[发明专利]城市交通违章智能预警系统及其方法

说明书

本发明公开了一种城市交通违章智能预警系统及其方法。三维激光扫描设备安装在机动车道以及人行道的红绿灯框架上，用于采集对象的点云数据，并且同步将数据传送到点云数据输入控制器，点云数据输入控制器将数据传输至违章规则判定处理器进行处理，违章规则判定处理器依据预设的违章判定规则进行计算，只有当判定出现了违章事件时才将结果反馈回点云数据输入控制器，点云数据输入控制器随即将结果分别输送至数据中心和预警信号输出控制器，预警信号输出控制器根据红绿灯规则输出预警信号，进行违章信息的警示和提醒。本发明可以对违反交通法规的机动车和行人进行提前预判，实现对潜在交通事故的判定和对其他车辆的警示。

技术领域

本发明属于智能交通领域，涉及城市道路检测与预警技术，具体涉及三维激光扫描设备与红绿灯相结合的控制技术、基于三维点云数据的违章判定算法以及路况智能预测的策略。

背景技术

在城市交通十字路口，时常会出现不遵守交通法规的违章汽车和行人。虽然依法可以对其进行相应的惩罚，然而当发生交通事故时，那些遵守交通法规的人和车往往不幸地成为受害者，遭受身体、财物和时间等各种损失。如何尽可能减少因交通事故造成的人、财损失，尤其是让那些遵守交通法规的车辆和行人避免遭受伤害，使得道路智能预警系统变得越发重要。

目前与道路交通相关的专利技术主要体现在两个方面：城市智能交通和独立车辆预警。

道路智能引导类的方案大都通过智能交通设备、信号控制设备和系统集成平台三个组成部分实现，如中国专利CN106157640A。其主要原理是通过信号控制设备将采集到的智能交通设备(图片、视频、雷达等采集设备)的实时信号传输到系统集成平台或直接大屏幕显示，并依据这些信息进行决策或对智能交通设备进行控制。然而在这类道路智能系统中，智能交通设备所收集的数据大都是图片、视频和简单车辆信息，只能获取交通拥堵等道路宏观信息以及每个设备上局部范围内的图片和视频信息，并通过对现有的交通路况信息进行收集与汇总的方式检测出交通事故并进行应急处理，但无法对其进行事前的实时判断，因此不能起到预警的作用。

独立车辆预警安装在每辆机动车上，通过对不同视角的同一目标拍摄其图像序列，基于视差原理获取目标的距离信息并进行三维重建，以确定目标的运动轨迹，并根据目标的运动轨迹和参考车的运动轨迹生成预警信息，如中国专利CN104200689A。该系统可以实现前车防撞预警、车道偏离提醒、行人监测等功能。该类预警系统基于信号的实时处理与预警算法，可以对单个独立车辆进行有效的预警，然而也存在着诸多缺陷。首先，这类的预警系统仅仅出于对行驶车辆的保护，而非机动车则无法使用该系统；其次，对于外来的违章车辆，可以为前车防撞提供预警，但无法对来自车身侧面的被动撞击进行预警；最后，该系统仅能对单个独立车辆进行保护而缺乏路况总体的预警，尤其是当装有该预警系统的车辆自身出现违章时，不能对其他对象进行有效预警。

总体而言，目前现有的相关道路预警一方面大都还停留在事故发生时的实时监测以及快速应急处理，这类预警系统不能对事故的发生作提前判断，更无法对即将发生的事故进行实时动态的跟踪；另一方面，能够进行事前预警的系统也仅仅是安装在单台独立形式的机动车上，这类预警系统无法获得整个交通路口的路况信息，对于决策部门的信息汇总和数据收集意义不大。此外，现有的预警系统也没有考虑非机动车和行人在遭受违章机动车伤害之前必要的提醒和预警。

发明内容