CN219246203U - 一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，它解决了车辆行驶过程中，行人过斑马线等问题，其包括一体化弱势交通参与者设备和主路警示牌，一体化弱势交通参与者设备具有斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备，斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备与智能控制系统设备相连；主路警示牌具有智能路侧终端以及与智能路侧终端相连的主路控制器；智能控制系统设备以及主路控制器通过通信单元与智能车载单元以及声光警示单元连接。本实用新型具有预警效果好、有效降低交通事故等优点。

Description

一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置

技术领域

本实用新型属于道路预警技术领域，具体涉及一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置。

背景技术

目前，随着我国机动车保有量的迅速增长，城市道路车流量也急剧上升，使得交通问题日益突显。城市交通中，在昏暗环境或者没有红绿灯的路口下，行人斑马线并不能够保证过街行人的绝对安全。尤其在城市的各大交通主要干道上，通行车辆流量较高，如遇弯道亦容易被道路两侧的绿化带遮挡部分运行车辆的侧方视线。当车辆行驶在设计速度较高路段，司机如没有进行提前降速，而在距离斑马线较近的范围内急刹车礼让行人时，或者遇到不按行人过街信号灯通行的行人突然从斑马线窜出等情况，亦会造成行驶驾驶员来不及反映导致紧急刹车，从而导致后续车辆连环追尾的交通事故，以上现象已屡见不鲜。尽管国内大部分城市对道路行车驾驶员提出遇斑马线降速礼让行人的交通管理措施，但在实施中，由于司机、行人个体之间的差异，并不能从根本上杜绝以上现象。

为了解决现有技术存在的不足，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种智慧行人过街预警一体化立柱[202010849287.0]，其包括底座，底座的顶部固定安装有支撑杆，底座的内部固定安装有电机，支撑杆的内部活动安装有活动座，电机的输出轴固定安装有贯穿活动座的螺纹杆，支撑杆的内部活动安装有数量为两个且分别位于活动座左右两侧的活动块，活动块的前后两侧均固定安装有转轴，活动块远离活动座的一侧固定安装有栏杆，支撑杆的左右两侧均固定安装有位于栏杆底部的垫块。

上述方案在一定程度上解决了行人过街预警的问题，但是该方案依然存在着诸多不足，例如未解决行人过斑马线过程中，对来往行人缺乏有效识别和预警等问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种可准确识别过街行人，有效解决行人预警问题的基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，包括一体化弱势交通参与者设备和主路警示牌，一体化弱势交通参与者设备具有斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备以及声光警示单元，斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备与智能控制系统设备相连；主路警示牌具有智能路侧终端以及与智能路侧终端相连的主路控制器；智能控制系统设备以及主路控制器通过通信单元与智能车载单元以及声光警示单元连接。通过一体化弱势交通参与者设备及时获取斑马线行人信息，配合智能路侧终端实现对网联车辆以及斑马线行人或非机动车的冲突预警服务，对于普通车辆和网联车辆由主路警示牌提供预警信息，从有效提高无信号控制的道路交叉口行人或非机动车过街通信安全。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，一体化弱势交通参与者设备呈对角布置在斑马线的两端，斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备分别安装在一体化弱势交通参与者设备上端。一体化弱势交通参与者设备呈对角布置，斑马线高清视频设备以及激光雷达感知设备的范围可以覆盖斑马线的全部区域，有效降低检测盲区。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，斑马线高清视频设备设置在一体化弱势交通参与者设备的上部，激光雷达感知设备布置在斑马线高清视频设备下方，智能控制系统设备设置在一体化弱势交通参与者设备的内部。斑马线高清视频设备与激光雷达感知设备配合，提高目标检测精度。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，声光警示单元包括安装在一体化弱势交通参与者设备上的斑马线行人显示屏以及正面LED灯，一体化弱势交通参与者设备上还安装有声光柱以及侧面LED灯；主路警示牌上安装有主路显示屏。声光警示单元分别在一体化弱势交通参与者设备以及主路警示牌上为车辆以及行人提供声光预警信息，方便车辆以及行人直观地了解道路状况。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，斑马线行人显示屏设置在一体化弱势交通参与者设备的正面且位于激光雷达感知设备下方，正面LED灯设置在斑马线行人显示屏下方。斑马线行人显示屏为提供指示并由正面LED灯指挥行人通行。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，声光柱设置在一体化弱势交通参与者设备的正面且位于智能控制系统设备下方，侧面LED灯设置在一体化弱势交通参与者设备的侧部。声光柱可及时发送警报信号，提醒行人注意来往车辆，侧面LED灯可向普通车辆发送预警信息。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，主路显示屏安装在主路显示牌的上端，智能路侧终端设置在主路显示屏的侧部，主路控制器设置在主路显示屏的侧部且位于智能路侧终端的下方。主路显示屏为来往普通车辆提供预警信息，同时也可以作为城市信息发布窗口，满足多种需求。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，激光雷达感知设备外侧覆盖有防护壳。由于激光雷达感知设备位于较低位置，外部的防护壳起到较好的防护作用，减少外部干扰。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，通信单元采用5G和/或V2X通信。5G通信与V2X通信相结合，实现车、路、人和云端平台的智能协同。

在上述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置中，智能路侧终端配备有边缘多源融合计算终端。边缘多源融合计算终端满足数据采集以及信息融合需求，与智能路侧终端结合实现对外车路协同服务。

与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：实时感知斑马线区域的行人或非机动车情况，针对网联车辆以及普通车辆及时提供行人信息，提高了道路过街通行安全性；通过通信单元实现与云端平台的交互，实现车路协同功能；对斑马线行人通行情况和路网装置设备状态实现综合监管，方便进行交通规划管理。

附图说明

图1是本实用新型的布置示意图；

图2是本实用新型的实施例的原理图；

图3是本实用新型的一体化弱势交通参与者设备的结构示意图；

图4是本实用新型的主路警示牌的结构示意图；

图5是本实用新型的一体化弱势交通参与者设备的内部结构图；

图6是本实用新型的结构框图；

图中，一体化弱势交通参与者设备1、斑马线高清视频设备11、激光雷达感知设备12、智能控制系统设备13、主路警示牌2、智能路侧终端21、主路控制器22、通信单元23、智能车载单元24、声光警示单元3、斑马线行人显示屏31、正面LED灯32、声光柱33、侧面LED灯34、主路显示屏35、边缘多源融合计算终端4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1以及图6所示，一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，包括一体化弱势交通参与者设备1和主路警示牌2，一体化弱势交通参与者设备1具有斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12，通过在斑马线两侧区域布置斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12实现斑马线过街行人的检测。斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12与智能控制系统设备13相连；主路警示牌2具有智能路侧终端21以及与智能路侧终端21相连的主路控制器22；智能控制系统设备13以及主路控制器22通过通信单元23与智能车载单元24以及声光警示单元3连接。依靠声光警示单元3实现行人和车辆驾驶员的实时提醒，从而有效降低城市道路斑马线以及无信号控制岔路口的交通事故率。

具体地，从图1可以看到一体化弱势交通参与者设备1呈对角布置在斑马线的两端，斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12分别安装在一体化弱势交通参与者设备1上端。斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12采用互补的方式实现斑马线区域感知全覆盖，其中斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12通常为固定在一体化弱势交通参与者设备1上端的摄像头，激光雷达感知设备12也可采用微波雷达检测设备。

由于激光雷达感知设备12在近距离区域有检测盲区，所以安装时需要一定的后退距离，而安装现场条件一般不允许有太大的后退距离，所以必然需要将激光雷达感知设备12安装高度降低，而降低后的激光雷达感知设备12，必然会被偷盗或损坏。另一方面，即使把激光雷达感知设备12的安装位置降低，雷达或多或少仍然也会有一些盲区。针对上述存在的问题，作为本实用新型的一个可选实施方式，将激光雷达感知设备12设置在一体化弱势交通参与者设备1的预设高度上。将激光雷达感知设备12安装在斑马线高清视频设备11的下方，并采用在斑马线对角线布设两个一体化杆件的方式，来弥补雷达的检测盲区，同时对整套系统结构进行了一体化单独设计。

如图3所示，斑马线高清视频设备11采用视屏相机且设置在一体化弱势交通参与者设备1的上部。激光雷达感知设备12采用三角测距激光雷达或者TOF激光雷达，其布置在斑马线高清视频设备11下方且下方设置有风扇进行散热。智能控制系统设备13设置在一体化弱势交通参与者设备1的内部。所搭配的智能路侧终端21即RSU主要功能是采集当前的道路状况、交通状况等信息，通过通讯网络，与路侧感知设备、交通信号灯、电子标牌等终端通信，实现车路互联互通、交通信号实时交互等功能，辅助驾驶员进行驾驶，保障整个交通领域的人员及车辆安全。常用的智能路侧终端21通过C-V2X通讯方式将感知信息对外广播。

智能车载单元24即OBU且广泛运用于车辆ETC中，是车路协同车载设备，支持与网联车辆或自动驾驶车辆CAN数据对接，支持路侧车路协同信息接收；支持各类车路协同应用；包括车路协同场景弱势交叉口预警、闯红灯预警/车速引导、交叉口冲突预警等以及车车场景紧急制动预警、特殊车辆提醒、换道预警等。

从图3可以看到，声光警示单元3包括安装在一体化弱势交通参与者设备1上的斑马线行人显示屏31以及正面LED灯32，一体化弱势交通参与者设备1上还安装有声光柱33以及侧面LED灯34；如图4所示，主路警示牌2上安装有主路显示屏35；斑马线行人显示屏31设置在一体化弱势交通参与者设备1的正面且位于激光雷达感知设备12下方，正面LED灯32设置在斑马线行人显示屏31下方。

除此之外，从图5可以开看到，声光柱33设置在一体化弱势交通参与者设备1的正面且位于智能控制系统设备13下方，侧面LED灯34设置在一体化弱势交通参与者设备1的侧部；主路显示屏35安装在主路显示牌的上端，智能路侧终端21设置在主路显示屏35的侧部，主路控制器22设置在主路显示屏35的侧部且位于智能路侧终端21的下方。正面LED灯32和侧面LED灯34都采用灯带结构，一体化弱势交通参与者设备1内部设置有喇叭，智能控制系统设备13以及主路控制器22通过与光纤连接。一体化弱势交通参与者设备1内还设置有与光纤盒连接的交换机，各灯带与灯带控制板连接。由12V或24V的供电模块为内部元件进行供电。

如图2所示，根据斑马线经纬度标定信息B0和B1，可计算得到斑马线与车道的夹角α，之后根据车辆经纬和斑马线中心点位置计算DB1方向的偏北角γ，与航向角的差值|β-γ|，计算距离Dist_DB1,Dist_AB1。航向角有车辆相对于斑马线中心点偏北角差值θ，计算距离Dist_CA。最后计算安全预警距离：

参考GB/T 33577，我国驾驶员的平均反应时间T为0.3s-2s之间，驾驶员制动平均减速度a_s为3.6m/s²-7.9m/s²。参考GB7258-2012，制动协调时间t₁取值为0.35s-0.6s之间，减速度增长时间t₂为0.2s，静止时安全距离d₀为3m，V_veh为车辆车速。

当斑马线出现行人时，智能车载单元24收到行人信息，将触发斑马线预警功能，提醒车辆前方斑马线有行人，并向驾驶员发出行人预警。

可见地，激光雷达感知设备12外侧覆盖有防护壳避免被偷盗或者破坏。

很明显，通信单元23采用5G和/或V2X通信。具体使用时，利用斑马线高清视频设备11和激光雷达感知设备12相融合的目标检测技术，来判断行人越线，并跟踪行人通过斑马线的过程，基于融合检测，实现更精细化的控制；同时利用激光雷达感知设备12检测斑马线上是否有人。当有人、非机动车进入雷达探测区域，或被激光检测到后，智能控制系统设备13将根据激光和雷达提供的目标信息，如方向、位置、速度、航向角等参数，进行目标特性分析，制定声光的控制策略，进行语音劝导信息发布，并控制主路显示屏提醒，警示主路上的车辆礼让行人，如果光线条件差，还会高亮显示屏信息，并通过V2X无线通信方式，点亮主路上的主路警示牌2。语音广播的内容，取决于主路上的智能车载单元24是否检测到车辆，来实现精细化语音劝导控制。

优选地，智能路侧终端21配备有边缘多源融合计算终端4。边缘多源融合计算终端4简称MEC，针对车路协同弱势交通参与者检测，服务于车路协同或自动驾驶高精度数据采集需求。其具备激光雷达与视频实时融合感知能力，可输出高精度目标识别信息；设备支持路侧激光雷达与低时延视频融合，具备行人、非机动车识别能力；能够识别输出行人位置、速度及航向角；通过智能路侧终端21感知数据，并通过智能路侧终端21对外车路协同服务。

本实施例的原理在于：斑马线高清视频设备11以及激光雷达感知设备12采集的数据，经过边缘多源融合计算终端4实现多传感融合精确感知斑马线区域的行人、非机动车位置、速度、航向角等参数，驱动声光警示单元3为普通车辆提供斑马线区域有行人提醒；边缘多源融合计算终端4将感知的精准行人或非机动车数据发送至智能路侧终端21，当装有智能车载单元24的车辆靠近时，接收到智能路侧终端21通过通信单元23发送的信息，并对驾驶员做出预警提醒。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了一体化弱势交通参与者设备1、斑马线高清视频设备11、激光雷达感知设备12、智能控制系统设备13、主路警示牌2、智能路侧终端21、主路控制器22、通信单元23、智能车载单元24、声光警示单元3、斑马线行人显示屏31、正面LED灯32、声光柱33、侧面LED灯34、主路显示屏35、边缘多源融合计算终端4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，包括一体化弱势交通参与者设备(1)和主路警示牌(2)，所述的一体化弱势交通参与者设备(1)具有斑马线高清视频设备(11)以及激光雷达感知设备(12)，所述的斑马线高清视频设备(11)以及激光雷达感知设备(12)与智能控制系统设备(13)相连；所述的主路警示牌(2)具有智能路侧终端(21)以及与智能路侧终端(21)相连的主路控制器(22)；所述的智能控制系统设备(13)以及主路控制器(22)通过通信单元(23)与智能车载单元(24)以及声光警示单元(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的一体化弱势交通参与者设备(1)呈对角布置在斑马线的两端，所述的斑马线高清视频设备(11)以及激光雷达感知设备(12)分别安装在一体化弱势交通参与者设备(1)上端。

3.根据权利要求2所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的斑马线高清视频设备(11)设置在一体化弱势交通参与者设备(1)的上部，所述的激光雷达感知设备(12)布置在斑马线高清视频设备(11)下方，所述的智能控制系统设备(13)设置在一体化弱势交通参与者设备(1)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的声光警示单元(3)包括安装在一体化弱势交通参与者设备(1)上的斑马线行人显示屏(31)以及正面LED灯(32)，所述的一体化弱势交通参与者设备(1)上还安装有声光柱(33)以及侧面LED灯(34)；所述的主路警示牌(2)上安装有主路显示屏(35)。

5.根据权利要求4所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的斑马线行人显示屏(31)设置在一体化弱势交通参与者设备(1)的正面且位于激光雷达感知设备(12)下方，所述的正面LED灯(32)设置在斑马线行人显示屏(31)下方。

6.根据权利要求5所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的声光柱(33)设置在一体化弱势交通参与者设备(1)的正面且位于智能控制系统设备(13)下方，所述的侧面LED灯(34)设置在一体化弱势交通参与者设备(1)的侧部。

7.根据权利要求6所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的主路显示屏(35)安装在主路显示牌的上端，所述的智能路侧终端(21)设置在主路显示屏(35)的侧部，所述的主路控制器(22)设置在主路显示屏(35)的侧部且位于智能路侧终端(21)的下方。

8.根据权利要求1所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的激光雷达感知设备(12)外侧覆盖有防护壳。

9.根据权利要求1所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的通信单元(23)采用5G和/或V2X通信。

10.根据权利要求1所述的一种基于多源异构传感器的行人过街安全预警装置，其特征在于，所述的智能路侧终端(21)配备有边缘多源融合计算终端(4)。

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