[發明專利]基于kinect的感應式控制行人過街設施優化設計

在審

• 申請號: 201210127487.0
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN103377554A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 盧穎
• 申請（專利權）人: 盧穎
• 主分類號: G08G1/005
• 分類號: G08G1/005;G08G1/09
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種，設計感應式的行人過街設施。主要利用最新的體感識別設備kinect，通過調用微軟提供的開發工具，完成行人狀態的識別，智能的控制和指揮交通。?

背景技術

在城市中，為了解決人行橫向過街問題，在相距較遠的兩個交叉口之間，需要設置人行橫道。合理的平面行人過街設施設計，在方便行人、保障行人安全的同時也保證機動車交通流的通暢。但是，國內現階段的人行橫道缺乏合理性和有效性，導致城市主干道上車流的阻塞，也威脅行人的安全。?

以往多數人行橫道的設計較注重直行機動車流的通行能力，卻忽略了行人的通過能力；或者只考慮行人的通行，犧牲了車道車流的通行量。這樣就造成車輛與行人之間的矛盾：行人希望人行橫道的綠燈時間越長越好，而機動車則正好相反，尤其在高峰時間，這個矛盾更加突出。目前國內一些行人過街設施還不能很好的處理這些矛盾，有必要對行人過街設施設計進行優化設計。很多時候，行人在人行橫道上會發生種種意外，例如跌倒或一些緊急的手勢等。如果設備能夠實時的識別這些情況并作出智能的判斷，便能夠極大地降低交通事故發生的可能性，提高行人過街、出行的安全性。?

發明內容

本項目在研究國內外行人過街設施設計使用現狀的基礎上，通過調查結合我國行人過街設施的使用情況，確定了本項目設計的思路。調查過街行人、車流，分析過街行人特性、路段車流特性等，對調查中存在的問題歸納總結。以調查為基礎，研究各優化方案的設計過程，最終確定了以智能體感設備kinect傳感器核心，智能控制交通和行人指揮燈的一套感應式控制行人過街設施優化系統。以下是整個系統的設計：?

2.1體感識別設備kinect?

Kinect是微軟在2010年6月14日對XBOX360體感周邊外設正式發布的名字。它是一種3D體感攝影機(開發代號“Project?Natal”)，同時它導入了即時動態捕捉、影像辨識、麥克風輸入、語音辨識、社群互動等功能^[1]。?

玩家可以通過這項技術在游戲中開車、與其他玩家互動、通過互聯網與其他Xbox玩家分享圖片和信息等。Natal不需要使用任何控制器；它是依靠相機捕捉三維空間中玩家的運動。微軟指出它會讓系統更加簡易操作來吸引大眾。如上圖所示，為kinect的核心工作原理圖。靠彩色攝像頭和紅外距離感應攝像頭獲得人像識別，生成的人體骨骼網格可以根據人的運動而變化^[2]。?

2.2Kinect設備在行人過街設施優化中的應用?

微軟在2011年6月推出了Kinect?for?Windows?SDK?Beta，特別是可以使用C#與.NET?Framework?4.0來進行開發。Kinect?for?Windows?SDK包含眾多來自微軟研究院的創新技術，任何有志于藉助Kinect技術對自然用戶接口進行創作性探索的人，都能夠享受到它所帶來的無限可能。?

Kinect?for?Windows?SDK主要是針對Windows7設計，內含驅動程序、豐富的原始感測數據流程式開發接口(Raw?Sensor?Streams?API)、自然用戶接口、安裝文件以及參考數據。Kinect?for?Windows?SDK可讓使用C++、C#或Visual?Basic語言搭配Microsoft?Visual?Studio?2010工具的程序設計師輕易開發使用^[3]。在本設計中，該SDK主要能調用的功能為：?

1，原始感測數據流：能夠直接取得距離傳感器、彩色攝影機以及四單元麥克風數組的原始數據流。?這些數據讓開發人員可以利用Kinect傳感器的低階數據流為基礎進行應用程序開發^[4]。?

2，骨架追蹤：此套SDK能夠追蹤Kinect視野內幾位用戶的骨架影像，便于建立以體感操作的應用程序^[5]。?

3，先進的音效功能：包括抑制噪音與回音消除功能、可透過音波形式辨識聲音來源，并且能與Windows語音識別API整合。?

附圖說明

行人過街感應控制系統的設計?

主控系統在得到傳感器終端傳來的數據信號后，會智能的安排交通，確保行人安全。系統運行的主流程圖可以簡化如下圖^[6]：?

圖1是行人過街感應控制系統的工作流程的圖?

圖2是實驗室調試骨架追蹤和先進的音效功能圖?

圖3是人行道識別和控制圖?

具體實施方式

當人行橫道旁的kinect設備工作時，會自動識別有多少路人通過或是在等候(原始感測數據流)；當行人開始通過時，可以實時跟蹤每個行人走路的狀態，包括行人是否跌倒，是否作出一些特定含義的肢體動作等(骨架追蹤)；當人行道的紅燈亮起時，可以識別道上是否還有行人滯留(原始感測數據流)，以便協調交通并發出警告。通過預先設置的口令，還可以根據條件，由行人語音提出要求，獲得批準后，改變交通指揮燈狀態(先進的音效功能)；識別在道中間某個路人的呼救等語音信號，與相關部門(110，120等)聯系(先進的音效功能)。?