CN114016451A - 一种减速带预警装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减速带预警技术领域，具体为一种减速带预警装置，包括第一装载框架、第二装载框架、第三装载框架、第四装载框架、竖向安装杆、声光警报器、摄像头、第一距离感应灯、第二距离感应灯、LED投射灯、中控箱和三维立体减速带；并设置三维立体减速带，由黑、黄、白三种颜色的色块组成，具有立体感强，警示效果好的优点，由于三维立体减速带上部分涂有白色高反光涂料，可以给机动车驾驶员以强烈的视觉冲击；同时通过图像处理算法测定车速，借助LED、声光报警等报警系统的使用，从而提醒司机减速慢行；三维立体减速带，不像传统减速障碍物那样对汽车磨损较大，汽车经过三维减速带没有明显的颠簸感，同时降低车库噪声。

Description

一种减速带预警装置及控制方法
技术领域
本发明涉及减速带预警技术领域，具体为一种减速带预警装置及控制方法。
背景技术
驾车行驶过程中，对于速度的控制非常重要，不同路段、不同场景下，对汽车上路行驶的最高速度都有严格规定，超速行驶一方面造成违反交规，更进一步的容易造成交通事故，危及驾驶员自身及相关人员生命安全，不容忽视。特别是在停车场内，由于空间相对封闭且狭窄，车辆进出频繁，限速行驶尤其重要。
常见的，在停车场的车库内设有用于减速的障碍物，传统的减速障碍物属于事后作用型。当车辆驾驶员因为疏忽等原因，驾驶车辆以较高的车速通过减速带时，车辆的上下起伏，对车辆的磨损较大，同时驾驶员有明显的，不舒适的颠簸感。同时由于车辆的起伏，振动，导致车库内噪声较大；虽然对于警示驾驶员在车库中慢速，安全地驾驶起到了一定的警示作用。但上述事后作用型的减速装置，一方面降低驾驶员驾车舒适性，另一方面会对车体、车胎造成磨损，也缺少美观性。
因此，对现有减速装置及报警系统进行优化，从而能达到事前及时预警的有益效果，目前尚未提出相应的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减速带预警装置及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种减速带预警装置，包括第一装载框架、第二装载框架、第三装载框架、第四装载框架、竖向安装杆、声光警报器、摄像头、第一距离感应灯、第二距离感应灯、LED投射灯、中控箱和三维立体减速带。其中，第一装载框架的端部中间处安装有摄像头，第二装载框架的正面上侧中间处设置有第一距离感应灯，第三装载框架的正面上侧中间处设置有第二距离感应灯，第四装载框架的正面上侧中间处设置有LED投射灯，竖向安装杆的右上侧设置有声光警报器，竖向安装杆的右侧面并且位于声光警报器的下侧设置有中控箱，竖向安装杆的右侧地面上设置有三维立体减速带。
作为本发明优选的方案，三维立体减速带由黑，黄，白三种颜色的色块组成，且三维立体减速带的白色部分处涂有白色高反光涂料。
作为本发明优选的方案，LED投射灯通过安装架与第四装载框架连接；竖向安装杆上的中控箱内设置有照相机。
作为本发明优选的方案，第一距离感应灯和第二距离感应灯内安装有光学距离传感器、红外距离传感器或超声波距离传感器中的一种。
进一步的，本发明还提出一种减速带预警控制方法，包括两种预警布局方式。
预警布局方式一包含以下操作步骤：
S01，在三维立体减速带附近，车辆行驶方向前方设置第一装载框架，并且第一装载框架上安装一个摄像头；
S02，然后在三维立体减速带的附近安装竖向安装杆，并在竖向安装杆上安装声光警报器和中控箱，完成预警布局。
预警布局方式二包含以下操作步骤：
R01，在驶入车辆路径上，且靠近三维立体减速带的位置，依次安装第二装载框架、第三装载框架；
R02，并在第二装载框架和第三装载框架上分别安装第一距离感应灯和第二距离感应灯；
R03，当行驶车辆顺序通过第一距离感应灯和第二距离感应灯时，触发布置于三维立体减速带前部上方的LED投射灯；
R04，LED投射灯闪烁，并照射至三维立体减速带上发出警示，完成预警布局。
作为本发明优选的方案，可利用图像处理算法，实际测量机动车的行驶速度，三维立体减速带作为图像处理算法中的标识物，用于标定照相机的参数，通过对车辆的车牌位置的准确识别，计算出车辆的实际行驶速度，也可以通过图像处理算法中的光流法测定当车辆的行驶速度超过停车场内的限制速度时，触发三维立体减速带附近的声光警报器发出警报。
作为本发明优选的方案，对三维立体减速带进行图像处理的步骤包括：
A01：照相机获取三维立体减速带的彩色视频图像；
A02：将彩色视频图像进行RGB到HSV的色彩空间转换；
A03：将转换后的图像分割为黑、黄、白三幅图像；
A04：分别对三幅图像进行边缘提取操作；
A05：分别对三幅图的边缘图像进行形态学的膨胀运算处理；
A06：对膨胀运算处理后的图像进行霍夫变换提取出直线段；
A07：计算各直线段的交点位置及直线段长度；
A08：计算照相机的参数；
A09：通过光流法计算车辆实际运动速度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明中，通过三维立体减速带由黑，黄，白三种颜色的色块组成，且涂有白色高反光涂料，具有立体感强，警示效果好的优点，标志可以给机动车驾驶员以强烈的视觉冲击，从而提醒司机减速慢行，注意车库内的人员、车辆情况，车库外的人行横道或岔路口等；与传统减速障碍物相比，对车体或轮胎不产生磨损，同时没有颠簸可提升驾驶员驾驶舒适性，同时降低车库内噪声。
附图说明
图1为本发明第一实施例的结构布局图；
图2为本发明第一实施例的控制方法流程图；
图3为本发明第二实施例的结构布局图；
图4为本发明第二实施例的控制方法流程图；
图5为本发明实施例中使用的图像处理方法流程图；
图6为本发明实施例中图像处理过程中对三维立体减速带进行分割的示意图；
图7为本发明实施例的图像处理过程中对三维立体减速带分割后的部分进行边缘及直线段计算过程示意图。
图中：1、第一装载框架；2、第二装载框架；3、第三装载框架；4、第四装载框架；5、竖向安装杆；6、声光警报器；7、摄像头；8、第一距离感应灯；9、第二距离感应灯；10、LED投射灯；11、中控箱；12、三维立体减速带；13、安装架。
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、完整的描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述,附图中给出了本发明的若干实施例,但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
第一实施例
请参阅图1、图2，本实施例提供一种减速带预警装置的技术方案：
如图1所示，本实施例提出的减速带预警装置，包括第二装载框架2、第三装载框架3、第四装载框架4、竖向安装杆5、声光警报器6、第一距离感应灯8、第二距离感应灯9、LED投射灯10、中控箱11和三维立体减速带12。第二装载框架2的正面上侧中间处设置有第一距离感应灯8，第三装载框架3的正面上侧中间处设置有第二距离感应灯9，第四装载框架4的正面上侧中间处设置有LED投射灯10，竖向安装杆5的右上侧设置有声光警报器6，竖向安装杆5的右侧面并且位于声光警报器6的下侧设置有中控箱11，竖向安装杆5的右侧地面上设置有三维立体减速带12。
优选的，三维立体减速带12由黑，黄，白三种颜色的色块组成，附图中黄色部分通过在对应色块结构中进行点状填充来表示；三维立体减速带12的白色部分处涂有白色高反光涂料。
优选的，LED投射灯10通过安装架13与第四装载框架4连接；竖向安装杆5的中控箱11中设置有照相机。
优选的，第一距离感应灯8和第二距离感应灯9内安装有光学距离传感器。
如图2所示，本实施例的预警布局方法包括以下操作步骤：
R01，在驶入车辆路径上，且靠近三维立体减速带12的位置，依次安装第二装载框架2、第三装载框架3；
R02，并在第二装载框架2和第三装载框架3上分别安装第一距离感应灯8和第二距离感应灯9；
R03，当行驶车辆顺序通过第一距离感应灯8和第二距离感应灯9时，触发布置于三维立体减速带12前部上方的LED投射灯10；
R04，LED投射灯10闪烁，并照射至三维立体减速带12上发出警示，完成预警布局。
进一步的，本实施例利用图像处理算法，实际测量机动车的行驶速度，三维立体减速带12作为图像处理算法中的标识物，用于标定照相机的参数，通过对车辆的车牌位置的准确识别，使用光流法计算出车辆的实际行驶速度。当车辆的行驶速度超过停车场内的限制速度时，触发三维立体减速带12附近的声光警报器6发出警报。
具体实施过程为：在三维立体减速带12附近，行驶车辆与三维立体减速带12之间位置，安装第二装载框架2、第三装载框架3，并在第二装载框架2和第三装载框架3上分别安装第一距离感应灯8和第二距离感应灯9，当行驶车辆顺序通过第一距离感应灯8和第二距离感应灯9时，触发布置于三维立体减速带12前部上方的LED投射灯10，LED投射灯10闪烁，并照射至三维立体减速带12上发出警示，由于三维立体减速带12上部分涂有白色高反光涂料，可以给机动车驾驶员以强烈的视觉冲击，从而提醒司机减速慢行。同时，利用图像处理算法，实际测量机动车的行驶速度，三维立体减速带12作为图像处理算法中的标识物，用于标定照相机的参数，通过对车辆的车牌位置的准确识别，计算出车辆的实际行驶速度，当车辆的行驶速度超过停车场内的限制速度时，中控箱11内的控制电路触发三维立体减速带12附近的声光警报器6发出警报，提醒车辆驾驶员放慢速度。
第二实施例
请参阅图3、图4，本实施例提供了一种简化的减速带预警装置的技术方案：
如图3所示，本实施例提出一种减速带预警装置，包括第一装载框架1、竖向安装杆5、声光警报器6、摄像头7、中控箱11和三维立体减速带12，其中：第一装载框架1的端部中间处安装有摄像头7，竖向安装杆5的右上侧设置有声光警报器6，竖向安装杆5的右侧面并且位于声光警报器6的下侧设置有中控箱11，竖向安装杆5的右侧地面上设置有三维立体减速带12。
其他的部件设置与实施例一中的设定相似，此处不再赘述。
如图4所示，本实施例的预警布局方法包括以下操作步骤：
S01，在三维立体减速带12附近，车辆行驶方向前方设置第一装载框架1，并且第一装载框架1上安装一个摄像头7；
S02，然后在三维立体减速带12的附近安装竖向安装杆5，并在竖向安装杆5上安装声光警报器6和中控箱11，完成预警布局。
同时，本发明的上述实施例还提供了对三维立体减速带进行图像处理，从而计算得到经过该三维立体减速带的车辆的实际车速的算法，参考图5，其步骤包括：
首先对三维立体减速带进行不同色块的分割，如图6所示，具体的：
A01：通过照相机获取三维立体减速带的彩色视频图像；
A02：将彩色视频图像进行RGB到HSV的色彩空间转换；
A03：将转换后的图像分割为黑、黄、白三幅图像；
将图像从RGB色彩空间转换到了HSV色彩空间，以便更好的感知图像颜色。彩色图像增加了色彩信息，可以通过不同的色彩值来分割图像，常用彩色空间HSV/HSI,RGB,LAB等都可以用于彩色图像的分割运算操作。通过分别选取不同的阈值，可以将HSV变换后的图像中的黑色，白色和黄色部分图像分别提取出来。
之后，对分割后的色块进行边缘提取，并形成直线段，如图7所示，具体的：
A04：分别对三幅图像进行边缘提取操作；
A05：分别对三幅图的边缘图像进行形态学的膨胀运算处理；
A06：对膨胀运算处理后的图像进行霍夫变换提取出直线段；
A07：计算各直线段的交点位置及直线段长度；
A08：计算照相机的参数；
A09：通过光流法计算车辆实际运动速度。
当获得了上述原始图像中的黑色，白色，黄色区域分割图像以后，就可以分别对这三幅分割图像进行边缘检测，轮廓提取操作。边缘是指图像局部强度变化最显著的部分。边缘主要存在于目标与目标，目标与背景，区域与区域之间。图像强度在不连续处的两边的像素灰度值有显著的差异。常用的边缘检测算子有，Canny算子，Sobel算子，Laplacian算子等。利用边缘检测算子可以检测到分割图像的边缘，在利用findContours()函数提取出其轮廓，最后通过drawContours()函数将轮廓绘制出来。
进一步的，为了防止提取到的图像边缘存在断点，不连续的现象，并消除部分小区域噪点，需要对其进行形态学的腐蚀，膨胀运算。腐蚀是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程可以用来消除小且无意义的物体。膨胀是将与物体接触的所有背景点合并到该物体中，使边界向外部扩张的过程，可以用来填补物体中的空洞。接下来，对腐蚀膨胀后的图像，进行Hough变换，检测图像中的直线段的斜率与截距。并通过这些直线段的斜率和截距参数，可以计算出各个直线段的长度。各个直线段的交点位置等信息。通过这些直线段的长度信息及交点位置信息，就可以求得照相机的参数，包括内置参数和外置参数等。进而，利用光流法计算照相机所拍摄的视频中行驶车辆的实际速度大小。如果车速过快时，触发警报系统，在通过三维立体减速带前一段距离处，即警示驾驶员对行驶车辆进行减速。
通过三维立体减速带由黑，黄，白三种颜色的色块组成，且涂有白色高反光涂料，具有立体感强，警示效果好的优点，标志可以给机动车驾驶员以强烈的视觉冲击，从而提醒司机减速慢行，注意车库内的人员、车辆情况，车库外的人行横道或岔路口等；与传统减速障碍物相比，对车体或轮胎不产生磨损，同时没有颠簸可提升驾驶员驾驶舒适性，同时降低车库内噪声。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种减速带预警装置，包括第一装载框架(1)、第二装载框架(2)、第三装载框架(3)、第四装载框架(4)、竖向安装杆(5)、声光警报器(6)、摄像头(7)、第一距离感应灯(8)、第二距离感应灯(9)、LED投射灯(10)、中控箱(11)和三维立体减速带(12)，其特征在于：所述第一装载框架(1)的端部中间处安装有摄像头(7)，所述第二装载框架(2)的正面上侧中间处设置有第一距离感应灯(8)，所述第三装载框架(3)的正面上侧中间处设置有第二距离感应灯(9)，所述第四装载框架(4)的正面上侧中间处设置有LED投射灯(10)，所述竖向安装杆(5)的右上侧设置有声光警报器(6)，所述竖向安装杆(5)的右侧面并且位于声光警报器(6)的下侧设置有中控箱(11)，所述竖向安装杆(5)的右侧地面上设置有三维立体减速带(12)。
2.根据权利要求1所述的一种减速带预警装置，其特征在于：所述三维立体减速带(12)由黑，黄，白三种颜色的色块组成，所述三维立体减速带(12)的白色部分处涂有白色高反光涂料。
3.根据权利要求1所述的一种减速带预警装置，其特征在于：所述LED投射灯(10)通过所述安装架(13)与所述第四装载框架(4)连接；所述中控箱(11)内设置有照相机。
4.根据权利要求1所述的一种减速带预警装置，其特征在于：所述第一距离感应灯(8)和第二距离感应灯(9)内安装有光学距离传感器、红外距离传感器或超声波距离传感器中的一种。
5.一种减速带预警控制方法，其特征在于：采用权利要求1-4任一所述的减速带预警装置。
6.根据权利要求5所述的减速带预警控制方法，其特征在于：包括以下操作步骤：
S01，在三维立体减速带(12)附近，车辆行驶方向前方设置第一装载框架(1)，并且第一装载框架(1)上安装一个摄像头(7)；
S02，在三维立体减速带(12)的附近安装竖向安装杆(5)，并在竖向安装杆(5)上安装声光警报器(6)和中控箱(11)，完成预警布局。
7.根据权利要求5所述的减速带预警控制方法，其特征在于：还包括以下操作步骤：
R01，在驶入车辆路径上，且靠近三维立体减速带(12)的位置，依次安装第二装载框架(2)、第三装载框架(3)；
R02，在第二装载框架(2)和第三装载框架(3)上分别安装第一距离感应灯(8)和第二距离感应灯(9)；
R03，当行驶车辆顺序通过第一距离感应灯(8)和第二距离感应灯(9)时，触发布置于三维立体减速带(12)上方的LED投射灯(10)；
R04，LED投射灯(10)闪烁，并照射至三维立体减速带(12)上发出警示，完成预警布局。
8.根据权利要求5所述的减速带预警控制方法，其特征在于：利用图像处理算法，实际测量机动车的行驶速度，所述三维立体减速带(12)作为图像处理算法中的标识物，用于标定照相机的参数，通过对车辆的车牌位置的准确识别，计算出车辆的实际行驶速度。
9.根据权利要求8所述的减速带预警控制方法，其特征在于：通过图像处理算法中的光流法测定当车辆的行驶速度超过停车场内的限制速度时，触发所述三维立体减速带(12)附近的声光警报器(6)发出警报。
10.根据权利要求8所述的减速带预警控制方法，其特征在于：对所述三维立体减速带(12)进行图像处理的步骤包括：
A01：照相机获取三维立体减速带的彩色视频图像；
A02：将彩色视频图像进行RGB到HSV的色彩空间转换；
A03：将转换后的图像分割为黑、黄、白三幅图像；
A04：分别对三幅图像进行边缘提取操作；
A05：分别对三幅图的边缘图像进行形态学的膨胀运算处理；
A06：对膨胀运算处理后的图像进行霍夫变换提取直线段；
A07：计算各直线段的交点位置及直线段长度；
A08：计算照相机的参数；
A09：通过光流法计算车辆实际运动速度。
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