级别的实时场景交通特征信息传输给图文信息库；
所述图文信息库按照车道分别将实时场景交通特征信息对应的的警示信息传递给不同的图文投影装置；
步骤S2中，基于所述实时监控数据，通过图像识别技术，获取所述实时场景交通特征信息。
2.根据权利要求1所述融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务方法，其特征在于：步骤S4中，所述警示信息的切换间隔时间不小于10分钟。
3.融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统，其特征在于，其包括：安装于待警示区域的监控设备、图文投影设备；
所述待警示区域内，每个流向安装一台所述监控设备；所述监控设备面向该流向的车头方向安装，所述图文投影设备面向该流向的车尾方向安装；
所述监控设备基于具备计算能力的人工智能芯片的摄像机实现，所述监控设备根据采集的实时监控数据，基于图像识别技术进行分析，获得实时场景交通特征信息；所述监控设备中预存了每个所述实时场景交通特征信息的投射优先级，将解析后得到的所述实时场景交通特征信息按照所述投射优先级进行分级，将优先级最高的所述实时场景交通特征信息发送给所述图文信息库；
所述图文信息库中预设了每个所述实时场景交通特征信息对应的警示信息，将所述警示信息发送给所述图文投影设备；
所述图文投影设备将接收到的所述警示信息直接投射在该流向的车头方向的车道地面上；
所述警示区域内每条车道安装一台所述图文投影设备；
所述监控设备采集到的监控数据按照车道分别进行分析，得到的实时场景交通特征信息也是按照车道分别存储，将最高优先级别的实时场景交通特征信息传输给图文信息库；
所述图文信息库按照车道分别将实时场景交通特征信息对应的的警示信息传递给不同的图文投影设备；
每个所述警示信息都包括文字信息和图标信息；
所述实时场景交通特征信息包括：客货车辆、管控车辆、车流密度、轨迹异常、异常天气、能见度低、正常状态；
所述实时场景交通特征信息的投射优先级包括：
异常天气>车流密度>能见度低>轨迹异常>管控车辆>客货车辆>正常状态。
4.根据权利要求3所述融合视觉感知与图文投影的高速公路警示服务系统，其特征在于：所述图文投影设备基于图文投影灯实现。
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