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在自行车运动中使用计算机视觉

了解Ultralytics YOLO11 等计算机视觉模型如何通过跟踪骑车人、检测头盔和分析车速来提高道路感知能力,从而增强骑车安全。

作为一种可持续的交通方式、竞技运动和健身活动,自行车运动越来越受欢迎。然而,安全问题、基础设施的局限性以及更好地整合道路的需求仍然是全球骑自行车者面临的主要问题。根据最近的研究,2024 年安大略省的骑车人和行人死亡人数将大幅增加,与前一年相比,骑车人死亡人数将翻一番,行人死亡人数将增加 82%。

为了应对这些挑战,人工智能(AI)和计算机视觉模型,如 Ultralytics YOLO11等人工智能和计算机视觉模型可用于提高骑行安全、优化基础设施和改善整体骑行体验。通过利用实时物体检测、跟踪和分析,视觉人工智能可以提高骑行安全,为交通规划提供洞察力,甚至还能检测头盔使用等法规遵从情况。

此外,计算机视觉还能帮助城市规划者监控骑车人的运动模式,从而设计出更好的自行车道和更安全的道路一体化。对于休闲和专业的自行车骑行者来说,人工智能驱动的视觉系统可以协助进行速度监控、道路危险检测和导航支持,从而使自行车骑行更加安全和方便。

在本文中,我们将探讨骑车人面临的挑战、计算机视觉如何提供帮助,以及人工智能视觉系统在自行车运动中的一些实际应用。

当今自行车运动面临的挑战和关切

尽管骑自行车越来越受欢迎,但仍有一些挑战影响着骑车的安全性和便利性:

  • 骑车安全风险:骑自行车的人是最易受伤害的道路使用者之一,他们面临着司机注意力不集中、路况差、自行车基础设施不足等危险。缺乏实时安全措施会增加事故风险。
  • 交通一体化问题:许多城市仍然没有专门的自行车道,迫使骑车人与机动车共用道路,增加了发生碰撞的可能性。
  • 城市规划数据缺口:与机动车不同,大规模交通监控系统通常无法跟踪自行车,这限制了城市规划者优化自行车路线的能力。
  • 遵守和执行头盔规定:头盔能大大降低受伤风险,但遵守情况却大相径庭。跟踪头盔使用情况可以鼓励人们养成更好的安全习惯,并帮助决策者制定有效的法规。

要解决这些问题,需要更智能的解决方案,而计算机视觉技术正在成为提高自行车安全和效率的关键工具。

计算机视觉如何增强自行车运动

计算机视觉模型可以实时分析、检测和跟踪物体,因此非常适合用于提高骑行安全和性能。通过将视觉人工智能集成到智能自行车系统中,人工智能驱动的摄像头和传感器可以提供实时见解,从而改善道路安全和基础设施规划。

计算机视觉可增强自行车安全的关键领域:

  • 自行车安全监测:人工智能驱动的检测系统可以识别不安全的路况,如坑洼或突然的交通拥堵,并向骑车人发出警报。
  • 头盔合规性检测:计算机视觉可以检测骑车人的头盔使用情况,以鼓励安全行为。
  • 交通流量分析: 目标检测模型可以分析自行车与车辆的相互作用,确定需要改进自行车基础设施的区域。
  • 跟踪自行车运动,实现更智能的城市规划:由人工智能驱动的对骑车人密度和道路使用情况的跟踪可为基础设施开发提供信息,确保城市拥有更好的骑车条件。

现在,让我们来看看计算机视觉在自行车运动中的应用。

计算机视觉在自行车运动中的应用

既然我们已经探讨了自行车运动所面临的挑战,以及计算机视觉模型如何提高安全性和便利性,下面就让我们来看看现实世界中的应用。由视觉人工智能驱动的系统可以改善自行车基础设施、监控头盔使用情况、提高安全性并为骑车人提供道路支持。

检测和跟踪自行车与人类,提高骑行安全

了解骑车人和行人如何在城市环境中移动,对于改善交通管理、道路安全和优化基础设施至关重要。计算机视觉模型可以实时检测、跟踪和计算自行车和行人的数量,为加强自行车道的设置、降低事故风险和改善整体交通流量提供宝贵的数据。

视觉人工智能监控摄像头可以监控不同区域的自行车密度,让城市规划者能够根据实际使用模式调整道路设计。通过分类,人工智能模型可以区分骑车人、自行车和头盔,从而为基础设施规划收集更精确的数据。当局可以评估现有的自行车道是否足够,或者是否需要增加自行车基础设施。

图 1.计算机视觉检测骑车人、自行车和头盔使用情况。

自行车和行人计数还有助于改善交通管理和应急响应。如果在一天中的特定时间检测到大量骑自行车的人,就可以调整交通信号,改善十字路口骑自行车的优先次序。

通过利用实时检测、细分和计数,交通部门可以做出以数据为导向的决策,从而加强城市规划,提高骑行安全,建设对骑行者更友好的城市。

检测头盔是否符合安全要求

佩戴头盔可大大降低头部严重受伤的风险,但骑车人对头盔的遵守情况仍不一致。像YOLO11 这样的计算机视觉模型可以实时检测骑车人是否佩戴头盔,从而实现安全监控和执法。

图 2.计算机视觉模型识别戴头盔和不戴头盔的骑车人。

例如,人工智能驱动的交通监控系统可以分析自行车道的视频馈送,检测头盔的使用率。决策者可以利用这些数据开展有针对性的宣传活动,或更有效地执行头盔法规。

此外,在自行车活动或竞技比赛中,人工智能驱动的头盔检测可以确保所有参赛者在比赛开始前符合安全标准。通过利用 Vision AI 进行头盔检测,城市和自行车组织可以鼓励人们养成更安全的骑行习惯,并最终降低与自行车相关的伤害风险。

为骑车人和周围车辆估算速度

对于骑车人和周围的道路使用者来说,车速对骑车安全至关重要。YOLO11 可以通过培训来估算骑车人和附近车辆的速度,提供有助于改善交通管理和预防事故的见解。

例如,人工智能驱动的路边摄像头可以监控十字路口或陡坡等高风险区域的骑车人速度,在这些区域,车速控制至关重要。此外,计算机视觉模型还能跟踪自行车道附近的车速,识别汽车行驶速度明显快于骑车人的区域,这可能会增加碰撞风险。当检测到自行车道附近的车辆速度过快时,人工智能驱动的系统就能为执行速度限制或设计保护性障碍提供见解,从而提高骑车人的安全。

图 3. YOLO11 实时检测车辆速度,改进道路安全措施。

自行车速度分析也能让竞技骑手受益。通过使用 Vision AI 实时跟踪速度和加速度,骑行者可以获得即时反馈,帮助他们提高成绩并保持安全的骑行速度。

通过分析速度模式,城市规划者可以实施速度控制措施,调整自行车道设计,并提高所有使用者的道路安全。

检测路标,改进自行车导航

对于骑自行车的人来说,在城市环境中行驶是一项挑战,尤其是在交通标志和道路规则复杂的地区。YOLO11 可以实时检测道路标志,帮助骑车人及时了解情况,提高道路安全。

图 4.YOLO11 对不同路标进行检测和分类。

例如,安装在车把上的摄像头可以利用视觉人工智能来识别和分类交通标志,如自行车道标记、停车标志或人行横道。这些信息可以通过可视化界面传递给骑车人,确保他们了解重要的道路指示。

自行车赛或耐力赛也可受益于实时标志检测。人工智能驱动的系统可以让比赛组织者了解参赛者是否正确地按照路线标志行进,从而减少错误转弯,提高比赛安全性。

通过将路标检测集成到骑行技术中,人工智能驱动的导航可以提高态势感知能力,支持更安全的骑行体验。

计算机视觉在自行车运动中的未来

随着人工智能技术的发展,计算机视觉有望在提升骑行体验方面发挥更大作用。未来的一些潜在应用包括

  • 具有实时人工智能视觉功能的智能自行车头盔:未来的头盔可能会集成人工智能驱动的摄像头,可检测障碍物、路标和附近的车辆,为骑车者提供实时警报。
  • 针对骑自行车者的自适应交通信号灯: 计算机视觉可以分析十字路口的自行车流量,并通过成为智能交通信号灯系统的一部分来帮助交通管理,该系统可进行实时调整,减少等待时间并提高自行车的安全性。
  • 自动监测自行车道安全:人工智能驱动的监控系统可以分析自行车道的危险性,确保自行车道的安全和维护。

这些创新突出了人工智能驱动的视觉如何创造更安全、更高效、更便捷的骑行体验。

主要收获

随着自行车作为一种可持续的交通方式越来越受欢迎,YOLO11 等计算机视觉模型为提高安全性、导航和基础设施规划提供了实用的解决方案。通过自动头盔检测、速度监控和自行车跟踪,人工智能视觉可以提升骑行体验,降低事故风险。

无论是检测道路危险、改善导航,还是集成人工智能驱动的安全解决方案,计算机视觉正在改变城市通勤者、运动员和休闲骑行者的骑行方式。探索YOLO11 和人工智能驱动的视觉系统如何增强自行车安全和基础设施规划。

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