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使用 Ultralytics YOLO11 提升道路安全:利用 AI 检测保障街道安全

Abdelrahman Elgendy

5 分钟阅读

2025年1月29日

了解 Ultralytics YOLO11 如何通过坑洼检测、速度估计、行人跟踪和故障车辆识别来提高道路安全性。

确保道路安全是城市规划者、交通管理部门和自动驾驶车辆系统面临的关键挑战。每年,由于危险的路况、不良的能见度和意想不到的障碍物,会发生数百万起事故。

根据世界卫生组织(WHO)的数据,道路交通伤害是全球主要的死亡原因之一,每年造成超过190万人死亡。解决这些问题需要超越传统监测方法的创新解决方案。

人工智能(AI)与计算机视觉在道路安全领域的结合已成为一种极具前景的方法。Ultralytics YOLO11等模型能够提供强大的实时目标检测、跟踪和分类能力,从而提高驾驶员和行人的道路安全。

在本文中,我们将探讨道路安全方面的主要挑战,以及 YOLO11 如何支持更智能的基础设施。

了解道路安全的挑战

尽管技术不断进步,道路安全管理仍然面临着严峻的挑战:

  • 危险的路况: 坑洼、裂缝和道路碎片会导致车辆损坏和事故,尤其是在维护不善的地区。
  • 超速和鲁莽驾驶: 在许多地区,有效执行速度限制仍然是一个挑战,导致高事故率。
  • 行人安全风险: 不受管制的十字路口、能见度差和注意力不集中的驾驶行为使行人面临风险,尤其是在城市地区。
  • 交通中断: 抛锚或发生故障的车辆经常导致交通拥堵,并增加追尾事故的可能性。

这些挑战突显了对自动化、实时监控系统的需求,这些系统可以缩短响应时间并提高整体道路安全性。YOLO11 等计算机视觉模型可以通过提供先进的检测和分析功能来帮助解决这些问题。

计算机视觉在道路安全中的演变

随着人工智能、传感器技术和数据处理的进步,用于道路安全的计算机视觉得到了改善。在早期阶段,计算机视觉算法主要用于自动车牌识别和简单的交通监控,帮助执法部门跟踪违规行为并优化交通流量。 

这些早期系统依赖于基于规则的图像处理技术,这些技术在准确性方面通常受到限制,并且需要理想的光照和天气条件才能有效运行。

YOLO11等高速YOLO模型的推出进一步推动了道路安全监控中实时检测的边界。

与需要多次扫描图像的传统方法不同,YOLO 模型可以实时处理整个帧,从而可以跟踪快速移动的车辆、检测车道违规行为并识别道路缺陷。

如今,汽车中的计算机视觉帮助城市和交通运输机构使用 AI 摄像头。这些摄像头在几乎不需要人工帮助的情况下监控车辆速度、发现交通违规行为并发现道路危险。

在智慧城市计划中,由计算机视觉算法驱动的行人检测和动态交通信号调整可以帮助减少人行横道和十字路口的事故。同时,自动驾驶汽车研究继续利用汽车系统中的计算机视觉进行导航、物体规避和情境感知。

YOLO11 如何应用于道路安全?

通过自动执行道路监控并增强检测能力,让我们探讨一下 YOLO11 可以为改善道路安全状况做出贡献的一些关键方式。

坑洼检测

坑洼是道路安全的主要隐患,会导致车辆损坏、增加维护成本并引发事故。传统的道路检查依赖于人工评估,速度慢且效率低。

借助 YOLO11,可以使用安装在车辆或无人机上的摄像头进行实时图像分析,从而实现坑洼检测的自动化。YOLO11 经过训练后,可以检测裂缝、坑洼和表面变形,从而使市政部门和道路管理部门能够更有效地安排维修优先级。

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图 1. YOLO11 使用目标检测识别道路上的坑洼,从而实现自动化的道路状况监控和高效的维护计划。

例如,公路维护团队可以部署配备YOLO11的无人机来扫描道路,并生成关于道路状况的详细报告。这些数据可用于安排及时的维修,最大限度地降低驾驶员的风险,并提高整体基础设施质量。

除了维护之外,将坑洼检测与自动驾驶汽车系统集成可以帮助自动驾驶汽车实时检测坑洼,从而使它们能够在接近损坏的道路路段时调整路线或减速。这不仅可以减少车辆的磨损,还可以最大限度地减少可能导致交通拥堵和追尾事故的突然刹车。

速度估计

超速是导致事故的主要原因,但有效执行速度限制仍然是一个挑战。YOLO11 可以通过分析路边摄像头的视频片段来帮助估计车辆速度。通过逐帧跟踪车辆,YOLO11 可以实时计算其速度,并为交通执法提供有价值的见解。

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图 2. YOLO11 估计高速公路上的车辆速度,为交通管理和执法提供参考,以提高道路安全和控制拥堵。

例如,交通管理部门可以将 YOLO11 集成到现有的交通监控系统中,以监控超速热点。这些数据可以为政策决策提供信息,例如调整高风险区域的限速或在特定地点部署执法人员。

此外,YOLO11 的速度估计功能可用于智慧城市计划,以改善交通流量并减少拥堵。通过分析不同路段的车辆速度,城市规划者可以优化交通信号灯并动态地重新规划车辆路线。

行人检测

在城市地区,行人安全日益受到关注,高交通流量和注意力不集中的驾驶是造成频繁事故的原因。 传统的监控系统通常难以准确检测行人,尤其是在弱光条件下。

YOLO11 可以通过识别正在过马路、在十字路口等待或在移动车辆附近行走的行人来增强行人检测能力。安装在交通信号灯或自动驾驶车辆上的摄像头可以使用 YOLO11 实时检测行人,并相应地调整交通信号。

为了确保准确的行人检测,可以在大型数据集上训练YOLO11,该数据集包含各种环境中行人的标记图像,包括人行横道、人行道和十字路口。这些数据集考虑了不同的角度、遮挡和人群密度,从而提高了检测可靠性。

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图 3. YOLO11 检测人行横道上的行人,通过提高实时行人识别能力来增强道路安全。

例如,智慧城市环境可以将行人检测集成到人行横道管理系统中,确保当行人仍在穿行时,交通信号灯保持红色。

此外,公交车站和地铁站等公共交通枢纽可以利用行人检测来分析人群移动情况,并优化列车/公交时刻表。这可以确保高效的客流,并减少高峰时段的等待时间。

抛锚车辆检测

抛锚或损坏的车辆会扰乱交通流量,并为其他驾驶员造成危险。快速检测到这些车辆对于防止拥堵和最大限度地降低事故风险至关重要。

YOLO11 可以训练来识别高速公路、桥梁和隧道上的抛锚车辆。通过分析来自路边摄像头的实时画面,YOLO11 可以检测到阻碍交通的静止车辆。

例如,高速公路控制中心可以使用 YOLO11 驱动的监控系统来识别抛锚车辆,并更快地调度路边援助。这种积极主动的方法有助于防止二次事故,并确保交通顺畅。

在道路安全中使用 YOLO11 的优势

将 YOLO11 集成到道路安全系统中具有以下优势:

  • 增强监控: 实时检测道路危险、超速车辆和行人,从而改善交通管理。
  • 提高准确性: YOLO11的目标检测功能减少了误报,并确保了可靠的监控。
  • 更快的响应时间: 自动化系统可以立即检测到道路安全问题,从而可以更快地进行干预。
  • 节省成本: 减少事故并优化交通流量可降低道路维护和紧急响应成本。
  • 可扩展性:YOLO11 可以部署在不同的环境中,从城市街道到高速公路,支持各种安全措施。

计算机视觉在道路安全领域的未来

虽然 YOLO11 为道路安全提供了强大的实时检测,但计算机视觉和 AI 未来的发展可能会进一步提高道路安全性。

一个潜在的发展方向是预测性交通管理,其中 AI 模型分析来自道路传感器、摄像头和天气条件的巨量数据,以预测潜在的拥堵或事故多发区域。

这可以使当局能够采取积极措施,例如根据路况动态调整速度限制或在瓶颈发生之前重新规划交通路线。

另一个有希望的方向是自主交通控制系统。通过将计算机视觉系统与智慧城市基础设施相结合,交通信号灯可以实时调整,以优先考虑紧急车辆,减少交叉路口的延误,并确保车辆和行人更顺畅地通行。

随着人工智能驱动的道路监控技术的不断改进,计算机视觉有望在塑造未来交通安全方面发挥更大的作用。

主要要点

道路安全仍然是一项紧迫的全球挑战,但 AI 和计算机视觉的进步为改善道路安全提供了新的机会。通过利用 YOLO11 进行坑洼检测、速度估计、行人监控和抛锚车辆检测,交通管理部门和城市规划者可以创建更安全、更高效的道路网络。

无论是用于优化交通流量、预防事故还是改善道路维护,YOLO11都展示了计算机视觉在改变交通安全方面的潜力。探索YOLO11如何为更智能、更可持续的道路安全解决方案做出贡献。

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