一种自主式交通下的行人保护系统技术方案

一种自主式交通下的行人保护系统，包括车载监控模块、路侧监控模块、中心决策模块、道路救援模块及数据存储模块。车载监控模块实现碰撞前避撞、人体损伤预测、人地碰撞损伤防护方案触发及碰撞后人地碰撞损伤保护的功能；路侧监控模块实现预警、人体损伤预测及划定电子禁行区域的功能；中心决策模块实现实时评估人体损伤风险、定制救援方案及划定救援电子通道的功能；道路救援模块通过安装有该模块的相关车辆执行救援及善后任务；数据存储模块存储并挖掘数据。本发明专利技术的有益效果是：事前全力避撞、事中尽力保护、事后快速救援，尽最大努力保障行人安全，提升自主式交通系统参与者的安全性。提升自主式交通系统参与者的安全性。提升自主式交通系统参与者的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种自主式交通下的行人保护系统


[0001]本专利技术涉及智能交通领域，更具体地，涉及一种自主式交通下的行人保护系统。

技术介绍

[0002]随着科技的进步，特别是通信和大数据等技术的快速发展，使得交通系统日趋智能化，其自组织运行和自主化服务能力快速提升，使得传统的智能交通系统(ITS)在可预期的未来将过度到自主式交通系统(ATS)。
[0003]自主式交通系统以更加安全、高效、便捷、绿色和经济为目标，基于自主感知、学习、决策、响应的业务逻辑，通过自组织运行与自主化服务的方式，完成对人与物的运输，其本质是减少交通系统的人为干预，提升交通系统的自主能力，其能力主要体现在交通需求主动响应、载运工具自动运行、基础设施主动管控、外部环境主动适应四个方面。
[0004]在交通系统自主化背景下，作为交通系统的重要参与方，行人除了主动适应这种变化之外别无选择。但行人本身行为的复杂性将给自主式交通系统带来极大的不确定性和安全挑战。随着智能化程度的推进，我们有足够理由相信车内乘员的安全性将大幅度提升，但作为弱势交通参与者的行人的安全性却可能面临更大的挑战。因行人一旦卷入高度自动化的交通系统中极可能受到反复的、持续的致命伤害，这与这种更先进的交通系统的设计初衷相悖。因此在自主交通时代，我们需要更好的行人保护系统，充分发挥自主式交通系统的优势，实现对行人的事前全力避撞、事中尽力保护、事后快速救援，尽最大努力保障行人安全。

技术实现思路

[0005]针对现有研究中尚无适应自主式交通时代的行人保护系统的现状，本专利技术设计一种自主式交通下的行人保护系统，该系统由车载监控模块、路侧监控模块、中心决策模块、道路救援模块及数据存储模块组成，各模块功能如下：
[0006]车载监控模块安装在载运工具上，碰撞前实现避撞、人体损伤预测、人地碰撞损伤防护方案触发的功能，碰撞后实现人地碰撞损伤保护的功能；路侧监控模块安装在道路两侧，实现预警、人体损伤预测及划定电子禁行区域的功能；中心决策模块位于区域交通控制中心，实现实时评估人体损伤风险、定制救援方案及划定救援电子通道的功能；道路救援模块安装在医疗、工程类救援及道路维修与保养等车辆上，执行救援及善后任务；数据存储模块位于区域交通控制中心，在存储数据的同时，通过复盘整个事件的各个环节并补充数据，反馈各模块以持续改进相关模块中的算法；
[0007]在行人过街时，正常情况下，路侧监控模块实时监控道路周边行人状态，并将信息反馈给车载监控模块，车载监控模块结合自身监测到的信息，通过调整车速、车道等方式，控制车辆顺利通过路口；紧急情况下，车载监控模块意识到人车碰撞不可避免时，在全力制动以降速的同时，警示行人、预测人体损伤并评估人地碰撞保护的可能性；如行人通过躲避而避免了碰撞，则路侧监控模块划定一横穿马路的电子禁行区域阻止其他车辆通行进而确
保受惊后的行人安全通过马路，顾名思义，电子禁行区域一旦划定，意味着所有自主式交通工具均不能通过该区域，如行人在现场停留超过3s钟，中心决策模块通知道路救援模块中的医疗车赶赴现场实施救援，只有在行人离开事件现场后所有其他车辆才可通行；如碰撞发生，则车载监控模块根据人地碰撞损伤防护方案控制车辆运动以降低人地碰撞损伤，而路侧监控模块根据行人碰撞后的运动轨迹预测人体损伤并从碰撞位置始至行人终止位置止划定电子禁行区域以保护事故现场特别是保护行人受到进一步伤害，中心决策模块根据车载监控模块和路侧监控模块反馈回来的信息实时评估人体损伤风险并据此指令道路救援模块中的相关车辆赶赴事件现场，且根据规划出的最短路径及人体损伤情况划定救援电子通道，顾名思义，救援电子通道指仅允许救援车通行、其他车辆均不能通行的车道；等人救走、物清理后，路侧监控模块解除电子禁行区域，中心决策模块将事件中的所有证据(包括但不限于视频、照片、对话、救援过程等)存储到数据存储模块，数据存储模块再根据后期获得的行人损伤准确信息以及专家经验而评估整个事件处理过程中的各模型、流程及方法等的效果，进而给出改进建议；道路救援模块相关车辆根据区域交通控制中心对各路段风险的预判而在区域内值勤并将值勤地点偏向风险高处以更快地实施救援；在事件处理全过程中，各模块间保持信息实时交互。
[0008]优选地，车载监控模块警示行人及预估人体伤害的方法与现有方法一致，通过声光等设备警示行人，并根据碰撞车速、碰撞位置以及行人年龄等因素通过计算预估人体伤害。
[0009]优选地，车载监控模块保护人地碰撞损伤的方案如下：
[0010]步骤1：当意识到碰撞不可避免时，计算发动机罩盖前沿高度h1与人体臀部位置高度h2的值a，如a>＝1.2，车辆完全制动至静止；如a<1.2，触发人地碰撞保护功能；发动机罩盖前沿高度一旦明显高过行人臀部位置，则在碰撞中行人极大可能被向前抛出，此时通过控制车辆运动去降低人地碰撞损伤的效果不佳，且很可能加重人体伤害，故需加入此触发机制，这是已有所有研究和专利技术中均未涉及的技术。
[0011]步骤2：完全制动车辆至人体头部与车体首次撞击的t1时刻，t1时刻后完全松开车辆制动b秒再完全制动车辆至静止；b的值通过优化计算获得，针对特定的车型，先构建一个包含不同车速、行人身高体重及人体步态的虚拟仿真系统，再考虑该车型的车头形状及制动系统协调时间并依托虚拟仿真系统通过优化获得一个使所有碰撞中人体损伤损失最低的最优b值，一般来说b值会小于0.4s。
[0012]优选地，路侧监控模块采用以下方法预测人体损伤：根据所监测到的视频图像信息，先测量人体胸部的最高位置d1，再测量人体抛距即人体被撞位置至人体最终停止位置之间的距离d2，然后将值代入根据历史事故数据建立起的损伤与d1和d2的关系模型，预测人体损伤。
[0013]优选地，电子禁行区域指路侧监控模块划定的禁止自主车辆通过的虚拟区域，路侧监控模块通过自身及中心决策模块预警事件区域内的所有车辆，禁止它们在电子禁行区域内行驶；供行人过街的电子禁行区域宽2米，长度需横穿整个道路；用于保护事故现场的电子禁行区域宽度需大于一个车道宽。
[0014]优选地，中心决策模块根据车载监控模块及随后道路监控模块反馈的人体损伤预测信息及时预估人体损伤信息并实时更新，将人体损伤信息划定为轻伤、重伤以上两种情
况；如为轻伤则通知道路救援模块中的医疗等车辆赶赴现场；如为重伤以上则在通知道路救援模块中的医疗等车辆赶赴事件现场的同时，规划车辆前往路径并划定救援电子通道，救援电子通道无需遵循既有道路交通规则仅保证在物理上可达则可，当救援车辆经过后电子通道随后解除。通过这种方式，可以保证在碰撞尚未发生的情况下就可预测人体损伤信息，进而中心决策模块可以提供调配救援资源并开始路径规划，而一旦救援需要，则能寻找到一条物理上可达的最快道路，使得救援车辆第一时间到达事件现场开展救援工作。
[0015]优选地，数据存储模块不仅承担着数据存储的功能，还承担着数据挖掘的功能，其挖掘数据的流程如下：
[0016]步骤1：存储从中心决策模块传递过来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自主式交通下的行人保护系统，其特征在于：包括车载监控模块、路侧监控模块、中心决策模块、道路救援模块及数据存储模块，各模块功能如下：车载监控模块安装在载运工具上，碰撞前实现避撞、人体损伤预测、人地碰撞损伤防护方案触发的功能，碰撞后实现人地碰撞损伤保护的功能；路侧监控模块安装在道路两侧，实现预警、人体损伤预测及划定电子禁行区域的功能；中心决策模块位于区域交通控制中心，实现实时评估人体损伤风险、定制救援方案及划定救援电子通道的功能；道路救援模块安装在医疗、工程类救援及道路维修与保养等车辆上，执行救援及善后任务；数据存储模块位于区域交通控制中心，在存储数据的同时，通过复盘整个事件的各个环节并补充数据，反馈各模块以持续改进相关模块中的算法。2.根据权利要求1所述的一种自主式交通下的行人保护系统，其特征在于：在行人过街时，正常情况下，路侧监控模块实时监控道路周边行人状态，并将信息反馈给车载监控模块，车载监控模块结合自身监测到的信息，通过调整车速、车道等方式，控制车辆顺利通过路口；紧急情况下，车载监控模块意识到人车碰撞不可避免时，全力制动车辆、警示行人、预测人体损伤并评估人地碰撞保护的可能性；如行人通过躲避而避免了碰撞，则路侧监控模块划定一横穿马路的电子禁行区域供行人安全通过马路，如行人在现场停留超过3秒钟，中心决策模块通知道路救援模块中的医疗车赶赴现场实施救援；如碰撞发生，则车载监控模块根据人地碰撞损伤防护方案控制车辆运动以降低人地碰撞损伤，而路侧监控模块根据行人碰撞后的运动轨迹预测人体损伤并从碰撞位置始至行人终止位置止划定电子禁行区域以保护事故现场，中心决策模块根据车载监控模块和路侧监控模块反馈回来的信息实时评估人体损伤风险并据此指令道路救援模块中的相关车辆赶赴事件现场，且根据规划出的最短路径及人体损伤情况划定救援电子通道；等人救走、物清理后，路侧监控模块解除电子禁行区域，中心决策模块将事件中的所有证据存储到数据存储模块，数据存储模块再根据后期获得的行人损伤准确信息以及专家经验而评估整个事件处理过程中的各模型、流程及方法的效果，进而给出改进建议；道路救援模块相关车辆根据区域交通控制中心对各路段风险的预判而在区域内值勤并将值勤地点偏向风险高处以更快地实施救援；在事件处理全过程中，各模块间保持信息实时交互。3.根据权利要求1所述的一种自主式交通下的行人保护系统，其特征在于：车载监控模块保护人地碰撞损伤的方案如下：S31：当意识到碰撞不可避免时，计算发动机罩盖前沿高度h1与人体臀部位置高度h2的值a，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹铁方，罗鹏琛，廖家才，王丹琦，胡林，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：