一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统的制作方法

1.本发明属于边缘计算技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统。


背景技术：

2.道路危险状况感知是指对道路中客观实体的状态发展进行预测，并分析可能存在的潜在危险，是预防或减少车辆危险损失的有效途径，而人为因素致使的危险事故几乎都与危险状态感知失效有着直接的联系。人作为道路交通所主要涉及的对象，由人为因素导致的交通事故中，驾驶人员危险感知失效所引发的事故占据了其中的大多数。
3.随着车联网技术的快速发展，出现了辅助驾驶人员的道路危险状况感知方案，首先采集路况信息，然后发送给云平台进行危险状况识别，最后云平台将识别的危险状况信息发送给道路上行驶的车辆进行辅助决策，此方案在一定程度上降低了交通事故的发生。但是，因为所有的道路信息都需要发送给远端的云平台，存在着极大的数据传输时延，当道路上发生突发事件时，就不能及时被发现，从而使得危险状况感知效果较差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统，用于解决现有道路危险状况感知方案，存在极大的数据传输时延，导致道路危险状态感知效果较差的问题。本发明能够通过边缘计算节点，根据道路侧摄像头采集的路况图片，智能、自动地识别图片中的危险状况信息并发送给目标车辆，有效地减少了数据传输的时延，提高了道路危险状态感知的效率。
5.本发明实施例提供一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统，包括：
6.设置于道路侧的多个摄像模块，用于采集路况图片并发送给边缘计算节点；
7.边缘计算节点，用于根据预设的危险状况识别算法，对所述路况图片中的目标车辆进行危险状况识别，得到当前目标车辆的危险状况信息，并将所述危险状况信息发送给安装于目标车辆上的预设车载终端；
8.车载终端，用于将所述危险状况信息提供给驾驶人员。
9.在一可选实施例中，所述摄像模块，包括：数据收发单元、摄像头和响应单元；
10.所述数据收发单元，用于接收目标车辆的车载终端发来的目标车辆的自身信息数据，并在收到目标车辆的自身信息数据时向所述摄像头发送图片采集指令；所述数据收发单元还用于将所述响应单元生成的响应数据发送给所述目标车辆的车载终端；所述数据收发单元还用于将交互数据发送给边缘计算节点；其中，所述目标车辆的自身信息数据至少包括目标车辆的标识信息；所述交互数据至少包括：目标车辆的自身信息数据，响应目标车辆的自身信息数据的当前摄像模块标识以及当前摄像模块响应目标车辆的自身信息数据而采集的路况图片；
11.所述摄像头，用于根据所述图片采集指令，采集路况图片；
12.所述响应单元，用于生成响应所述目标车辆的自身信息数据的响应数据；所述响应数据包括所述目标车辆的自身信息数据且数据位数多于所述目标车辆的自身信息数据；
13.其中，所述目标车辆的车载终端，具体用于根据所述响应数据确定道路危险状况提示信号灯的控制值，并根据预先设置的道路危险状况提示信号灯的控制值与信号灯颜色的对应关系，控制车载终端上预设的道路危险状况提示信号灯的显示颜色。
14.在一可选实施例中，所述车载终端，还用于在目标车辆启动时发出是否打开车辆危险状况提示的用户问询，并在收到确认打开车辆危险状况提示的问询结果时，按照预设周期向当前目标车辆周围指定范围内发送目标车辆的自身信息数据。
15.在一可选实施例中，所述车载终端，具体用于根据第一公式计算道路危险状况提示信号灯的控制值；
16.其中，所述第一公式为：
[0017][0018]
在第一公式中，g(d2)表示目标车辆的车载终端的道路危险状况提示信号灯的控制值；d2表示目标车辆的自身信息数据；e1(d2_a)表示目标车辆的车载终端在预设周期内收到的第a个响应数据的数据长度验证值；e2(d2_a)表示目标车辆的车载终端在预设周期内收到的第a个响应数据的数据类型验证值；p2(a)表示目标车辆的车载终端在预设周期内收到的二进制形式的第a个响应数据；len()表示求取括号内的数据位数；表示循环左移；表示循环左移；表示将数据p2(a)循环左移i位后得到的新的二进制数据中第1位到第len(d2)位上的二进制数据；i表示整数变量，i＝1,2,
…
,len[p2(a)]；a＝1,2,
…
,n(t)；n(t)表示目标车辆的车载终端在预设周期内收到的响应数据的总个数；t表示预设周期；表示将a的值从1取值到n(t)代入到括号内若存在一个或一个以上的a值满足括号内的算式时则整体算式成立，反之整体算式不成立；表示将a的值从1取值到n(t)代入到括号内若所有的a值均满足括号内的算式时则整体算式成立，反之整体算式不成立。
[0019]
在一可选实施例中，所述道路危险状况提示信号灯的控制值与信号灯颜色的对应关系包括：
[0020]
当道路危险状况提示信号灯的控制值为1时，对应信号灯颜色第一预设颜色，表示当前目标车辆与路侧设备的交互信号传输通畅；
[0021]
当道路危险状况提示信号灯的控制值为-1时，对应信号灯颜色第二预设颜色，表示当前目标车辆与路侧设备的交互信号传输不通畅。
[0022]
在一可选实施例中，所述目标车辆的标识信息为目标车辆的车牌照数据；
[0023]
所述边缘计算节点，包括：
[0024]
辅助决策单元，用于识别摄像模块发来的交互数据中路况图片中的车牌照，并根据识别结果和交互数据，筛选出同一目标车辆对应的有效路况图片集合；
[0025]
危险识别单元，用于根据预设的危险状况识别算法，对辅助决策单元筛选出的同一目标车辆对应的有效路况图片集合中的图片进行危险状况识别，得到相应目标车辆的危险状况信息。
[0026]
在一可选实施例中，所述辅助决策单元，具体用于基于第二公式确定同一目标车辆对应的有效摄像模块标识筛选集合，并获取边缘计算节点接收到的交互数据中与所述目标车辆以及所述筛选集合中的摄像模块标识对应的路况图片，得到目标车辆对应的有效路况图片集合；
[0027]
所述边缘计算节点，还包括：
[0028]
智能分析数据传输单元，用于根据第三公式确定目标车辆的边缘智能分析数据，并将所述目标车辆的边缘智能分析数据发送给目标车辆的车载终端；
[0029]
其中，所述第二公式为：
[0030][0031]
在第二公式中，b(d2)表示从所述边缘计算节点接收到的交互数据中筛选出的目标车辆对应的有效摄像模块标识筛选集合；所述目标车辆为自身信息数据为d2的车辆；c(k)表示从所述边缘计算节点接收到的包括目标车辆的自身信息数据的交互数据中的第k个摄像模块采集的路况图片中识别出的车牌照数据，其数据格式为2进制形式；c(d2)表示目标车辆的自身信息数据d2中的车牌照数据，其数据格式为2进制形式；k(d2)表示所述边缘计算节点接收到的包括目标车辆的自身信息数据的交互数据涉及的摄像模块的总个数；表示将k的值从1取值到k(d2)代入到括号内计算，并将满足括号内算式的所有k值对应的摄像模块标识组成的集合；
[0032]
所述第三公式为：
[0033][0034]
在第三公式中，f(d2)表示智能分析数据传输单元确定的自身信息数据为d2的目标车辆的边缘智能分析数据，其数据形式为ascii形式；size[]表示求取括号内集合的元素个数；“out of the shooting range”表示字符串“out of the shooting range”的ascii形式的数据；a[b(d2)]表示危险识别单元对集合b(d2)所对应的目标车辆对应的有效路况图片集合中的图片进行危险状况识别得到的相应目标车辆的危险状况信息。
[0035]
本发明提供的一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统，首先通过道路侧的多个摄像头采集路况图片信息，然后边缘计算节点根据预设的危险状况识别算法，识别图像信息中的危险状况信息并发送给车辆终端，最后由车辆终端将危险状况信息展示给驾驶人员辅助其决策。本发明能够通过边缘计算节点mec连接路侧设备，直接与路侧摄像头相连，并做边缘智能分析，将相关结果传输至车辆进行辅助决策，有效地减少了数据传输时延，提高了道路危险状态感知的效率。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0037]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统结构示意图。
具体实施方式
[0038]
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0039]
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统结构示意图。参见图1，该系统包括：
[0041]
设置于道路侧的多个摄像模块1，用于采集路况图片并发送给边缘计算节点2。
[0042]
边缘计算节点2，用于根据预设的危险状况识别算法，对所述路况图片中的目标车辆进行危险状况识别，得到当前目标车辆的危险状况信息，并将所述危险状况信息发送给安装于目标车辆上的预设车载终端3。
[0043]
本实施例中，危险状况识别算法可以通过对需要关注的危险状况事件的样本数据进行机器学习训练得出，例如可以识别车辆压实线、目标车辆与其他车辆距离小于预设距离阈值、车辆前方有障碍物等等危险状况，从而能有效的辅助驾驶人员决策，减少交通事故的发生。
[0044]
车载终端3，用于将所述危险状况信息提供给驾驶人员。
[0045]
上述技术方案的有益效果为：本发明实施例提供的一种基于边缘计算节点的道路危险状况提示系统，首先通过道路侧的多个摄像头1采集路况图片信息，然后边缘计算节点2根据预设的危险状况识别算法，识别图像信息中的危险状况信息并发送给车辆终端3，最后由车辆终端3将危险状况信息展示给驾驶人员辅助其决策。本发明能够通过边缘计算节点2mec连接路侧设备，直接与路侧摄像头1相连，并做边缘智能分析，将相关结果传输至车辆进行辅助决策，有效地减少了数据传输时延，提高了道路危险状态感知的效率。
[0046]
作为一可选实施例，摄像模块1，包括：数据收发单元、摄像头和响应单元；
[0047]
所述数据收发单元，用于接收目标车辆的车载终端3发来的目标车辆的自身信息数据，并在收到目标车辆的自身信息数据时向所述摄像头发送图片采集指令；所述数据收发单元还用于将所述响应单元生成的响应数据发送给所述目标车辆的车载终端3；所述数据收发单元还用于将交互数据发送给边缘计算节点2；其中，所述目标车辆的自身信息数据至少包括目标车辆的标识信息；所述交互数据至少包括：目标车辆的自身信息数据，响应目标车辆的自身信息数据的当前摄像模块1标识以及当前摄像模块1响应目标车辆的自身信息数据而采集的路况图片；
[0048]
所述摄像头，用于根据所述图片采集指令，采集路况图片；
[0049]
所述响应单元，用于生成响应所述目标车辆的自身信息数据的响应数据；所述响应数据包括所述目标车辆的自身信息数据且数据位数多于所述目标车辆的自身信息数据；
[0050]
其中，所述目标车辆的车载终端，具体用于根据所述响应数据确定道路危险状况提示信号灯的控制值，并根据预先设置的道路危险状况提示信号灯的控制值与信号灯颜色的对应关系，控制车载终端上预设的道路危险状况提示信号灯的显示颜色。
[0051]
上述技术方案的有益效果为：目标车辆将自身信息数据发送给周围的摄像模块1，摄像模块1接收到目标车辆自身信息后，会将对应的响应数据发送给目标车辆，目标车辆的车载终端3，根据接收到的响应数据来控制其上的道路危险状况提示信号灯的显示颜色，以颜色的方式告知目标车辆驾驶人员信号传输状态，便于开展后续的决策。
[0052]
作为一可选实施例，车载终端3，还用于在目标车辆启动时发出是否打开车辆危险状况提示的用户问询，并在收到确认打开车辆危险状况提示的问询结果时，按照预设周期向当前目标车辆周围指定范围内发送目标车辆的自身信息数据。
[0053]
上述技术方案的有益效果为：车辆的驾驶人员和用户，可以通过车辆的车载终端3自带的软件自行选择是否打开道路危险状况提示，若选择打开道路危险状况提示，则车辆会每隔固定时间向周围发送车辆自身信息数据，以便确定车辆周围信号传输状态，特别是车辆与摄像头之间的信号传输状态，有效地提高了车辆驾驶人员的使用体验。
[0054]
作为一可选实施例，车载终端3，具体用于根据第一公式计算道路危险状况提示信号灯的控制值；
[0055]
其中，所述第一公式为：
[0056][0057]
在第一公式中，g(d2)表示目标车辆的车载终端3的道路危险状况提示信号灯的控制值；d2表示目标车辆的自身信息数据；e1(d2_a)表示目标车辆的车载终端3在预设周期内收到的第a个响应数据的数据长度验证值；e2(d2_a)表示目标车辆的车载终端3在预设周期内收到的第a个响应数据的数据类型验证值；p2(a)表示目标车辆的车载终端3在预设周期内收到的二进制形式的第a个响应数据；len()表示求取括号内的数据位数；表示循环左移；左移；表示将数据p2(a)循环左移i位后得到的新的二进制数据中第1位到第len(d2)位上的二进制数据；i表示整数变量，i＝1,2,
…
,len[p2(a)]；a＝1,2,
…
,n(t)；n(t)表示目标车辆的车载终端3在预设周期内收到的响应数据的总个数；t表示预设周期；表示将a的值从1取值到n(t)代入到括号内若存在一个或一个以上的a值满足括号内的算式时则整体算式成立，反之整体算式不成立；表示将a的值从1取值到n(t)代入到括号内若所有的a值均满足括号内的算式时则整体算式成立，反之整体算式不成立。
[0058]
优选地，所述道路危险状况提示信号灯的控制值与信号灯颜色的对应关系，包括：
[0059]
当道路危险状况提示信号灯的控制值为1时，对应信号灯颜色第一预设颜色，表示当前目标车辆与路侧设备的交互信号传输通畅；
[0060]
当道路危险状况提示信号灯的控制值为-1时，对应信号灯颜色第二预设颜色，表示当前目标车辆与路侧设备的交互信号传输不通畅。
[0061]
本实施例中，第一预设颜色可以为绿色，第二预设颜色可以为红色，通过颜色可以让用户和车辆驾驶人员及时了解周围的信号传输状态。当为绿色时，表示目标车辆与路侧摄像头的交互信号传输通畅可以检测车辆的道路危险状况；当为红色时，表示目标车辆所处地方较为偏僻，与路侧摄像头的交互信号传输不通畅，无法检测车辆的道路危险状况，具有显示直观明了的优点。
[0062]
上述技术方案的有益效果为：利用第一公式(1)根据预设时间段内车辆接收到的信息数据，控制车辆显示端(即车载终端)的道路危险状况提示信号灯，进而在打开道路危险状况提示后可通过信号灯知晓当前的信号传输状态(类似于手机信号)，从而辅助驾驶人员进行后续进一步的决策。
[0063]
作为一可选实施例，所述目标车辆的标识信息为目标车辆的车牌照数据；
[0064]
所述边缘计算节点2，包括：
[0065]
辅助决策单元，用于识别摄像模块1发来的交互数据中路况图片中的车牌照，并根据识别结果和交互数据，筛选出同一目标车辆对应的有效路况图片集合；
[0066]
危险识别单元，用于根据预设的危险状况识别算法，对辅助决策单元筛选出的同一目标车辆对应的有效路况图片集合中的图片进行危险状况识别，得到相应目标车辆的危险状况信息。
[0067]
上述技术方案的有益效果为：道路的路侧设备(即摄像头)往往不止一个，在危险状况识别之前，将目标车辆对应的路况图片先筛选出来，不用对每个路况图片都进行分析，从而有效地高了系统执行效率。
[0068]
作为一可选实施例，所述辅助决策单元，具体用于基于第二公式确定同一目标车辆对应的有效摄像模块标识筛选集合，并获取边缘计算节点接收到的交互数据中与所述目标车辆以及所述筛选集合中的摄像模块标识对应的路况图片，得到目标车辆对应的有效路况图片集合；
[0069]
所述边缘计算节点2，还包括：
[0070]
智能分析数据传输单元，用于根据第三公式确定目标车辆的边缘智能分析数据，并将所述目标车辆的边缘智能分析数据发送给目标车辆的车载终端3；
[0071]
其中，所述第二公式为：
[0072][0073]
在第二公式中，b(d2)表示从所述边缘计算节点接收到的交互数据中筛选出的目标车辆对应的有效摄像模块标识筛选集合，即在集合b(d2)中所有元素对应的路侧设备拍摄到的路况图像即为筛选出来的图像；所述目标车辆为自身信息数据为d2的车辆；c(k)表示从所述边缘计算节点接收到的包括目标车辆的自身信息数据的交互数据中的第k个摄像模块采集的路况图片中识别出的车牌照数据，其数据格式为2进制形式；c(d2)表示目标车辆的自身信息数据d2中的车牌照数据，其数据格式为2进制形式；k(d2)表示所述边缘计算节
点接收到的包括目标车辆的自身信息数据的交互数据涉及的摄像模块的总个数；表示将k的值从1取值到k(d2)代入到括号内计算，并将满足括号内算式的所有k值对应的摄像模块标识组成的集合；
[0074]
所述第三公式为：
[0075][0076]
在第三公式中，f(d2)表示智能分析数据传输单元确定的自身信息数据为d2的目标车辆的边缘智能分析数据，其数据形式为ascii形式；size[]表示求取括号内集合的元素个数；“out of the shooting range”表示字符串“out of the shooting range”的ascii形式的数据；a[b(d2)]表示危险识别单元对集合b(d2)所对应的目标车辆对应的有效路况图片集合中的图片进行危险状况识别得到的相应目标车辆的危险状况信息。若f(d2)＝“out of the shooting range”，则会将f(d2)显示在车辆自身信息数据为d2的车辆的显示端(即车载终端)上，表示当前车辆自身信息数据为d2的车辆不在路侧设备的拍摄范围内，无法进行智能分析；若f(d2)≠“out of the shooting range”，则会将f(d2)显示在车辆自身信息数据为d2的车辆的显示端上，从而驾驶员会根据智能分析结果进行决策，达到辅助决策的目的。
[0077]
上述技术方案的有益效果为：利用第二公式(2)根据接收到的车辆自身信息数据以及若干个路侧设备拍摄到的路况图像对所述图像进行识别筛选，进而将具有所述要分析的车辆的图像筛选出来，减少分析的负担，提高系统的效率；然后利用第三公式(3)根据图像的筛选结果生成边缘智能分析数据传输至对应车辆，使得驾驶人员会根据智能分析结果进行决策，从而达到辅助决策的目的。
[0078]
从上述实施例的内容可知，通过边缘计算节点2mec连接路侧设备，直接与路侧摄像头相连，并做边缘智能分析，将相关结果传输至车辆进行辅助决策；具体为所述车辆的用户会通过车辆自带的软件自行选择是否打开道路危险状况提示，若选择打开道路危险状况提示，则车辆会每隔固定时间向周围发送车辆自身信息数据，路侧设备中设置有数据收发装置在接收到车辆的自身信息数据后，首先会对收到的数据进行回复，所述回复的数据中包含车辆的自身信息数据并且要长于车辆的自身信息数据，然后再利用对应的路侧摄像头拍摄当前路况图像，并将接收到的车辆自身信息数据以及拍摄到的路况图像传输到边缘计算节点2，由于会存在若干个路侧设备将拍摄到的路况图像传输到边缘计算节点2，则边缘计算节点2首先对所述图像进行一次识别筛选，然后将筛选后的图像做边缘智能分析，并将分析后的相关结果传输至对应车辆进行辅助决策，有效地提高了系统执行及道路危险状况感知的效率。
[0079]
本发明是参照根据本发明实施例的系统、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的系统的装置。
[0080]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的系统。
[0081]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的系统的步骤。
[0082]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。