CN113963529A - 一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统及方法，包括：交通信号控制机，用于发送实时红绿灯数据，及执行视障人士优先过街指令；交通信息云端协同设备，与所述交通信号控制机、导盲云服务器进行数据交互；移动终端，用于发送视障人士位置信息、导航线路信息给导盲云服务器，同时接收导盲云服务器发送的过街提示信息并进行语音播报，引导视障人士安全过街；导盲云服务器，用于根据所述视障人士位置信息、导航线路信息实时分析视障人士过街状态，生成过街提示信息和视障人优先过街指令。本发明在语音提示辅助过街的基础上，提出了与交通信号灯进行联动控制的方法，保障视障人士最小绿灯过街时间，提高了过街的安全性。

Description

一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统及方法
技术领域
本发明属于交通信号控制技术领域，具体涉及一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统及方法。
背景技术
据统计，至2018年，我国视障人士的数量已经迅速增长到了1730多万人，数量位列世界第一，视障人士无障碍出行日益成为社会关注焦点。视障人士行走在路上，特别是走人行道过马路时，因为看不到红绿灯信息，视障人士不知道当前时刻是否允许过街、剩余绿灯时间能否满足最小过街时间，这些都是造成出行的安全隐患。找不到工作的视障人士不想出门，出行变成了家人的麻烦，让视障人士更不愿出门。
在视障人士辅助过街技术和系统方面，常见的方法是路口设置语音播报器，提示过街信息，或者配备引路杖等辅助设备，视障人士走到路口时，接收信号机的红绿灯信息，通过引路杖的音频发生器发出声音，提醒视障人士此时可以过马路。
现有技术的缺点如下：
1、目前大部分城市的路口没有语音播报器，所有信控路口都推广应用的话，建设成本和维护成本较高；引路杖等辅助设备对于个人也需要较高的采购成本。综上情况，不易全面推广。
2、现有的系统和技术方法，智能化程度不高，缺少与交通信号灯的联动控制，视障人士在斑马线区域内过街时，经常出现行人过街剩余绿灯时间不足，无法保障视障人士安全过街。
发明内容
针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统及方法，本发明能够实时跟踪监视各路口运行状态，便于发现路口设备故障，及时运维。同时，本发明提出了与交通信号灯进行联动控制的方法，保障视障人士最小绿灯过街时间，提高了过街的安全性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统，包括：交通信号控制机、交通信息云端协同设备、导盲云服务器和移动终端；
交通信号控制机，用于发送实时红绿灯数据，及执行视障人士优先过街指令；
交通信息云端协同设备，与所述交通信号控制机、导盲云服务器进行数据交互；
移动终端，用于发送视障人士位置信息、导航线路信息给导盲云服务器，同时接收导盲云服务器发送的过街提示信息并进行语音播报，引导视障人士安全过街；
导盲云服务器，用于根据所述视障人士位置信息、导航线路信息实时分析视障人士过街状态，生成过街提示信息和视障人优先过街指令。
本发明还提供一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，基于上述系统，步骤如下：
1)导盲云服务器实时采集红绿灯数据；
2)移动终端生成步行导航路线，并将实时位置信息、导航线路信息上传至导盲云服务器；
3)导盲云服务器根据实时位置信息、导航线路信息、路口渠化信息，实时分析视障人士过街状态；
4)导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，生成过街提示信息，并将其发送至移动终端进行语音播报；
5)导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，生成优先过街指令，并将其发送至交通信号控制机，保障视障人士最小绿灯过街时间。
进一步地，所述步骤1)具体包括：交通信息云端协同设备实时采集交通信号控制机的红绿灯信息，所述红绿灯信息包括：路口每个方向的行人灯状态(绿灯、红灯、黄灯)，以及对应的倒计时时长；同时，交通信息云端协同设备通过无线通信模块，将红绿灯信息同步上传至导盲云服务器。
进一步地，所述步骤2)具体包括：移动终端接收视障人士发送的目的地位置的语音信息，并根据当前位置、目的地位置，生成步行导航路线；并将步行导航路线信息上传至导盲云服务器，且实时向导盲云服务器发送当前位置信息。
进一步地，所述步骤3)具体包括：导盲云服务器根据实时位置信息、导航线路信息、路口信息，判断视障人士途经下一个路口时，是否需要过街；当视障人士到达路口并需要过街时，实时分析视障人士过街状态；当视障人士处于过街状态时，实时分析是否走歪。
进一步地，所述路口信息包括：路口经纬度坐标、每个方向过街等待区的经纬度范围、每个方向斑马线区域的经纬度范围。
进一步地，所述视障人士过街状态包括：视障人士未到达路口、视障人士进入过街等待区等待过街、视障人士进入斑马线区域过街、视障人士离开斑马线区域完成过街。
进一步地，所述步骤4)具体包括：导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，分析当前时刻是否可以过街；基于分析结果、过街状态，生成过街提示信息；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端接收；移动终端接收进行语音播报，引导视障人士过街。
进一步地，所述当前时刻是否可以过街具体为：当视障人士进入过街等待区等待过街时，若当前行人过街灯为红灯，则当前时刻不可以过街；若当前行人过街灯为绿灯，则根据斑马线长度，计算视障人士过街所需最小绿灯时长TMin，并判断行人过街灯的绿灯剩余时间t是否满足过街的最小绿灯时长，若t>＝TMin，可以过街；若不满足，计算执行优先过街指令时，行人过街灯的绿灯最大剩余绿灯时间tMax，其中TMaxAdd为执行优先过街可延长的最大绿灯时间，则tMax＝t+TMaxAdd，再一次判断tMax是否满足过街的最小绿灯时长，若tMax>＝TMin，可以过街；若仍不满足，不可以过街。
进一步地，所述过街提示信息具体为：视障人士未到达路口时，提示信息包括：下一个路口的距离、下一个路口是否需要过街；视障人士进入过街等待区等待过街时，提示信息包括：已经进入过街等待区、现在是否可以过街、需要等待时间；视障人士进入斑马线区域过街时，提示信息包括：正在过街、偏离斑马线区域提醒；视障人士离开斑马线区域完成过街时，提示信息包括：已经完成过街。
进一步地，所述步骤5)具体包括：当视障人士进入斑马线区域开始过街时，导盲云服务器基于视障人士在斑马线区域的位置信息、行人灯绿灯剩余时间，实时分析视障人士在绿灯期间是否能够完成过街，若绿灯期间能够完成过街，则不做处置；若绿灯期间不能够完成过街，则生成优先过街指令(延长行人过街绿灯时长)；导盲云服务器通过交通信息云端协同设备，将优先过街指令发送至交通信号控制机；交通信号控制机基于优先过街指令，调整行人过街灯的绿灯时长，最终实现视障人士安全过街。
本发明的有益效果：
本发明提出了基于云服务的导盲过街的方法，稳定性高，便于运维，建设和使用成本低，易于推广。
本发明在语音提示辅助过街的基础上，提出了与交通信号灯进行联动控制的方法，保障视障人士最小绿灯过街时间，提高了过街的安全性。
附图说明
图1为本发明系统的工作原理图。
图2为本发明方法的流程图。
图3为路口区域及过街状态示意图。
图4为视障人士过街状态分析流程图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
本发明中，过街信号优先控制：通过交通信号灯的控制，使行人在过街时具有优先通行权。最小绿灯过街时间：行人从开始过街到完成过街整个过程需要的最短绿灯时间。
参照图1所示，本发明的一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统，包括：交通信号控制机、交通信息云端协同设备、导盲云服务器和移动终端；
交通信号控制机，用于发送实时红绿灯数据，及执行视障人士优先过街指令；
交通信息云端协同设备，与所述交通信号控制机、导盲云服务器进行数据交互；
移动终端，用于发送视障人士位置信息、导航线路信息给导盲云服务器，同时接收导盲云服务器发送的过街提示信息并进行语音播报，引导视障人士安全过街；
导盲云服务器，用于根据所述视障人士位置信息、导航线路信息实时分析视障人士过街状态，生成过街提示信息和视障人优先过街指令。
参照图2所示，本发明的一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，步骤如下：
1)采集实时红绿灯数据；
交通信息云端协同设备实时采集交通信号控制机的红绿灯信息；红绿灯信息包括：路口每个方向的行人灯状态(绿灯、红灯、黄灯)，以及对应的倒计时时长；交通信息云端协同设备，通过无线通信模块，将红绿灯信息同步上传至导盲云服务器。
2)采集实时位置信息、导航线路信息；
移动终端接收视障人士发送的目的地位置的语音信息，并根据当前位置、目的地位置，生成步行导航路线；；移动终端将步行导航路线信息上传至导盲云服务器，且实时向导盲云服务器发送当前位置信息。
3)分析视障人士过街状态；
参照图3所示，视障人士过街状态包括：视障人士未到达路口、视障人士进入过街等待区等待过街、视障人士进入斑马线区域过街、视障人士离开斑马线区域完成过街。路口区域包括：行人等待区、斑马线区域，其中进入路口时的行人等待区为进入路口等待区，完成过街离开路口的行人等待区为离开路口等待区。
参照图4所示，视障人士过街状态分析的步骤如下：
导盲云服务器根据实时位置信息、导航线路信息，识别途经的下游路口；获取下游路口信息，路口信息包括：路口经纬度坐标、每个方向过街等待区的经纬度范围、每个方向斑马线区域的经纬度范围；判断视障人士途经下一个路口时，是否需要过街，若不需要过街，进入步骤4)；若需要过街，实时分析视障人士过街状态；
实时计算当前位置与下游路口的距离，若距离大于50米，改变过街状态为“未到达路口”，进入步骤4)；
若距离小于等于50米，分析当前位置所属区域，首先判断当前位置坐标是否在斑马线区域；若在斑马线区域，改变过街状态为“正在过街”，进入步骤4)；
若不在斑马线区域，继续判断当前位置坐标是否在行人等待区，若在行人等待区，判断当前位置坐标处于哪一个行人等待区：若处于“进入路口等待区”，则改变过街状态为“等待过街”，进入步骤4)；若处于“离开路口等待区”，则改变过街状态为“完成过街”，进入步骤4)；
若不在行人等待区，判断过街状态是否异常：当前过街状态是否为“正在过街”，若是，过街异常预警(走歪)，进入步骤4)；若不是，过街状态正常，进入步骤4)。
4)生成过街提示信息；
视障人士未到达路口时，生成过街提示信息，信息包括：下一个路口的距离、下一个路口是否需要过街；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端；移动终端进行语音播报，引导视障人士过街，进入步骤5)；
视障人士进入过街等待区等待过街时，分析当前时刻是否可以过街；当视障人士进入过街等待区等待过街时，若当前行人过街灯为红灯，当前时刻不可以过街；若当前行人过街灯为绿灯，根据斑马线长度，计算视障人士过街所需最小绿灯时长，判断行人过街灯的绿灯剩余时间是否满足过街的最小绿灯时长，若满足则可以过街；若不满足，在行人过街灯绿灯剩余时间的基础上，加上优先过街指令可延长的最大绿灯时间，计算得到若执行优先过街指令时，可执行的最大剩余绿灯时间，再一次判断该时间是否满足过街的最小绿灯时长，若满足则可以过街，若不满足，不可以过街；生成过街提示信息，信息包括：已经进入过街等待区、现在是否可以过街、需要等待时间；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端；移动终端进行语音播报，引导视障人士过街，进入步骤5)；
视障人士进入斑马线区域过街时，生成过街提示信息：正在过街；若过街走偏时，生成过街提出信息：偏离斑马线区域；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端；移动终端进行语音播报，引导视障人士过街，进入步骤5)；
视障人士离开斑马线区域完成过街时，生成过街提示信息：已经完成过街；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端；移动终端进行语音播报，引导视障人士过街，进入步骤5)。
5)生成优先过街指令；
当视障人士进入斑马线区域开始过街时，导盲云服务器基于视障人士在斑马线区域的位置信息、行人灯绿灯剩余时间，实时分析视障人士在绿灯期间是否能够完成过街，若绿灯期间能够完成过街，则不做处置；若绿灯期间不能够完成过街，则生成优先过街指令(延长行人过街绿灯时长)；导盲云服务器通过交通信息云端协同设备，将优先过街指令发送至交通信号控制机；交通信号控制机基于优先过街指令，调整行人过街灯的绿灯时长，最终实现视障人士安全过街；
其它过街状态，不做处置。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制系统，其特征在于，包括：交通信号控制机、交通信息云端协同设备、导盲云服务器和移动终端；
交通信号控制机，用于发送实时红绿灯数据，及执行视障人士优先过街指令；
交通信息云端协同设备，与所述交通信号控制机、导盲云服务器进行数据交互；
移动终端，用于发送视障人士位置信息、导航线路信息给导盲云服务器，同时接收导盲云服务器发送的过街提示信息并进行语音播报，引导视障人士安全过街；
导盲云服务器，用于根据所述视障人士位置信息、导航线路信息实时分析视障人士过街状态，生成过街提示信息和视障人优先过街指令。
2.一种基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，基于权利要求1所述的系统，其特征在于，步骤如下：
1)导盲云服务器实时采集红绿灯数据；
2)移动终端生成步行导航路线，并将实时位置信息、导航线路信息上传至导盲云服务器；
3)导盲云服务器根据实时位置信息、导航线路信息、路口渠化信息，实时分析视障人士过街状态；
4)导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，生成过街提示信息，并将其发送至移动终端进行语音播报；
5)导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，生成优先过街指令，并将其发送至交通信号控制机，保障视障人士最小绿灯过街时间。
3.根据权利要求2所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：交通信息云端协同设备实时采集交通信号控制机的红绿灯信息，所述红绿灯信息包括：路口每个方向的行人灯状态，以及对应的倒计时时长；同时，交通信息云端协同设备通过无线通信模块，将红绿灯信息同步上传至导盲云服务器。
4.根据权利要求2所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括：移动终端接收视障人士发送的目的地位置的语音信息，并根据当前位置、目的地位置，生成步行导航路线；并将步行导航路线信息上传至导盲云服务器，且实时向导盲云服务器发送当前位置信息。
5.根据权利要求2所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述步骤3)具体包括：导盲云服务器根据实时位置信息、导航线路信息、路口信息，判断视障人士途经下一个路口时，是否需要过街；当视障人士到达路口并需要过街时，实时分析视障人士过街状态；当视障人士处于过街状态时，实时分析是否走歪。
6.根据权利要求5所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述路口信息包括：路口经纬度坐标、每个方向过街等待区的经纬度范围、每个方向斑马线区域的经纬度范围。
7.根据权利要求5所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述视障人士过街状态包括：视障人士未到达路口、视障人士进入过街等待区等待过街、视障人士进入斑马线区域过街、视障人士离开斑马线区域完成过街。
8.根据权利要求2所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：导盲云服务器基于视障人士过街状态、红绿灯数据，分析当前时刻是否可以过街；基于分析结果、过街状态，生成过街提示信息；导盲云服务器将过街提示信息发送至移动终端接收；移动终端接收进行语音播报，引导视障人士过街。
9.根据权利要求8所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述当前时刻是否可以过街具体为：当视障人士进入过街等待区等待过街时，若当前行人过街灯为红灯，则当前时刻不可以过街；若当前行人过街灯为绿灯，则根据斑马线长度，计算视障人士过街所需最小绿灯时长TMin，并判断行人过街灯的绿灯剩余时间t是否满足过街的最小绿灯时长，若t>＝TMin，可以过街；若不满足，计算执行优先过街指令时，行人过街灯的绿灯最大剩余绿灯时间tMax，其中TMaxAdd为执行优先过街可延长的最大绿灯时间，则tMax＝t+TMaxAdd，再一次判断tMax是否满足过街的最小绿灯时长，若tMax>＝TMin，可以过街；若仍不满足，则不可以过街。
10.根据权利要求2所述的基于云服务的视障人士过街信号优先控制方法，其特征在于，所述步骤5)具体包括：当视障人士进入斑马线区域开始过街时，导盲云服务器基于视障人士在斑马线区域的位置信息、行人灯绿灯剩余时间，实时分析视障人士在绿灯期间是否能够完成过街，若绿灯期间能够完成过街，则不做处置；若绿灯期间不能够完成过街，则生成优先过街指令；导盲云服务器通过交通信息云端协同设备，将优先过街指令发送至交通信号控制机；交通信号控制机基于优先过街指令，调整行人过街灯的绿灯时长，最终实现视障人士安全过街。
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