沈阳鑫汇交通安全设施制造有限公司高巍明获国家专利权
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龙图腾网获悉沈阳鑫汇交通安全设施制造有限公司申请的专利一种行人过街斑马线交通安全信号及控制系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120260259B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510732271.4,技术领域涉及:G08G1/005;该发明授权一种行人过街斑马线交通安全信号及控制系统是由高巍明;秦旭伟;潘晓东;李昂;赵玉龙;赵海涛;王旭;张振设计研发完成,并于2025-06-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种行人过街斑马线交通安全信号及控制系统在说明书摘要公布了:本发明涉及安全交通技术领域,提出了一种行人过街斑马线交通安全信号及控制系统,包括:数据获取模块,用于获取行人状态,识别特殊人群,并获取车辆类型和车速以及重量数据;行为分析模块,通过数据传输技术与数据获取模块相连,用于预测行人的行为趋向和预测车辆通过情况;数据分析模块,通过数据传输技术与行为分析模块相连,用于通过预测数据分析是否允许行人通过斑马线和预估行人通过斑马线的时长。通过实时捕捉行人行走状态的变化,依据行人在通过斑马线过程中出现意外情况时可能的速度恢复情况(PSRS)和不可能的速度恢复情况(ISRS)等因素,有效避免了行人因信号灯时间设置不合理而滞留在路中,显著提升了行人过街的安全性和流畅性。
本发明授权一种行人过街斑马线交通安全信号及控制系统在权利要求书中公布了:1.一种行人过街斑马线交通安全信号控制系统,其特征在于,包括: 数据获取模块,用于获取行人状态,识别特殊人群,并获取车辆类型和车速以及重量数据; 所述数据获取模块获取多模态行人状态包括以下步骤: S111、以固定频率发生毫米波信号,根据设备设定发射功率,计算反射波强度; S112、利用多普勒效应,根据发射波与反射波的频率差计算行人速度; S113、通过测量发射的信号与接收反射信号的时间延迟,计算行人与雷达之间的距离; S114、基于不同时间点的目标距离和行人速度,所述目标距离即行人与雷达之间的距离,利用卡尔曼滤波算法预测行人下一刻的位置,结合新测量的数据更新位置,描绘出行人运动轨迹; 还包括以下步骤: S121、以固定帧率不间断采集图像,将图像数据按照JPGE格式压缩,通过以太网或WI-FI实时传输至特殊行人识别单元和状态分析单元中; S122、通过飞行时间法,与计算获得的目标距离数据相结合,生成深度图像,并将深度信息以二进制格式传输至特殊行人识别单元和状态分析单元中; S123、采用高斯滤波算法对图像降噪,更新图像中的每个新像素值,并运用直方图均衡化增强图像对比度; S124、通过卷积池化操作通过在输入特征图上滑动卷积核进行点乘累加计算,输出特征图中坐标位置的元素; S125、经过多轮卷积池化后,将最后一层池化层输出的特征图进行展平操作,把多维的特征图转化为一维向量; S126、将提取的特征向量输入值分类器中,计算属于不同行人类型,类型包括但不限于普通行人、盲人、坐轮椅者、拄拐棍者以及步行状态异常者; 还包括以下步骤: S131、通过在斑马线预设感应区域内车道下5-10厘米深度埋设的多个地磁传感器检测车辆经过时产生的电压信号,记录上升沿和下降沿时间,根据车辆经过相邻地磁传感器之间的时间差和相邻地磁传感器之间的预设长度,计算车辆速度; S132、根据感应信号持续时间和速度估算车辆长度,并采集车辆图像信息,并采用与行人特征提取方式相同的特征提取方法对检测到的车辆图像进行特征提取与比对,识别具体车型; S133、根据相邻地磁传感器之间设置的称重传感器获取车辆经过时的电压信号,并通过校准方法对车辆重量进行计算; 行为分析模块,通过数据传输技术与数据获取模块相连,用于预测行人的行为趋向和预测车辆通过情况; 数据分析模块,通过数据传输技术与行为分析模块相连,用于通过预测数据分析是否允许行人通过斑马线和预估行人通过斑马线的时长,包括以下步骤: S31、比较车辆实际距离斑马线距离与计算出的刹车距离,判断行人通过斑马线是否安全; S32、当判断车流中的首辆车辆在添加余量时间和黄灯时间作为反应时间仍能够在斑马线前停车时,计算车辆停止位置; S33、根据行人队伍人数,除第一行人以外,在后面每个行人与前一个行人保持安全间隔,计算出所有类型人通过斑马线的所需时间; S34、为第个人通过斑马线所需的时间添加再一个余量时间,计算斑马线绿灯时间; 预警触发模块,通过数据传输技术与数据分析模块相连,用于在判断不允许行人通过时触发预警信号,并计算车辆绿灯倒计时和行人红灯倒计时,包括以下步骤: S41、计算当前车流中能够在斑马线前端安全停止的车辆,根据运动学公式计算出车流中能够安全停止时速为0的车辆; S42、在制动时间上添加安全余量时间,确保车辆有足够的时间做出反应并安全停车; S43、根据车道绿灯剩余时长,计算出斑马线红灯时长; 动态更新模块,通过数据传输技术与数据分析模块相连,用于行人在通过斑马线时实时更新行人预测通过时间和通过情况,包括以下步骤: S51、通过部署在斑马线上的压力传感器实时感应压力变化,记录行人脚步落点和移动信息,结合图像采集计算斑马线上行人的速度变化; S52、当行人速度变化或通过图像分析行人姿态出现明显失衡、停顿不符合正常模型的情况,以及压力传感器数据显示脚步移动混乱,判定为行走状态异常; S53、计算行人到终点的剩余距离,并计算行人通过剩余斑马线距离的时间,更新斑马线绿灯时长和车道红灯时长; 信号控制模块,通过数据传输技术与数据分析模块和预警触发模块相连,用于控制信号灯的显示和触发预警信息后向行人发出声光报警以及实时更新信号灯的显示情况; 所述步骤S32中,计算车辆停止位置的公式为:,式中,为当前车流中首辆车辆的末速度,即,为当下速度,为加速度,为时间,时,车道红灯亮起,式中,为车流中首辆车辆制动所需的时间,为一个余量时间,且最小取值为,为车道黄灯时长,取值范围,所述步骤S33中,计算出所有类型人通过斑马线的所需时间的公式为:,式中,为第个人通过斑马线所需的时间,为行人队伍的总长,为斑马线的长度,为行人队伍中通过斑马线最慢一个人的平均速度,为行人之间的安全间隔距离,所述步骤S34中,计算斑马线绿灯时间的公式为:,式中,为斑马线绿灯时间,为车流中首辆车辆制动所需的时间,为再一个余量时间,且最小取值为,同时添加一个斑马线黄灯时间,求出车道红灯时间,公式为,式中,为车道红灯剩余时间,为斑马线黄灯时间,取值范围; 所述步骤S51中,计算行人的速度变化的公式为:,式中,和分别为相邻时刻行人的行走速度,为行人行走的速度变化值,为时间间隔,所述步骤S52中,行人速度变化对比的公式为:、式中,和分别为行人当前在斑马线上的平均速度和加速度,、、以及分别为设定的行人在斑马线上的最小、最大平均速度和加速度,所述步骤S53中,计算行人到终点的剩余距离的公式为:,式中,为行人到终点的剩余距离,为斑马线总长度,为行人已经行走的距离,计算行人通过剩余斑马线距离的时间的公式为:,式中,为预测行人通过剩余斑马线距离的时间,为恢复系数,为行人可能的加速度恢复情况,为行人不可能的加速度恢复情况,更新斑马线绿灯时长和车道红灯时长的公式为:,式中,为更新后的斑马线绿灯时长,为斑马线绿灯已亮时长,为更新后的车道红灯时长,为车道红灯已亮的时长。
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