CN115131956A - 一种盲人过街辅助系统 - Google Patents

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CN115131956A CN202211056910.2A CN202211056910A CN115131956A CN 115131956 A CN115131956 A CN 115131956A CN 202211056910 A CN202211056910 A CN 202211056910A CN 115131956 A CN115131956 A CN 115131956A
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Abstract

本发明公开了一种盲人过街辅助系统，涉及智能导盲技术领域。所述系统包括有信号杆、摄像头、语音喇叭、行人过街申请按钮箱和信控机，其中，所述摄像头内嵌有用于对实时现场图像进行盲人识别处理的目标检测算法，所述语音喇叭用于在发现行人过街等待区域内有盲人时，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以及使所述行人过街申请按钮箱与所述信号杆共杆，并在所述行人过街申请按钮的外表面上嵌设有行人过街申请按钮和用于向盲人描绘行人过街通道的触感地图，以及使所述信控机在发现行人过街等待区域内有盲人时，适当延长行人绿灯时间，如此即可帮助盲人掌握行人过街通道的具体情况，还可以帮助盲人安全过街，满足无障碍交通信号应用需求。

Description

一种盲人过街辅助系统
技术领域
本发明属于智能导盲技术领域，具体涉及一种盲人过街辅助系统。
背景技术
无障碍设施的建设水平是现代城市文明程度的重要标志，而无障碍行人交通信号设施又是无障碍设施中的重要组成部分。多年来,在交通信号控制系统建设中，一直存在着“重智能、重效率，轻服务、轻关怀”的倾向，服务于交通弱势群体的无障碍设施建设一直得不到足够的重视,同时相关的标准研究也一直十分滞后。
常见的无障碍行人交通信号设施包括有盲人钟（在国内标准中称之为“交通信号声响提示装置”）和多功能行人按钮等设施。传统的盲人钟设施通常是与行人信号杆共杆安装的分体设备，作用是通过不同频率及不同节奏的声音表达不同的信号状态，为视觉障碍人士提供路权指示及引导。
目前，还没有与无障碍行人交通信号设施相关的行人按钮功能和设置标准，导致在产品功能设计或施工建设水平上差异较大，使得绝大多数的无障碍行人交通信号设施无法满足无障碍交通信号应用需求，例如存在的问题主要包括有“语音语义模糊”、“音量太小”以及“无定位音指示并引导视觉障碍人士找到过街信号装置”，等等。
发明内容
本发明的目的是提供一种盲人过街辅助系统，用以解决现有无障碍行人交通信号设施无法满足无障碍交通信号应用需求的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种盲人过街辅助系统，包括有信号杆、摄像头、语音喇叭、行人过街申请按钮箱和信控机，其中，所述信号杆用于布置在行人过街通道的端部周围，所述摄像头和所述语音喇叭分别用于布置在行人过街等待区域的周围上方，所述信控机用于布置在所述行人过街通道的所属路口，所述行人过街等待区域位于所述行人过街通道的端部；
所述信号杆的正面朝向所述行人过街通道，并在所述信号杆的正面上设置有通信连接所述信控机的行人过街信号灯；
所述摄像头分别通信连接所述语音喇叭和所述信控机，并使所述摄像头的镜头视野涵盖所述行人过街等待区域，以及使所述摄像头内嵌有目标检测算法，其中，所述目标检测算法用于对由所述摄像头实时采集的现场图像进行盲人识别处理，并将得到的盲人识别结果分别实时传送至所述语音喇叭和所述信控机；
所述语音喇叭还通信连接所述信控机，用于在所述盲人识别结果指示在所述行人过街等待区域内有盲人时，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以便提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街；
所述行人过街申请按钮箱与所述信号杆共杆，并在所述行人过街申请按钮箱的外表面上嵌设有通信连接所述信控机的行人过街申请按钮和用于向盲人描绘所述行人过街通道的触感地图；
所述信控机用于执行如下的盲人过街辅助方法：
在收到由所述行人过街申请按钮触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位开启指令，以便控制所述行人过街信号灯进入绿灯状态；
在向所述行人过街信号灯传送所述行人绿灯相位开启指令时，启动第一计时器，并根据来自所述摄像头的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长；
在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位结束指令，以便控制所述行人过街信号灯退出绿灯状态。
基于上述发明内容，提供了一种无障碍行人交通信号设施的新方案，即包括有信号杆、摄像头、语音喇叭、行人过街申请按钮箱和信控机，其中，所述摄像头内嵌有用于对实时现场图像进行盲人识别处理的目标检测算法，所述语音喇叭用于在发现行人过街等待区域内有盲人时，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以及使所述行人过街申请按钮箱与所述信号杆共杆，并在所述行人过街申请按钮的外表面上嵌设有行人过街申请按钮和用于向盲人描绘行人过街通道的触感地图，以及使所述信控机在发现行人过街等待区域内有盲人时，适当延长行人绿灯时间，如此即可帮助盲人掌握行人过街通道的具体情况，还可以帮助盲人安全过街，满足无障碍交通信号应用需求。
在一个可能的设计中，对由所述摄像头实时采集的现场图像进行盲人识别处理，包括：
获取由所述摄像头实时采集的现场图像；
将所述现场图像导入基于YOLO目标检测算法的且已预先完成训练的手持盲杖识别模型，得到手持盲杖识别结果；
根据所述手持盲杖识别结果，确定盲人识别结果。
在一个可能的设计中，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，包括：
根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯对应的工作状态信息，若发现所述行人过街信号灯处于绿灯状态，则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街的第一音频文件，否则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人等待过街的第二音频文件。
在一个可能的设计中，在收到由所述行人过街申请按钮触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位开启指令，包括：
根据定周期策略控制所述行人过街信号灯的工作状态；
当在车辆通行绿灯相位开始后收到由所述行人过街申请按钮触发产生的行人过街申请信号时，判断所述车辆通行绿灯相位的本次维持时长是否已到达预设的车辆通行绿灯最短时长，若是，则立即向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位开启指令，否则在等待所述本次维持时长到达所述车辆通行绿灯最短时长时，向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位开启指令。
在一个可能的设计中，根据来自所述摄像头的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，包括：
根据来自所述摄像头的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 341248DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 10127DEST_PATH_IMAGE002
式中，
Figure 361080DEST_PATH_IMAGE003
表示安全裕量时间，
Figure 318672DEST_PATH_IMAGE004
表示所述行人过街通道的已知长度，
Figure 321263DEST_PATH_IMAGE005
表示盲人步行的已知平均速度；
根据来自所述摄像头的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域内无盲人，则基于正常人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 844648DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 602389DEST_PATH_IMAGE007
式中，
Figure 47277DEST_PATH_IMAGE008
表示安全裕量时间，
Figure 853559DEST_PATH_IMAGE009
表示所述行人过街通道的已知长度，
Figure 824926DEST_PATH_IMAGE010
表示正常人步行的已知平均速度。
在一个可能的设计中，当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理，并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，所述安全裕量时间
Figure 425671DEST_PATH_IMAGE008
按照如下方式进行确定：
在向所述行人过街信号灯传送所述行人绿灯相位开启指令时，根据来自所述摄像头的行人检测结果，统计位于所述行人过街等待区域内的当前总人数；
按照如下公式计算得到所述行人过街通道（100）的单行最大排列人数
Figure 357855DEST_PATH_IMAGE011
：
Figure 436670DEST_PATH_IMAGE012
式中，
Figure 200226DEST_PATH_IMAGE013
表示所述行人过街通道（100）的已知宽度，
Figure 34190DEST_PATH_IMAGE014
表示单个行人过街所需的已知宽度，
Figure 250408DEST_PATH_IMAGE015
表示第一取整函数；
判断所述当前总人数是否小于所述单行最大排列人数
Figure 398492DEST_PATH_IMAGE016
；
若是，则将所述安全裕量时间
Figure 954239DEST_PATH_IMAGE008
确定为
Figure 896787DEST_PATH_IMAGE017
，否则按照如下公式确定所述安全裕量时间
Figure 600301DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 20918DEST_PATH_IMAGE018
式中，
Figure 322848DEST_PATH_IMAGE019
表示所述当前总人数，
Figure 170719DEST_PATH_IMAGE020
表示第二取整函数，
Figure 361528DEST_PATH_IMAGE021
表示单行排列行人进入所述行人过街通道所需的已知时长。
在一个可能的设计中，当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理，并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位结束指令，包括：
在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长时，根据来自所述摄像头的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域内是否仍有行人；
若判定在所述行人过街等待区域内仍有行人，则进一步判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值，否则进一步判断在所述行人过街通道上是否已清空行人，其中，所述第一时刻是指曾经位于所述行人过街等待区域内的且最后一个进入所述行人过街通道的行人进入所述行人过街通道的时间戳，所述第二时刻是指当前位于所述行人过街等待区域内的且最后一个进入所述行人过街等待区域内的行人进入所述行人过街等待区域的时间戳；
若判定所述间隔时长不小于所述时长阈值，则进一步判断在所述行人过街通道上是否已清空行人；
若判定在所述行人过街通道上已清空行人，则向所述行人过街信号灯传送行人绿灯相位结束指令。
在一个可能的设计中，在判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值之后，所述盲人过街辅助方法还包括有如下步骤S331～S335：
S331.若判定所述间隔时长小于所述时长阈值，则重启所述第一计时器，并将行人绿灯已延迟时长初始化为零，然后执行步骤S332；
S332.判断所述行人绿灯已延迟时长是否已超过预设的行人绿灯最大延迟时长，若是，则执行步骤S335,否则执行步骤S333；
S333.在所述第一计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟时长时，再次根据来自所述摄像头的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域内是否仍有行人，若是，则执行步骤S334，否则执行步骤S335，其中，所述行人绿灯单次延迟时长短于所述行人绿灯最大延迟时长；
S334.判断新的所述间隔时长是否小于所述时长阈值，若是，则使所述行人绿灯已延迟时长自加所述行人绿灯单次延迟时长，然后返回执行步骤S332，否则执行步骤S335；
S335.判断在所述行人过街通道上是否已清空行人。
在一个可能的设计中，当所述摄像头的镜头视野还涵盖所述行人过街通道时，判断在所述行人过街通道上是否已清空行人,包括有如下步骤S341～S346：
S341.启动第二计时器，并将延时计次数初始化为零，然后执行步骤S342；
S342.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯最短清空时长时，再次根据来自所述摄像头的行人检测结果，判断在所述行人过街通道上是否仍有行人，若是，则执行步骤S343，否则执行步骤S346；
S343.判断所述延时计次数是否达到预设的最大许可延迟次数，若是，则执行步骤S346，否则执行步骤S344；
S344.重启所述第二计时器，然后执行步骤S345；
S345.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟清空时长时，再次根据来自所述摄像头的行人检测结果，判断在所述行人过街通道上是否仍有行人，若是，则使所述延时计次数自加1，然后返回执行步骤S343，否则执行步骤S346；
S346.判定在所述行人过街通道上已清空行人。
在一个可能的设计中，在所述行人过街申请按钮箱的主视面上嵌设所述行人过街申请按钮，以及在所述行人过街申请按钮箱的侧视面上嵌设所述触感地图，其中，所述触感地图利用不同凸起形状表示所述行人过街通道的出发地点的属性信息、与所述行人过街通道依次交叉的各个车道的属性信息和所述行人过街通道的安全地点的属性信息，所述安全地点包括有到达目的地/和行人安全岛。
有益效果：
（1）本发明创造提供了一种无障碍行人交通信号设施的新方案，即包括有信号杆、摄像头、语音喇叭、行人过街申请按钮箱和信控机，其中，所述摄像头内嵌有用于对实时现场图像进行盲人识别处理的目标检测算法，所述语音喇叭用于在发现行人过街等待区域内有盲人时，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以及使所述行人过街申请按钮箱与所述信号杆共杆，并在所述行人过街申请按钮的外表面上嵌设有行人过街申请按钮和用于向盲人描绘行人过街通道的触感地图，以及使所述信控机在发现行人过街等待区域内有盲人时，适当延长行人绿灯时间，如此即可帮助盲人掌握行人过街通道的具体情况，还可以帮助盲人安全过街，满足无障碍交通信号应用需求；
（2）可适用满足在不同行人数量下对过街时间的需求，避免出现行人过街绿灯时间浪费或绿灯时间不足两种情形，进一步提升整体通行效率；
（3）还可以基于对行人过街通道的视频行人检测结果来开展行人清空判断，并允许进行一定的清空延时，进一步提升行人过街通行安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的盲人过街辅助系统的结构示意图。
图2为本发明提供的在盲人过街辅助系统中信号杆、行人过街申请按钮箱及行人过街信号灯的布置示意图。
图3为本发明提供的在盲人过街辅助系统中信号杆的正面与语音喇叭和行人过街信号灯的位置关系示例图。
图4为本发明提供的在盲人过街辅助系统中信号杆的侧面与摄像头和行人过街申请按钮箱的位置关系示例图。
图5为本发明提供的触感地图的表意示例图。
图6为本发明提供的触感地图的实物表意示例图。
图7为本发明提供的盲人过街辅助方法的流程示意图。
图8为本发明提供的在盲人过街辅助方法中行人过街绿灯维持方式的流程示意图。
上述附图中：1-信号杆；11-行人过街信号灯；12-车辆通行信号灯；2-摄像头；3-语音喇叭；4-行人过街申请按钮箱；41-行人过街申请按钮；42-触感地图；100-行人过街通道；101-行人过街等待区域；200-行人安全岛。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
应当理解，尽管本文可能使用术语第一和第二等等来描述各种对象，但是这些对象不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个对象和另一个对象。例如可以将第一对象称作第二对象,并且类似地可以将第二对象称作第一对象，同时不脱离本发明的示例实施例的范围。
应当理解，对于本文中可能出现的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A、单独存在B或者同时存在A和B等三种情况；对于本文中可能出现的术语“/和”，其是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A或者同时存在A和B等两种情况；另外，对于本文中可能出现的字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
实施例一：
如图1和2所示，本实施例提供的盲人过街辅助系统，包括但不限于有信号杆1、摄像头2、语音喇叭3、行人过街申请按钮箱4和信控机，其中，所述信号杆1用于布置在行人过街通道100的端部周围，所述摄像头2和所述语音喇叭3分别用于布置在行人过街等待区域101的周围上方，所述信控机用于布置在所述行人过街通道100的所属路口，所述行人过街等待区域101位于所述行人过街通道100的端部。
如图1和2所示，在所述盲人过街辅助系统的具体结构中，所述信号杆1、所述行人过街申请按钮箱4和所述信控机均为现有行人交通信号设施的常规配置，即由于所述行人过街通道100的端部一般为两个，因此所述行人过街等待区域101也会有两个，使得所述信号杆1也会有两个并分别布置在所述行人过街通道100的两端周围。如图2和3所示，所述信号杆1的正面朝向所述行人过街通道100，并在所述信号杆1的正面上设置有通信连接所述信控机的行人过街信号灯11。如图3所示，所述行人过街信号灯11为现有行人交通信号设施的常规配置。
所述摄像头2分别通信连接所述语音喇叭3和所述信控机，并使所述摄像头2的镜头视野涵盖所述行人过街等待区域101，以及使所述摄像头2内嵌有目标检测算法，其中，所述目标检测算法用于对由所述摄像头2实时采集的现场图像进行盲人识别处理，并将得到的盲人识别结果分别实时传送至所述语音喇叭3和所述信控机。如图4所示，所述摄像头2可优选地与所述信号杆1共杆并安装在所述信号杆1的侧面顶部，进而实现布置在所述行人过街等待区域101的周围上方且使镜头视野涵盖所述行人过街等待区域101的目的。所述目标检测算法是一种用于在图片中将里面的物体识别出来且标记出物体位置的现有人工智能识别算法，具体可以但不限于采用Faster R-CNN（Faster Regions with ConvolutionalNeural Networks features，由何凯明等在2015年提出目标检测算法，该算法在2015年的ILSVRV和COCO竞赛中获得多项第一）目标检测算法、SSD（Single Shot MultiBoxDetector，单镜头多盒检测器，是Wei Liu在ECCV 2016上提出的一种目标检测算法，是目前流行的主要检测框架之一）目标检测算法或YOLO（You only look once，目前最新已经发展到V4版本，在业界的应用也很广泛，其基本原理是：首先对输入图像划分成7x7的网格，对每个网格预测2个边框，然后根据阈值去除可能性比较低的目标窗口，最后再使用边框合并的方式去除冗余窗口，得出检测结果）目标检测算法等。优选的，对由所述摄像头2实时采集的现场图像进行盲人识别处理，包括但不限于有如下步骤S101～S103：S101.获取由所述摄像头2实时采集的现场图像；S102.将所述现场图像导入基于YOLO目标检测算法的且已预先完成训练的手持盲杖识别模型，得到手持盲杖识别结果；S103.根据所述手持盲杖识别结果，确定盲人识别结果。前述的手持盲杖识别模型可通过常规的样本训练方式训练得到，以便在输入测试图像后，可以输出有手持盲杖或无手持盲杖的识别结果以及它们的置信度预测值等信息。举例的，所述YOLO目标检测算法优选采用YOLO V4目标检测算法。此外，具体根据所述手持盲杖识别结果来确定盲人识别结果的方式，可以但不限于为：若有手持盲杖，则确定有盲人，反之则不然。
所述语音喇叭3还通信连接所述信控机，用于在所述盲人识别结果指示在所述行人过街等待区域101内有盲人时，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯11对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以便提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街。如图3所示，所述语音喇叭3也可优选地与所述信号杆1共杆并安装在所述信号杆1的正面顶部，进而实现布置在所述行人过街等待区域101的周围上方且利于提醒盲人、其他行人以及过往车辆的目的。具体的，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯11对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，包括但不限于：根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯11对应的工作状态信息，若发现所述行人过街信号灯11处于绿灯状态，则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人过街和/或其他人（即其他行人和/或过往车辆的司机等）注意有盲人过街的第一音频文件，否则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人等待过街的第二音频文件。举例的，所述第一音频文件的具体内容可以但不限于为用于播报“当前绿灯，请及时过街”和/或“有盲人过街，请注意”等声音的音频文件，以便提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街；所述第二音频文件的具体内容可以但不限于为用于播报“当前红灯，请等待过街”等声音的音频文件，以便提醒盲人等待过街。此外，在发现所述行人过街信号灯11处于红灯状态时，还可以播放针对盲人过街事件而预设的且用于指导盲人操作所述行人过街申请按钮箱4的第三音频文件，以便指引盲人申请过街并感知所述行人过街通道100的具体属性（例如出发地点的属性信息、与所述行人过街通道100交叉的各个车道的属性信息和所述行人过街通道100的安全地点的属性信息等）。
所述行人过街申请按钮箱4与所述信号杆1共杆，并在所述行人过街申请按钮箱4的外表面上嵌设有通信连接所述信控机的行人过街申请按钮41和用于向盲人描绘所述行人过街通道100的触感地图42。如图4所示，所述行人过街申请按钮箱4优选设置在所述信号杆1的背面，所述行人过街申请按钮41用于在行人（其包括盲人）手动操作下触发产生行人过街申请信号，以便所述信控机响应开放所述行人过街通道100。具体的，在所述行人过街申请按钮箱4的主视面上嵌设所述行人过街申请按钮41，以及在所述行人过街申请按钮箱4的侧视面上嵌设所述触感地图42，其中，所述触感地图42利用不同凸起形状表示所述行人过街通道100的出发地点的属性信息、与所述行人过街通道100依次交叉的各个车道的属性信息和所述行人过街通道100的安全地点的属性信息，所述安全地点包括有到达目的地/和行人安全岛200。详细的，所述触感地图42的表意内容可以举例如图5或6所示，如此可方便盲人在触摸所述触感地图42后，准确掌握所述行人过街通道100的具体情况（例如行人过街方向、通道长度以及跨越的车道类型等），进而保障后续的盲人过街安全性。
如图7所示，所述信控机用于执行如下步骤S1～S3的盲人过街辅助方法。
S1.在收到由所述行人过街申请按钮41触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位开启指令，以便控制所述行人过街信号灯11进入绿灯状态。
在所述步骤S1中，考虑所述信控机还会控制车辆通行信号灯12，为了保障过往车辆的最低通行权，优选的，在收到由所述行人过街申请按钮41触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位开启指令，包括但不限于有如下步骤S11～S12：S11.根据定周期策略控制所述行人过街信号灯11的工作状态；S12.当在车辆通行绿灯相位开始后收到由所述行人过街申请按钮41触发产生的行人过街申请信号时，判断所述车辆通行绿灯相位的本次维持时长是否已到达预设的车辆通行绿灯最短时长，若是，则立即向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位开启指令，否则在等待所述本次维持时长到达所述车辆通行绿灯最短时长时，向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位开启指令。前述根据定周期策略控制所述行人过街信号灯11的工作状态的具体方式为现有常规方式，例如每隔5分钟，向所述行人过街信号灯11传送一次所述行人绿灯相位开启指令，以便控制所述行人过街信号灯11周期性地进入绿灯状态来开放所述行人过街通道100。所述车辆通行绿灯相位为过往车辆穿过所述行人过街通道100的时机，所述本次维持时长即指从所述车辆通行信号灯12进入绿灯状态的时刻起维持绿灯状态的当前时长；所述车辆通行绿灯最短时长可以举例为3分钟。此外，若是在行人绿灯相位开始后收到所述行人过街申请信号，由于此时已开放所述行人过街通道100，可以不予响应。
S2.在向所述行人过街信号灯11传送所述行人绿灯相位开启指令时，启动第一计时器，并根据来自所述摄像头2的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域101内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长。
在所述步骤S2中，由于盲人步行速度会明显小于正常人步行速度，因此在发现所述行人过街等待区域101内有盲人时，可以适当延长行人绿灯时间，保障盲人过街安全性，而在无盲人时，则正常设置行人绿灯时间。优选的，根据来自所述摄像头2的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域101内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，包括但不限于：根据来自所述摄像头2的人识别结果，若判定所述行人过街等待区域101内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 585836DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 116175DEST_PATH_IMAGE022
式中，
Figure 400526DEST_PATH_IMAGE008
表示安全裕量时间，
Figure 78632DEST_PATH_IMAGE009
表示所述行人过街通道100的已知长度，
Figure 841051DEST_PATH_IMAGE023
表示盲人步行的已知平均速度；而根据来自所述摄像头2的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域101内无盲人，则基于正常人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 350530DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 805782DEST_PATH_IMAGE024
式中，
Figure 971184DEST_PATH_IMAGE008
表示安全裕量时间，
Figure 740557DEST_PATH_IMAGE009
表示所述行人过街通道100的已知长度，
Figure 776646DEST_PATH_IMAGE025
表示正常人步行的已知平均速度。
在所述步骤S2中，所述安全裕量时间
Figure 668379DEST_PATH_IMAGE008
可以是一个预设的固定值，也可以根据在向所述行人过街信号灯11传送所述行人绿灯相位开启指令时的且位于所述行人过街等待区域101内的总人数来动态设定，即当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理（其原理类似于盲人识别处理，于此不再赘述），并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，所述安全裕量时间
Figure 852236DEST_PATH_IMAGE008
按照如下方式进行确定：先在向所述行人过街信号灯11传送所述行人绿灯相位开启指令时，根据来自所述摄像头2的行人检测结果，统计位于所述行人过街等待区域101内的当前总人数；然后按照如下公式计算得到所述行人过街通道（100）的单行最大排列人数
Figure 956458DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 378212DEST_PATH_IMAGE026
式中，
Figure 503163DEST_PATH_IMAGE027
表示所述行人过街通道（100）的已知宽度，
Figure 377578DEST_PATH_IMAGE028
表示单个行人过街所需的已知宽度，
Figure 551070DEST_PATH_IMAGE029
表示第一取整函数；最后判断所述当前总人数是否小于所述单行最大排列人数
Figure 765014DEST_PATH_IMAGE030
；若是，则将所述安全裕量时间
Figure 998549DEST_PATH_IMAGE008
确定为
Figure 94681DEST_PATH_IMAGE021
，否则按照如下公式确定所述安全裕量时间
Figure 367137DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 497904DEST_PATH_IMAGE031
式中，
Figure 902341DEST_PATH_IMAGE032
表示所述当前总人数，
Figure 485769DEST_PATH_IMAGE033
表示第二取整函数，
Figure 938747DEST_PATH_IMAGE021
表示单行排列行人进入所述行人过街通道所需的已知时长。举例的，若所述行人过街通道100的已知宽度为3米，所述单个行人过街所需的已知宽度为0.61米，所述第一取整函数举例为四舍五入取整函数，则所述单行最大排列人数
Figure 189600DEST_PATH_IMAGE016
可为5人；以及若所述当前总人数为12人，所述第二取整函数举例为向上取整函数，根据调研结果，
Figure 499358DEST_PATH_IMAGE021
取值为1秒，则所述安全裕量时间
Figure 897979DEST_PATH_IMAGE008
确定为3秒。如此相对于预设的固定值，前述的动态设定方式更加符合实际情况，可保障行人过街时间的充裕性。
S3.在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位结束指令，以便控制所述行人过街信号灯11退出绿灯状态。
在所述步骤S3中，考虑存在行人会陆续到达等待区域的新情况，有必要根据新情况来决定是否对行人绿灯时长进行延长，即当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理，并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，如图8 所示，在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位结束指令，包括但不限于有如下步骤S31～S34。
S31.在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长时，根据来自所述摄像头2的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域101内是否仍有行人。
S32.若判定在所述行人过街等待区域101内仍有行人，则进一步判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值，否则进一步判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人，其中，所述第一时刻是指曾经位于所述行人过街等待区域101内的且最后一个进入所述行人过街通道100的行人进入所述行人过街通道100的时间戳，所述第二时刻是指当前位于所述行人过街等待区域101内的且最后一个进入所述行人过街等待区域101内的行人进入所述行人过街等待区域101的时间戳。
在所述步骤S32中，判断在所述行人过街等待区域101内是否仍有行人以及进一步判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值（其作为是否陆续有人到达等待区域的判定依据），用于决定是否从行人过街时段进入行人清空时段，若无人或仍有人但所述间隔时长过大，则不能延长行人过街时段，需要立即进入行人清空时段，即进一步判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人，否则就可以延长行人过街时段。此外，所述时长阈值可举例为3秒。
S33.若判定所述间隔时长不小于所述时长阈值，则进一步判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人。
在所述步骤S33中，若判定所述间隔时长不小于所述时长阈值，则表明不能视为陆续有人到达等待区域，此时不能延长行人过街时段，需要立即进入行人清空时段。而在所述步骤S32之后，若判定所述间隔时长小于所述时长阈值，则表明陆续有人到达等待区域，此时可延长行人过街时段，即在判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值之后，所述盲人过街辅助方法还包括但不限于有如下步骤S331～S335。
S331.若判定所述间隔时长小于所述时长阈值，则重启所述第一计时器，并将行人绿灯已延迟时长初始化为零，然后执行步骤S332。
S332.判断所述行人绿灯已延迟时长是否已超过预设的行人绿灯最大延迟时长，若是，则执行步骤S335,否则执行步骤S333。
S333.在所述第一计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟时长时，再次根据来自所述摄像头2的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域101内是否仍有行人，若是，则执行步骤S334，否则执行步骤S335，其中，所述行人绿灯单次延迟时长短于所述行人绿灯最大延迟时长。
在所述步骤S333中，所述行人绿灯单次延迟时长同样可根据单行排列行人通过所述行人过街通道的所需时长来确定，例如为10/1.13=8.85秒。所述行人绿灯最大延迟时长可举例为60秒。
S334.判断新的所述间隔时长是否小于所述时长阈值，若是，则使所述行人绿灯已延迟时长自加所述行人绿灯单次延迟时长，然后返回执行步骤S332，否则执行步骤S335。
S335.判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人。
S34.若判定在所述行人过街通道上已清空行人，则向所述行人过街信号灯11传送行人绿灯相位结束指令。
在所述步骤S34之前，若处于判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人的期间（即已进入行人清空时段），则还可以向所述语音喇叭3发送提示信息，以便所述语音喇叭3在所述盲人识别结果指示在所述行人过街等待区域101内还有盲人时，播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人等待过街的第二音频文件，进而阻止该盲人进入所述行人过街通道100。另外，若判定在所述行人过街通道100上未清空行人，则需要继续判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人，直到判定在所述行人过街通道100上已清空行人。具体的，如图8所示，当所述摄像头2的镜头视野还涵盖所述行人过街通道100时，判断在所述行人过街通道100上是否已清空行人,包括有如下步骤S341～S346。
S341.启动第二计时器，并将延时计次数初始化为零，然后执行步骤S342。
S342.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯最短清空时长时，再次根据来自所述摄像头2的行人检测结果，判断在所述行人过街通道100上是否仍有行人，若是，则执行步骤S343，否则执行步骤S346。
S343.判断所述延时计次数是否达到预设的最大许可延迟次数，若是，则执行步骤S346，否则执行步骤S344。
在所述步骤S343中，所述最大许可延迟次数可举例预设为2次。
S344.重启所述第二计时器，然后执行步骤S345。
S345.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟清空时长时，再次根据来自所述摄像头2的行人检测结果，判断在所述行人过街通道100上是否仍有行人，若是，则使所述延时计次数自加1，然后返回执行步骤S343，否则执行步骤S346。
在所述步骤S345中，所述行人绿灯单次延迟清空时长同样可根据单行排列行人通过所述行人过街通道100的所需时长来确定，例如为10/1.13=8.85秒。
S346.判定在所述行人过街通道100上已清空行人。
由此基于前述步骤S341～S346所描述的技术方案，还可以基于对行人过街通道的视频行人检测结果来开展行人清空判断，并允许进行一定的清空延时，进一步提升行人过街通行安全性。以及基于前述步骤S31～S34所描述的技术方案，可适用满足在不同行人数量下对过街时间的需求，避免出现行人过街绿灯时间浪费或绿灯时间不足两种情形，进一步提升整体通行效率。
综上，采用本实施例所提供的盲人过街辅助系统，具有如下技术效果：
（1）本实施例提供了一种无障碍行人交通信号设施的新方案，即包括有信号杆、摄像头、语音喇叭、行人过街申请按钮箱和信控机，其中，所述摄像头内嵌有用于对实时现场图像进行盲人识别处理的目标检测算法，所述语音喇叭用于在发现行人过街等待区域内有盲人时，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以及使所述行人过街申请按钮箱与所述信号杆共杆，并在所述行人过街申请按钮的外表面上嵌设有行人过街申请按钮和用于向盲人描绘行人过街通道的触感地图，以及使所述信控机在发现行人过街等待区域内有盲人时，适当延长行人绿灯时间，如此即可帮助盲人掌握行人过街通道的具体情况，还可以帮助盲人安全过街，满足无障碍交通信号应用需求；
（2）可适用满足在不同行人数量下对过街时间的需求，避免出现行人过街绿灯时间浪费或绿灯时间不足两种情形，进一步提升整体通行效率；
（3）还可以基于对行人过街通道的视频行人检测结果来开展行人清空判断，并允许进行一定的清空延时，进一步提升行人过街通行安全性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。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)

1.一种盲人过街辅助系统，其特征在于，包括有信号杆（1）、摄像头（2）、语音喇叭（3）、行人过街申请按钮箱（4）和信控机，其中，所述信号杆（1）用于布置在行人过街通道（100）的端部周围，所述摄像头（2）和所述语音喇叭（3）分别用于布置在行人过街等待区域（101）的周围上方，所述信控机用于布置在所述行人过街通道（100）的所属路口，所述行人过街等待区域（101）位于所述行人过街通道（100）的端部；
所述信号杆（1）的正面朝向所述行人过街通道（100），并在所述信号杆（1）的正面上设置有通信连接所述信控机的行人过街信号灯（11）；
所述摄像头（2）分别通信连接所述语音喇叭（3）和所述信控机，并使所述摄像头（2）的镜头视野涵盖所述行人过街等待区域（101），以及使所述摄像头（2）内嵌有目标检测算法，其中，所述目标检测算法用于对由所述摄像头（2）实时采集的现场图像进行盲人识别处理，并将得到的盲人识别结果分别实时传送至所述语音喇叭（3）和所述信控机；
所述语音喇叭（3）还通信连接所述信控机，用于在所述盲人识别结果指示在所述行人过街等待区域（101）内有盲人时，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯（11）对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，以便提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街；
所述行人过街申请按钮箱（4）与所述信号杆（1）共杆，并在所述行人过街申请按钮箱（4）的外表面上嵌设有通信连接所述信控机的行人过街申请按钮（41）和用于向盲人描绘所述行人过街通道（100）的触感地图（42）；
所述信控机用于执行如下的盲人过街辅助方法：
在收到由所述行人过街申请按钮（41）触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位开启指令，以便控制所述行人过街信号灯（11）进入绿灯状态；
在向所述行人过街信号灯（11）传送所述行人绿灯相位开启指令时，启动第一计时器，并根据来自所述摄像头（2）的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域（101）内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长；
在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位结束指令，以便控制所述行人过街信号灯（11）退出绿灯状态。
2.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，对由所述摄像头（2）实时采集的现场图像进行盲人识别处理，包括：
获取由所述摄像头（2）实时采集的现场图像；
将所述现场图像导入基于YOLO目标检测算法的且已预先完成训练的手持盲杖识别模型，得到手持盲杖识别结果；
根据所述手持盲杖识别结果，确定盲人识别结果。
3.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯（11）对应的工作状态信息，播放针对盲人过街事件而预设的音频文件，包括：
根据来自所述信控机的且与所述行人过街信号灯（11）对应的工作状态信息，若发现所述行人过街信号灯（11）处于绿灯状态，则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人过街和/或其他人注意有盲人过街的第一音频文件，否则播放针对盲人过街事件而预设的且用于提醒盲人等待过街的第二音频文件。
4.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，在收到由所述行人过街申请按钮（41）触发产生的行人过街申请信号后，向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位开启指令，包括：
根据定周期策略控制所述行人过街信号灯（11）的工作状态；
当在车辆通行绿灯相位开始后收到由所述行人过街申请按钮（41）触发产生的行人过街申请信号时，判断所述车辆通行绿灯相位的本次维持时长是否已到达预设的车辆通行绿灯最短时长，若是，则立即向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位开启指令，否则在等待所述本次维持时长到达所述车辆通行绿灯最短时长时，向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位开启指令。
5.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，根据来自所述摄像头（2）的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域（101）内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，否则基于正常人步行的已知平均速度确定得到行人绿灯初始时长，包括：
根据来自所述摄像头（2）的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域（101）内有盲人，则基于盲人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 793071DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 69331DEST_PATH_IMAGE002
式中，
Figure 37287DEST_PATH_IMAGE003
表示安全裕量时间，
Figure 336682DEST_PATH_IMAGE004
表示所述行人过街通道（100）的已知长度，
Figure 313865DEST_PATH_IMAGE005
表示盲人步行的已知平均速度；
根据来自所述摄像头（2）的盲人识别结果，若判定所述行人过街等待区域（101）内无盲人，则基于正常人步行的已知平均速度，按照如下公式确定得到行人绿灯初始时长
Figure 179053DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 147271DEST_PATH_IMAGE006
式中，
Figure 730699DEST_PATH_IMAGE003
表示安全裕量时间，
Figure 245994DEST_PATH_IMAGE004
表示所述行人过街通道（100）的已知长度，
Figure 231268DEST_PATH_IMAGE007
表示正常人步行的已知平均速度。
6.根据权利要求5所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理，并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，所述安全裕量时间
Figure 744289DEST_PATH_IMAGE003
按照如下方式进行确定：
在向所述行人过街信号灯（11）传送所述行人绿灯相位开启指令时，根据来自所述摄像头（2）的行人检测结果，统计位于所述行人过街等待区域（101）内的当前总人数；
按照如下公式计算得到所述行人过街通道（100）的单行最大排列人数
Figure 815013DEST_PATH_IMAGE008
：
Figure 133999DEST_PATH_IMAGE009
式中，
Figure 36096DEST_PATH_IMAGE010
表示所述行人过街通道（100）的已知宽度，
Figure 844652DEST_PATH_IMAGE011
表示单个行人过街所需的已知宽度，
Figure 402672DEST_PATH_IMAGE012
表示第一取整函数；
判断所述当前总人数是否小于所述单行最大排列人数
Figure 463032DEST_PATH_IMAGE013
；
若是，则将所述安全裕量时间
Figure 639542DEST_PATH_IMAGE014
确定为
Figure 494365DEST_PATH_IMAGE015
，否则按照如下公式确定所述安全裕量时间
Figure 805261DEST_PATH_IMAGE014
：
Figure 997208DEST_PATH_IMAGE016
式中，
Figure 811580DEST_PATH_IMAGE017
表示所述当前总人数，
Figure 227518DEST_PATH_IMAGE018
表示第二取整函数，
Figure 760130DEST_PATH_IMAGE015
表示单行排列行人进入所述行人过街通道所需的已知时长。
7.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，当所述目标检测算法还用于对所述现场图像进行行人检测处理，并将得到的行人检测结果实时传送至所述信控机时，在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长后，向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位结束指令，包括：
在所述第一计时器的计时到达所述行人绿灯初始时长时，根据来自所述摄像头（2）的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域（101）内是否仍有行人；
若判定在所述行人过街等待区域（101）内仍有行人，则进一步判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值，否则进一步判断在所述行人过街通道（100）上是否已清空行人，其中，所述第一时刻是指曾经位于所述行人过街等待区域（101）内的且最后一个进入所述行人过街通道（100）的行人进入所述行人过街通道（100）的时间戳，所述第二时刻是指当前位于所述行人过街等待区域（101）内的且最后一个进入所述行人过街等待区域（101）内的行人进入所述行人过街等待区域（101）的时间戳；
若判定所述间隔时长不小于所述时长阈值，则进一步判断在所述行人过街通道（100）上是否已清空行人；
若判定在所述行人过街通道上已清空行人，则向所述行人过街信号灯（11）传送行人绿灯相位结束指令。
8.根据权利要求7所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，在判断从第一时刻至第二时刻的间隔时长是否小于预设的时长阈值之后，所述盲人过街辅助方法还包括有如下步骤S331～S335：
S331.若判定所述间隔时长小于所述时长阈值，则重启所述第一计时器，并将行人绿灯已延迟时长初始化为零，然后执行步骤S332；
S332.判断所述行人绿灯已延迟时长是否已超过预设的行人绿灯最大延迟时长，若是，则执行步骤S335,否则执行步骤S333；
S333.在所述第一计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟时长时，再次根据来自所述摄像头（2）的行人检测结果，判断在所述行人过街等待区域（101）内是否仍有行人，若是，则执行步骤S334，否则执行步骤S335，其中，所述行人绿灯单次延迟时长短于所述行人绿灯最大延迟时长；
S334.判断新的所述间隔时长是否小于所述时长阈值，若是，则使所述行人绿灯已延迟时长自加所述行人绿灯单次延迟时长，然后返回执行步骤S332，否则执行步骤S335；
S335.判断在所述行人过街通道（100）上是否已清空行人。
9.根据权利要求7所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，当所述摄像头（2）的镜头视野还涵盖所述行人过街通道（100）时，判断在所述行人过街通道（100）上是否已清空行人,包括有如下步骤S341～S346：
S341.启动第二计时器，并将延时计次数初始化为零，然后执行步骤S342；
S342.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯最短清空时长时，再次根据来自所述摄像头（2）的行人检测结果，判断在所述行人过街通道（100）上是否仍有行人，若是，则执行步骤S343，否则执行步骤S346；
S343.判断所述延时计次数是否达到预设的最大许可延迟次数，若是，则执行步骤S346，否则执行步骤S344；
S344.重启所述第二计时器，然后执行步骤S345；
S345.在所述第二计时器的计时到达预设的行人绿灯单次延迟清空时长时，再次根据来自所述摄像头（2）的行人检测结果，判断在所述行人过街通道（100）上是否仍有行人，若是，则使所述延时计次数自加1，然后返回执行步骤S343，否则执行步骤S346；
S346.判定在所述行人过街通道（100）上已清空行人。
10.根据权利要求1所述的盲人过街辅助系统，其特征在于，在所述行人过街申请按钮箱（4）的主视面上嵌设所述行人过街申请按钮（41），以及在所述行人过街申请按钮箱（4）的侧视面上嵌设所述触感地图（42），其中，所述触感地图（42）利用不同凸起形状表示所述行人过街通道（100）的出发地点的属性信息、与所述行人过街通道（100）依次交叉的各个车道的属性信息和所述行人过街通道（100）的安全地点的属性信息，所述安全地点包括有到达目的地/和行人安全岛（200）。
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