行人是交通系统中的主要参与者，也是交通事故中的主要受害者，如何利用现代科学技术来保护行人的生命安全变得越来越迫切。本期就给大家简单介绍保护行人的三大系统（ PDS、PCW、PPS ）。
首先，我们要了解什么是 PDS、PCW 和 PPS ？
- PDS 行人检测系统，它就像一双时刻监视着前方行人的“眼睛”，利用传感器捕捉车辆前方的行人信息，通过计算机视觉技术判断图像或者视频序列中是否存在行人并给予精确定位；
- PCW 行人碰撞预警系统，它就像一把带有距离刻度的“戒尺”，在检测到前方有行人后，会时刻用这把尺度量车与人之间的距离，当距离过小超过阀值时，这把“戒尺”还会“敲打”你一下，让你注意行车安全；
- PPS 行人保护系统，它就像是一个车外的保护行人的“安全气囊”，当车辆已经无法避免碰撞，车辆在检测到碰撞的一瞬间会启动发动机舱盖的缓冲装置，减小车辆对行人的碰撞伤害。
摄像头、雷达是最常用于 PDS 与 PCW 系统的传感器，摄像头在获取物体轮廓，捕捉行人类别信息有很大的优势，并且其测量的范围广、视角宽度也比较大，而雷达在测距、测速上又有极大的优势，两者相融合应用成为了 PDS 与PCW 应用的主流传感设备。
图 1. 摄像头及雷达传感器
PDS 利用传感器获取图像，利用算法迅速精准的检测识别出行人，对其进行精准定位。因行人姿态瞬息万变又极其容易受光照、背景、服装、遮挡等因素的影响，使得各大厂商针对行人检测算法方法也各有不同。根据其检测方法又可大致分为以下几类：
图 2. 常见行人检测图
- 基于模板匹配：顾名思义，也就是将标定的行人模板图像与待检测的图像进行相关近似度计算，若近似度达到设定的要求则表示符合，则所框定图像判定为行人。
- 基于运动信息：将图像中目标行人标记提取，根据对其运动轨迹，运动方向进行信息追踪。
- 单一底层特征检测：直接提取目标图像的信息，通过计算轮廓边缘、梯度和颜色等得到，这些特征的计算只是依赖于当前目标图像。其在面对复杂情况时无法取得较好的检测效果。
- 基于学习特征：在统计大量样本的基础上得到的可以表征目标特性的特征，利用机器学习方法会挑选出最能表达行人目标的特征构造最强目标分类器。
- 多特征融合：通过从不同的角度、不同的方面去提取目标的特征，并且多特征融合来全面的描述目标进行对比。
图 3. PDS 行人识别
在驾车过程中最为常见的情况就是行人过街，而行人过街大致可以分为三种类型：一是始终保持均匀步数过街。二是行人横越道路的途中，看到车辆较多，停顿不前或犹豫不决。三是行人过街走到马路中线后，看到汽车急速驶来，加快步伐抢行过街。
图 4. 行人过街
驾驶员在很多情况下是很难预测和估计行人的下一秒的运动状态的，而通过机器学习的方式，来改变和提升车辆感知系统对周围行人、骑自行车者运动轨迹判断能力，在很大程度上能辅助驾驶员预测行人运动状态，降低风险。
图 5. 预测行人运动轨迹图
PCW 与 FCW 的工作原理类似，同样是利用传感器获取车辆前方信息，进行物体识别，再进行测距预警，都是只起到预警作用。但是其监测更具针对性，主要用于检测道路上行人的运动状态，判断计算本车与行人的行驶速度及行驶方向是否会发生碰撞，提醒驾驶员注意行人，及时进行制动减速。
图 6. PCW 行人碰撞预警
当检测距离过近可能会发生行人碰撞时，系统及时进行警报（通过震动座椅、震动方向盘、车内蜂鸣器响等），部分车辆装配有 HUD 抬头显示，结合 HUD 抬头显示的两个红方块闪烁，能让驾驶员更直观更迅速的做出决策反应。
图 7. PCW 结合HUD 预警图
PPS 是保护行人的最后的“安全气囊”，当 PCW 系统已经预警，驾驶员未能及时进行减速制动，车辆已经无法避免碰撞行人时，保护装置会在10-15毫秒内激活，使得使汽车发动机罩按设计要求抬升（部分车辆会配置安全气囊），从而通过增加能量吸收和使冲击力沿发动机罩表面偏移而减轻行人撞伤，最终实现行人保护的目的。
图 8. 车辆与行人碰撞图
图 9. PPS 行人保护装置图
交通道路的行车环境的复杂多样性，驾驶员在驾车行驶的过程中要时刻注意着道路情况，整个行车过程都是在不停的动态变化的，保护行人的三大系统，从行人的检测系统到行人碰撞预警系统再到行人保护系统，在一系列连贯的系统的共通作用下最大程度的保障行人及驾驶员的人身安全。
图 10. 行人保护动态过程
以上就是关于保护行人的三大系统（PDS、PCW、PPS），希望对大家有所帮助，不要忘记点击页面右上角关注哦，我们下期再见~
附录：参考文献
- 电子学报，许言午，行人检测系统研究新进展及关键技术展望
- 电子学报，杜友田，基于视觉的人的运动识别综述
- 搜狐，智芯原动，ADAS —— 行人检测
- 电子发烧友，高工智能汽车，ADAS 还是自动驾驶，行人检测一直是难点之一
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