包括安装在诸如桥梁或建筑物之类的固定基础设施上的至少两个不同的传感器的用于交通监控的系统

摘要

一种基于基础设施的告警系统（10），其中所述系统用作智能交叉路口或智能道路的部分，并且被用于检测各种物体（诸如易受伤道路用户（VRU）和车辆）。所述系统包括相机（22A）和雷达（22B）这两者，其操作基于相机或雷达中的哪一个受当前条件影响最少而被优化。该优化包括：使用附接到待优化的检测设备（诸如相机）的视场中的基础设施的标记（30）。如果相机准确地并且一致地检测标记，则用比使用雷达的物体的检测更大的显著性对物体的相机检测进行加权。在另一方面的情况下，如果相机因为环境条件所以不能够准确地检测标记，则那么将最大量的置信度置于雷达检测。

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种用于使用各种类型的检测设备检测物体的系统，其基于检测设备之一的操作是否受损害而被优化。系统能够集成到本地基础设施中，并且能够检测可能对其它驾驶者不容易看到的车辆和行人。

背景技术

有信号和无信号的交叉路口以及针对行人的人行横道呈现其中事故可能发生（诸如车辆撞击易受伤道路用户（诸如行人））的最危险区域之一。此外，行人也因手机、平板计算机、广告牌、其它行人等而分心，这可能限制行人充分意识到源自可能正不安全地驾驶的车辆的任何危险的能力。

用于防止各种交叉路口处的事故的解决方案之一是实现被用于识别各种行人和车辆的位置和方向的传感器和其它类型的检测设备。

这些检测设备的功能可能在各种条件下是受限制的。检测设备的一个示例是相机，并且相机的功能可能受环境条件（诸如雪、雨、雾、太阳的角度等，它们全部可能阻碍或以其它方式损害相机的有效性）影响。反之，雷达不受上述条件影响，但是当条件是更理想的时与相机相比在检测或分类单独物体方面不尽准确。

相应地，存在对于用于检测交叉路口处的物体的系统的需要，其中系统具有多于一种类型的检测设备，并且其操作基于环境条件而受优化。

发明内容

本发明是一种用于使用各种类型的检测设备检测物体的系统，其中系统用作智能交叉路口或智能道路的部分，并且被用于检测各种物体（诸如易受伤道路用户（VRU）和车辆）。系统包括相机和雷达这两者，其操作基于当前条件而受优化。基础设施安装式相机和雷达具有在板载车辆传感器之前很久就检测十字路口交通的能力。这种智能基础设施能够检测每个VRU和各种逼近车辆，并且将每个车辆的位置、速度、航向等作为基本安全消息（BSM）通过专用短距离通信（DSRC）或LTE广播到其它车辆或VRU。车辆从基础设施接收BSM，并且向驾驶者提供驶离进入人行横道和道路是不安全的HMI告警。替代地，每个VRU可以（例如在他们的移动设备上）接收归因于逼近车辆导致穿越交叉路口是不安全的告警。

当在不同条件下检测VRU时，相机和雷达可能执行得更好或更差。当用作智能交叉口的部分时，根据本发明，相机和雷达的组合被用于检测VRU，并且检测基于相机或雷达中哪一个受当前条件影响最少而被优化。在相机的观看区域不受雪、冰、雨等遮挡的条件下，当与雷达相比时，相机更准确地检测物体。然而，如果条件对于相机检测是不利的（即，如果相机的视野受可能包括雪、雨、雾或太阳的条件遮挡或影响），则相机检测严重地受限制，而雷达检测是更准确的，因为雷达不受这些条件影响。

检测设备性能的这种优化包括使用放置在地平面或接近地平面并且附接到待优化的检测设备（诸如相机）的视场中的基础设施的标记。如果相机准确地并且一致地（即，以大的置信度）检测标记，则用比使用雷达的物体的检测更大的显著性对物体（诸如VRU和车辆）的相机检测进行加权（即，以更大的置信度进行处理）。另一方面，如果相机因环境条件而不能够准确地或一致地检测标记，则最大量的置信度置于VRU的雷达检测，因为雷达检测不受这些条件影响。这样确保智能交叉路口系统提供尽可能准确的VRU和车辆的检测，而无论环境条件如何。

在一个实施例中，本发明的系统包括安装并且使用作为智能交叉口的部分的相机和雷达。相机检测连接到其它基础设施的位于地平面处的特殊标记。例如，交叉路口可以包括一个或多个不同柱杆（每个柱杆具有安装在柱杆的顶部附近的相机）和位于地平面处或附近的标记。如果第一柱杆上的相机能够检测标记、其它柱杆之一，则使用由相机获得的信息。如果相机不能够检测其它柱杆之一上的标记，则并非肯定相机正以期望的准度等级检测每个VRU，因此另外使用由雷达获得的信息。

在一个实施例中，本发明是一种基于基础设施的告警系统，其包括第一检测设备、第二检测设备和检测区域。第一检测设备和第二检测设备这两者可操作用于检测所述检测区域中的多个物体中的每一个的位置、速度和方向中的至少一个。至少一个标记位于检测区域内，并且第一检测设备可操作用于检测标记。本发明的基于基础设施的告警系统进一步包括优化功能，并且优化功能包括：当第一检测设备不能够检测至少一个标记时，使用或更重地加权由第二检测设备获得的信息。

在一个实施例中，标记位于地平面处，并且第一检测设备使用标记而被校准。

在实施例中，第一通信设备与第一检测设备和第二检测设备进行电通信。当第一检测设备能够检测标记时，第一通信设备使用来自第一检测设备的信息，而当第一检测设备不能够检测标记时，第一通信设备使用来自第二检测设备的信息。

在实施例中，本发明包括告警设备，其与第一通信设备进行电通信。当第一检测设备能够检测标记时，第一通信设备能够基于从第一检测设备接收的信息命令告警设备生成告警信号。当第一检测设备不能够检测标记时，第一通信设备还能够基于从第二检测设备接收的信息命令告警设备生成告警信号。

检测区域中的物体之一可以是车辆，并且当存在与检测区域中的物体中的另一个的碰撞的危险时，告警设备生成告警信号并且将告警信号引导至至少一个车辆。

检测区域中的物体之一可以是至少一个易受伤道路用户，其中当存在与检测区域中的物体中的另一个的碰撞的危险时，告警设备生成告警信号并且将告警信号引导至易受伤道路用户。

在实施例中，第一检测设备是相机，并且第二检测设备是雷达。

在实施例中，第一检测设备和第二检测设备连接到至少一个基础设施组件，其中基础设施组件是从由建筑物、桥梁、停车结构和支承结构组成的群组选择的组件。

从下文提供的具体实施方式中，本发明的其它应用领域将变得显而易见。应理解，具体实施方式和具体示例虽然指示本发明的优选实施例，但是仅旨在用于说明的目的，而非旨在限制本发明的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图中，本发明将变为更充分理解的，其中。

图1是根据本发明的实施例的优化的基于基础设施的告警系统的第一示例的示图。

图2是根据本发明的实施例的优化的基于基础设施的告警系统的第二示例的示图；以及。

图3是根据本发明的实施例的集成到单个组件中的优化的基于基础设施的告警系统的若干部分的透视图。

具体实施方式

优选实施例的以下描述本质上仅是示例性的，而绝非旨在限制本发明、其应用或用途。

本发明是一种用于使用各种类型的检测设备检测物体的系统，其中检测设备的操作受优化。系统用作智能交叉路口或智能道路的部分，并且用于向潜在碰撞的各种易受伤道路用户（VRU）和车辆提供告警。根据本发明的优化的基于基础设施的告警系统的第一示例的示图在图1中被一般地示出于10处。还存若干VRU（在示图中被一般地示出于12处），其在交叉路口（被一般地示出于14处）附近行进。更具体而言，存在两个易受伤道路用户12A、12B，其尝试在人行横道（被一般地示出于16处）处穿越交叉路口14。第一车辆18A停止在人行横道14附近，并且第二车辆18B在垂直于VRU 12A、12B中的每一个的行进的方向的方向上正朝向交叉路口16移动。

告警系统10包括某种类型的基础设施组件，其在该实施例中是柱杆（被一般地示出于20处），并且连接到柱杆20的是第一检测设备22A、第二检测设备22B、至少一个通信设备24和至少一个告警设备26。虽然在该实施例中，基础设施组件是柱杆20，但是处于本发明的范围内的是，告警系统10可以包括任何其它类型的基础设施组件（诸如建筑物、桥梁、停车结构、支承结构等）。在该实施例中，检测设备22A、22B、通信设备24和告警设备26集成到连接到柱杆20的单个组件（被一般地示出于28处）中，但是处于本发明的范围内的是，检测设备22A、22B、通信设备24和告警设备26可以是不同位置中的分离组件。该实施例中的检测设备22A、22B能够检测所述检测区域（被一般地示出于22C处）中的物体。在一个实施例中，第一检测设备22A是相机，而第二检测设备22B是雷达。相机22A和雷达22B这两者能够检测所述检测区域22C中的物体。也位于检测区域22C中的是标记30，标记30嵌入在人行横道16附近的混凝土的区域中，以使得标记30位于地平面处。在一个实施例中，标记30是具有棋盘图案的板标记。然而，处于本发明的范围内的是，标记30可以是具有独特设计并且在交叉路口的其它地方看不到的任何类型的标记。标记的其它实施例可以包括但是不限于一系列黑色和白色线条、一种类型的条码或标志。

在图1所示的示例中，第一车辆18A正阻碍穿越交叉路口14的每个VRU 12A、12B的视野，使得每个VRU 12A、12B不能够看见逼近交叉路口14的第二车辆18B。如果每个VRU12A、12B并未意识到第二车辆18B的行进的路径而继续行走通过交叉路口14，则第二车辆18B可能与VRU 12A、12B之一碰撞并且将其严重地伤害或杀死。然而，本发明的系统10包括相机22A和雷达22B，它们中的每一个能够向通信设备24发送提供检测区域22A中的任何物体（VRU或车辆）的位置、速度和方向的指示的信号。

在图1中，检测相机22A和雷达22B能够检测每个车辆18A、18B的位置还有速度和方向以及每个VRU 12A、12B的位置、速度和方向。如果在由相机22A和雷达22B检测的检测区域22C中第二车辆18B与VRU 12A、12B之一之间存在碰撞的潜在风险，则向通信设备24发送信号，以使得通信设备图24向告警设备26发送信号，以向每个VRU 12A、12B警示存在与车辆18B的碰撞的潜在危险。告警设备26然后发送出告警警示，其示例是可听声音（被一般地指示于28处），向每个VRU 12A、12B指示当进入人行横道16时存在潜在危险。这样允许每个VRU12A、12B采取措施，以避免在进入人行横道16是安全的之前进入人行横道16。

本发明的优化的基于基础设施的告警系统10可以用于位于任何地方的交叉路口。一些交叉路口位于其中气候和环境条件取决于一年中的时间而变化的区域中。例如，一些交叉路口可能位于其中恶劣天气可能发生的区域中，并且系统10暴露于雨、雪、冰、雾或太阳，使得相机22A的有效性可能受限制，而雷达22B仍然能够检测所述检测区域22C中的物体，因为雷达22B不受这些条件影响。

本发明的系统10包括优化功能。为了优化系统10的操作，优化功能包括：确定最好使用从相机22A获得的信息还是从雷达22B获得的信息。通过使用标记30并且确定相机22A是否能够检测标记30来实现这一点。如果相机22A能够检测标记30，则从相机22A获得的（关于每个车辆18A、18B的位置、速度和方向以及每个VRU 12的位置、速度和方向的）信息被用于确定是否需要告警警示。然而，如果相机22A归因于对不利条件（诸如雨、雪、冰、雾、太阳等）的暴露而不能够检测标记30，则从雷达22B获得的（关于每个车辆18A、18B的位置、速度和方向以及每个VRU 12的位置、速度和方向的）信息被用于确定是否需要告警警示。

本发明的另一实施例示出于图2中，其中相同标号指代相同要素。然而，在该实施例中，交叉路口14包括附加柱杆20A、20B、20C和附加标记30A、30B、30C，并且每个柱杆20、20A、20B、20C包括具有相机22A、雷达22B、通信设备24和告警设备26的对应组件28。在该实施例中，针对每个相机22A是否能够检测标记30、30A、30B、30C中的一个或多个进行确定。例如，如果安装到柱杆20的组件28的相机22A不能够检测一个或多个标记30、30A、30B、30C，则使用从雷达22B获得的信息。对于安装到对应柱杆20A、20B、20C的作为组件20的部分的每个相机22A重复该过程，使得可以获得关于每个车辆18A、18B和VRU 12的最准确信息。

为了使相机22A被用于提供信息，相机22A必须能够检测标记30、30A、30B、30C中的至少一个。在当相机22A（诸如源于对雪和冰的暴露）受遮挡时的条件期间，可能存在雪或冰可能仅遮挡相机22A的部分视野的情形，使得相机22A可能仅能够检测标记30、30A、30B、30C之一，并且因此可能不能够检测所述检测区域22C中的所有物体。当该情况发生时，相机22A不可获得的任何信息可以由雷达22B获得。可以重复该过程，以确定哪个相机22A能够检测标记30、30A、30B、30C中的一个或多个，并且来自每个相机22A和每个雷达22B的组合信息可以被用于确定是否需要告警警示。

在图1和图2所示的实施例中，标记30示出于地平面处。正放置在地平面处的标记30允许相机22A的外部校准。然而，处于本发明的范围内的是，标记30或附加标记同样可以位于其它位置处，以使得相机22A可以被用于检测其它检测区域中的物体。此外，在不同位置处可以存在附加相机，其可以被用于检测一个或多个检测区域中的各种物体，并且与不同标记一起被用于优化每个相机的操作。也可以存在附加雷达，其可以当相机中的一个或多个的有效性归因于上述条件而已经变为受限制的时被使用。

此外，在一些实施例中，当相机22A正被用于检测所述检测区域22C中的物体时，禁用雷达22B，而当雷达22B正被用于检测所述检测区域22C中的物体时，禁用相机22A。这样改进系统10的能量效率。在其它实施例中，可以同时使用相机22A和雷达22B，以当检测所述检测区域22C中的物体时在相机22A突然不能够检测所述检测区域22C中的物体的情况下提供冗余。因此，雷达22B仍然向通信设备24提供关于检测区域22C中的物体的信息，以使得系统10的整体功能被维持。

在一个实施例中，通信设备24是专用短距离通信（DSRC）设备24，但是处于本发明的范围内的是，可以使用其它类型的通信设备。

在替换的实施例中，代替作为组件的部分，告警设备26可以集成到能够与通信设备24的通信的一个或多个蜂窝电话、平板设备或其它计算设备中，其中计算设备由VRU12A、12B之一使用。告警设备26可以提供视觉警示（诸如计算设备的屏幕上的告警、由计算设备产生的可听声音或触觉告警），其中计算设备振动，以向VRU 12A、12B之一提供存在与车辆18A、18B之一的碰撞的危险。

虽然在以上实施例中描述雷达22B，但是处于本发明的范围内的是，当相机22A的操作已经变为受损害的时，可以使用其它类型的检测设备。可以包括其它类型的检测设备（诸如但是不限于，LIDAR（光成像、检测和测距）、LADAR（激光成像、检测和测距）、其它类型的雷达、超声或声纳）。

本发明的描述在本质上仅是示例性的，并且因此，不脱离本发明的主旨的变化旨在处于本发明的范围内。这些变化不应视为脱离本发明的精神和范围。