CN212873520U - 一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，包括交警区域图像数据提取设备以及分别与之连接的交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组和交警区域图像数据提取设备。由交警位置检测传感器组检测受考核交警的站立位置是否正确，由交警位置提示设备给出相应提示。当受考核交警站立位置正确时，由交警图像传感器组采集图像，发送给交警区域图像数据提取设备，将提取到的动态目标区域图像发送至交警指挥手势识别设备进行识别和评分。上述系统根据无人驾驶车辆的成像距离参数设置交警图像传感器组，使对交警指挥手势的考核标准与无人驾驶车辆的需求相适应，能够为无人驾驶车辆提供标准化程度更高的识别对象。

Description

一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统

技术领域

本申请涉及数字图像处理与人体姿态识别技术领域，特别是涉及一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统。

背景技术

随着无人驾驶车辆逐步投入实际应用，如何确保无人驾驶车辆有序行驶成为了确保交通安全和社会秩序的迫切需求。无人驾驶车辆不但需要对管理控制平台提供的交通数据进行处理，还需要直接从外界获取数据，以提供足够的交互能力。在车辆行驶所需的外界数据中，交通警察手势信号尤为重要，对于有人\无人车辆的行驶有序和路人的安全保障都起到重大作用。

对于普通车辆和行人来说，在复杂环境中识别交警手势并无太大困难。但对于无人驾驶车辆来说，为了提高人体姿态识别算法在复杂环境中针对交警手势进行识别的成功率，有必要进一步规范交警的手势，以提高算法的识别对象的标准化程度。目前对于交警手势的考核大多基于肉眼观测和经验判断，没有充分考虑无人驾驶车辆的需求，因此不适合未来的发展需要。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够满足无人驾驶车辆交警手势识别需求的一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统。

一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，包括：交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组、交警区域图像数据提取设备和交警指挥手势识别设备。

交警位置检测传感器组包括根据预设的交警站立区域设置的位置传感器和/或距离传感器，交警位置检测传感器组与交警区域图像数据提取设备连接。

交警位置提示设备包括声音播放器和/或显示器，交警位置提示设备与交警区域图像数据提取设备连接。

交警图像传感器组包括图像和/或视频采集设备，交警图像传感器组的设置方式为成像区域包括预设的交警站立区域，交警图像传感器组与预设的交警站立区域之间的距离等于预设无人驾驶车辆的成像距离或等于多个预设无人驾驶车辆的成像距离的平均值，交警图像传感器组与交警区域图像数据提取设备连接。

交警区域图像数据提取设备与交警指挥手势识别设备连接，交警指挥手势识别设备上预装人体姿态识别软件。

其中一个实施例中，交警图像传感器组包括双目相机。

其中一个实施例中，交警图像传感器组包括第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器和第二图像传感器的成像中心轴相互垂直。

其中一个实施例中，交警图像传感器组通过MIPI接口与交警区域图像数据提取设备连接。

其中一个实施例中，交警区域图像数据提取设备包括音频接收器。

其中一个实施例中，交警区域图像数据提取设备通过网络与交警指挥手势识别设备远程连接。

其中一个实施例中，交警位置检测传感器组包括红外传感器和/或激光传感器。

其中一个实施例中，交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组和交警区域图像数据提取设备的数量均为N，其中N≥1。

上述一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，由交警位置检测传感器组检测受考核交警的站立位置是否正确，并由交警位置提示设备给出相应提示。当受考核交警站立位置正确时，交警图像传感器组对预设的交警站立区域进行图像采集，发送给交警区域图像数据提取设备；交警区域图像数据提取设备其中的动态目标区域，并发送至交警指挥手势识别设备，由预装的人体姿态识别软件进行识别和评分。上述系统根据无人驾驶车辆的成像距离参数设置交警图像传感器组，使对交警指挥手势的考核标准与无人驾驶车辆的需求相适应，能够为无人驾驶车辆提供标准化程度更高的识别对象。

附图说明

图1为一个实施例中一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统的组成框图；

图2为一个实施例中一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，包括：交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组、交警区域图像数据提取设备和交警指挥手势识别设备。交警位置检测传感器组包括根据预设的交警站立区域设置的位置传感器和/或距离传感器，交警位置检测传感器组与交警区域图像数据提取设备连接。交警位置提示设备包括声音播放器和/或显示器，交警位置提示设备与交警区域图像数据提取设备连接。交警图像传感器组包括图像和/或视频采集设备，交警图像传感器组的设置方式为成像区域包括预设的交警站立区域，交警图像传感器组与预设的交警站立区域之间的距离等于预设无人驾驶车辆的成像距离或等于多个预设无人驾驶车辆的成像距离的平均值，交警图像传感器组与交警区域图像数据提取设备连接。交警区域图像数据提取设备与交警指挥手势识别设备连接，交警指挥手势识别设备上预装人体姿态识别软件。

具体地，交警位置检测传感器组包括位置传感器，用于感应预设的交警站立区域内是否有人体进入并存在。位置传感器可以采用激光对射传感器，沿预设的交警站立区域边线设置，用于检测是否有人体进入预设的交警站立区域。优选地，可以沿预设的交警站立区域边线根据人体高度设置，并形成激光光路闭环，用于检测是否有人体进入且未走出该区域。交警位置检测传感器组也可以包括距离传感器，距离传感器与交警图像传感器组设置在同一位置，根据距离传感器的测量数据判断预设的交警站立区域中是否有人体存在。交警位置检测传感器组中的位置传感器和距离传感器可以单独或者配合使用。

优选地，交警位置检测传感器组还包括红外传感器，用于进一步提高对进入预设的交警站立区域的人体的判别准确度。

交警图像传感器组包括图像和/或视频采集设备，图像和/或视频采集设备的成像区域覆盖包括预设的交警站立区域，交警图像传感器组与预设的交警站立区域之间的距离等于预设无人驾驶车辆的成像距离或等于多个预设无人驾驶车辆的成像距离的平均值。其中，无人驾驶车辆的成像距离是指无人驾驶车辆在识别交警指挥手势识别时，对交警的成像距离的要求。可以针对目前市面上的一种型号的无人驾驶车辆的成像距离，或者多种主流型号的无人驾驶车辆的成像距离的中间值，设置交警图像传感器组的位置。这样交警图像传感器组对预设的交警站立区域进行图像采集时，获取到的交警图像更贴近实际应用场景中无人驾驶车辆需要识别的图像。

系统在使用时，首先由交警位置检测传感器组对预设的交警站立区域进行检测，将检测信号发送至交警区域图像数据提取设备。交警区域图像数据提取设备根据收到的检测信号判断预设的交警站立区域中是否有人体进入，并根据判断结果向交警位置提示设备发送相应的指令。交警位置提示设备包括声音播放器和/或显示器，根据从交警区域图像数据提取设备收到的指令对应发出声音提示或显示提示，提示可包括“系统空闲”、“系统占用”等。当检测到预设的交警站立区域中有人体进入且持续站立时，交警区域图像数据提取设备向交警图像传感器组发送图像采集指令，开始采集预设的交警站立区域的图像数据，并将其发送给交警区域图像数据提取设备。交警区域图像数据提取设备从收到的图像数据中提取交警区域图像数据，具体地，可以根据交警位置检测传感器组的测量数据，和/或使用动态目标检测软件，仅提取包括受考核交警动态信息的图像数据，以减低图像数据传输量和交警指挥手势识别设备的图像处理任务。

交警指挥手势识别设备接收交警区域图像数据提取设备发送的交警区域图像数据，利用人体姿态识别软件对其进行识别，并可以对识别出的交警指挥手势进行评分。评分时，可以采用将识别出的人体姿态数据与预先建立的标准交警指挥手势数据进行比对。例如采用基于深度学习的人体姿态识别软件提取受考核交警的骨架时序信息，将其与标准交警指挥手势的骨架时序信息进行比对，并根据每一个时刻的符合程度计算出一个指挥手势的得分。

上述一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，根据无人驾驶车辆的成像距离参数设置交警图像传感器组，使对交警指挥手势的考核标准与无人驾驶车辆的需求相适应，能够为无人驾驶车辆提供标准化程度更高的识别对象。

其中一个实施例中，交警图像传感器组包括双目相机。双目相机获取的图像相比于采用广角相机等其它图像传感器更有利于提高目标识别的精度。

优选地，双目相机的两个相机的水平夹角为30°，以获得最优的成像效果。

图2给出了本实施例提供的一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统的工作流程。开机后，由交警位置检测传感器组进行交警位置检测并给出相应的交警位置提示信息。当检测到预设的交警站立区域内有人体存在时，使用双目相机进行图像采集，分别获得图像1和图像2。双目相机将图像采集结果发送至交警区域图像数据提取设备中的主控芯片进行处理，基于动态目标检测算法对图像进行交警区域检测，并提取动态目标区域的图像数据。当检测到交警区域图像数据提取设备与交警指挥手势识别设备连接时，将提取到的动态目标区域的图像数据作为交警区域图像，发送至交警指挥手势识别设备进行人体姿态检测以及交警指挥手势识别与评分。交警区域图像还包括图像的采集时间和采集地点信息，为后续考核结果提供相关信息。此外，交警区域图像数据提取设备还包括音频接收器，接收到的音频由交警区域图像数据提取设备中的语音指令识别软件处理，当识别到预设的语音指令时，根据识别到的语音指令向主控芯片发送指令；交警区域图像数据提取设备还包括指令键入设备，如键盘、手写输入设备等，用于输入预设的指令。通过音频接收设备和指令键入设备输入的语音指令和键入指令，均可用于以控制主控芯片进行系统测试、调试等操作，以及用于控制交警图像传感器组进行成像区域、成像焦距调节等操作。

优选地，交警区域图像数据提取设备中的主控芯片可以采用低端的ARM芯片，如树莓派系列、全志系列ARM芯片，采用基于深度学习的轻量化动态目标检测模型提取动态目标区域图像。

优选地，交警指挥手势识别设备中预装的人体姿态识别软件读取收到的交警区域图像，解码以读取图像及其采集时间和采集地点信息，采用基于深度学习的人体骨架提取方法，利用时序判断交警的单帧动作以及交警的动作序列是否规范。根据判断结果对该采集时间和采集地点对应的受考核交警的指挥手势进行评分。

其中一个实施例中，交警图像传感器组包括第一图像传感器和第二图像传感器，第一图像传感器和第二图像传感器的成像中心轴相互垂直。

具体地，交警在指挥交通时通常位于车辆的正前方并且正面朝向车辆，当交警位于十字路口时可能侧面朝向车辆，对交警指挥手势的识别视角通常也是这两个角度。因此本实施例中的交警图像传感器组采用了成像中心轴相互垂直的第一图像传感器和第二图像传感器同时对预设的交警站立区域进行图像采集，能够从两个无人驾驶车辆常用的视角规范交警指挥手势，进一步提高交警指挥手势的规范程度。

其中一个实施例中，交警图像传感器组通过MIPI接口与交警区域图像数据提取设备连接。MIPI接口即移动产业处理器接口(Mobile Industry Processor Interface)，采用差分信号传输，具有高速率、抗干扰等特点。实施例中各设备的连接方式根据具体使用的接口确定。相比于其它连接方式，采用MIPI接口进行图像数据传输，能够支持使用更高分辨率的图像采集设备，提高图像质量；此外，由于MIPI接口日益普及，采用这一接口能够提高系统的灵活性。

其中一个实施例中，交警区域图像数据提取设备包括音频接收器。具体地，音频接收设备用于接收系统操作员的语音指令。语音指令由交警区域图像数据提取设备中的语音指令识别软件识别，并根据识别结果向交警位置提示设备、交警图像传感器组等发送相应的指令，用于控制交警位置提示设备显示发送信息(如提示受考核交警的进入预设的交警站立区域、调整位置、开始考核、结束考核等)，控制交警图像传感器组进行对准方向、焦距调整等操作。

其中一个实施例中，交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组和交警区域图像数据提取设备的数量均为N，其中N≥1。具体地，根据同时进行考核的交警的数量，可以设置多套交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组和交警区域图像数据提取设备，多个交警区域图像数据提取设备连接到同一个交警指挥手势识别设备，可以提高系统的考核效率。

其中一个实施例中，交警区域图像数据提取设备通过网络与交警指挥手势识别设备远程连接，以适应考核场地分散的情况。

优选地，交警指挥手势识别设备基于云服务器实现，以提供更强的计算能力，以及对人体姿态识别结果提供更灵活的分析功能。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种面向无人驾驶车辆的交警指挥手势动态识别考核系统，其特征在于，所述系统包括：

交警位置检测传感器组、交警位置提示设备、交警图像传感器组、交警区域图像数据提取设备和交警指挥手势识别设备；

所述交警位置检测传感器组包括根据预设的交警站立区域设置的位置传感器和/或距离传感器，所述交警位置检测传感器组与所述交警区域图像数据提取设备连接；

所述交警位置提示设备包括声音播放器和/或显示器，所述交警位置提示设备与所述交警区域图像数据提取设备连接；

所述交警图像传感器组包括图像和/或视频采集设备，所述交警图像传感器组的设置方式为成像区域包括所述预设的交警站立区域，所述交警图像传感器组与所述预设的交警站立区域之间的距离等于预设无人驾驶车辆的成像距离或等于多个预设无人驾驶车辆的成像距离的平均值，所述交警图像传感器组与所述交警区域图像数据提取设备连接；

所述交警区域图像数据提取设备与所述交警指挥手势识别设备连接，所述交警指挥手势识别设备上预装人体姿态识别软件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交警图像传感器组包括双目相机。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述交警图像传感器组包括第一图像传感器和第二图像传感器，所述第一图像传感器和第二图像传感器的成像中心轴相互垂直。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述交警图像传感器组通过MIPI接口与所述交警区域图像数据提取设备连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交警区域图像数据提取设备包括音频接收器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交警区域图像数据提取设备通过网络与所述交警指挥手势识别设备远程连接。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交警位置检测传感器组包括红外传感器和/或激光传感器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交警位置检测传感器组、所述交警位置提示设备、所述交警图像传感器组和所述交警区域图像数据提取设备的数量均为N，其中N≥1。

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