41、基于交通流分析的道路过街辅助系统

基于交通流分析的道路过街辅助系统

一、引言

对于视障行人来说，在没有交通管制的情况下过马路是一项挑战。司机并不总是可靠地给行人让路，视障行人通常依靠听力来识别交通间隙，采用“安静时过马路”的策略。然而，现代汽车噪音低，容易被背景噪音掩盖，而且听力不佳的行人无法遵循这一规则。

美国数据显示，行人平均过街速度约为每秒1.2米，单车道单向街道宽约5.5米，需4.5秒通过；双车道或双向街道宽约8.5米，需7秒通过。安全过街需要至少7秒的提前预警，且交通间隙要长于过街所需时间。

现有的辅助设备，如使用图像和视频处理的设备、“智能拐杖”等，大多无法解决无交通管制情况下过马路的根本难题。因此，开发一种能可靠分析交通流、检测交通间隙，且安装、操作和维护简单廉价的系统十分必要。

二、硬件平台与安装

系统的输入设备是视频摄像头，用于捕捉来车的视频信号。视频信号由低成本、轻量级的计算硬件处理，最终生成指示信号。

硬件平台可配备紧凑型太阳能电池板和可充电电池，实现自主运行，减少对电网的依赖，降低安装和维护成本。系统的指示信息可以通过音频、触觉信号，或通过本地网络接口（如蓝牙或WLAN）传输到智能手机或专用接收器。

系统最初在标准笔记本电脑上开发，使用改装的罗技QuickCam 9000网络摄像头。为实现低成本解决方案，算法以跨平台代码实现，并在BeagleBoard xM硬件上进行测试。目前，随着低成本安卓设备的普及，系统正在向安卓操作系统移植。

三、算法

为了在资源有限的平台上高效检测和评估来车，研究人员研究了多种方法。传统方法是检测视野内新出现的物体，跟踪其运动并估计碰撞时