CN102624454A - 一种用于机动车的led通信照明装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种用于机动车的LED通信照明装置及其系统，它包括定点LED灯光通信装置和移动LED灯光通信装置；所述定点LED灯光通信装置是由依次电连接的第一光电探测器、第一信息处理单元、第一驱动电路和LED灯光发射器构成，在第一信息处理单元的输出还分别连接有第一执行器和第一显示器；所述移动LED灯光通信装置是由依次电连接的第二光电探测器、第二信息处理单元、第二驱动电路和LED前灯构成。本发明实现了不停车缴费，使车道的通行能力提高3~5倍，还实现了交通车辆动态信息的快速采集，并且还可以有效避免前后车辆车距太近，防止汽车之间的相互追尾的恶性交通事故。

Description

一种用于机动车的LED通信照明装置及其系统

技术领域

本发明涉及一种将车辆灯光照明和车辆信息检测集于一体的通信照明系统，尤其是一种用于机动车的LED通信照明装置及其系统，属于汽车电子信息技术应用领域。

 

背景技术

现目前在进行交通数据采集时，主要是通过两种检测方式：

一、静态交通探测方式：这种方式主要是利用位置固定的定点检测器或视频监控来实现。其中，定点检测器的种类有感应线圈检测器、超声波检测器、雷达检测器、光电检测器、红外线检测器等，该技术非常成熟，且精度较高，适用于交通量较大的道路。但是其缺点是采集范围有限、损坏率高、施工周期长且施工成本昂贵。另一种视频监控则是利用摄像机作为记录设备，通过对一定时间段内的图像进行分析得出交通流的详细资料。对于交叉口交通状况的调查，常采用这种方法。视频监控虽然直观，但是其成本较高、数据整理工作量大（需要大量的图像处理工作）、有时可靠度较低（如大型车辆可能遮挡随行的小型车辆等）。

二、基于全球性、全天候的卫星无线电定位系统（GPS）的动态交通探测方式：这种方式精度高，速度快，但是，在实际应用中存在采集盲区（如高架下的道路采集不到GPS信号）、样本容量小、建设和运营成本高等缺陷。

针对以上两种检测方式的不足，同时结合人们越来越多的采用白光LED来作为车辆前照灯以及汽车尾灯的情况，如果能够利用车载的白光LED来进行无线通信，将对传统的机动车检测方式产生革命性的突破。对此，公开号为CN102098112的中国专利公开了一种“LED光源水下短距离数据通信的系统”，它包括发送端组件和接收端组件，发送端组件用于对待发送的数据信号进行编码，利用编码后的信号调制LED光源发送LED光信号，所述LED光信号中包含所述待发送的数据信息；接收端组件用于对所接收的所述LED光信号进行光电转换、解调后，还原所述待发送的数据信号。但是，这种通信系统结构较为单一，是专门针对水下短距离通信而设计的，目前白光LED的通信技术在汽车照明上还未得到实际运用。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的主要目的在于解决目前用于对机动车交通数据进行采集的系统建设成本高、施工周期长以及检测范围较为有限的问题，同时还解决了前、后两辆车容易因车距过小而发生碰撞的问题，而提供一种建设成本较低、传递信息快捷方便，并且还能防止前后车辆因车距过小而发生碰撞的LED通信照明系统。

本发明的技术方案如下：一种用于机动车的LED通信照明装置，其特征在于，包括由依次电连接的第二光电探测器、第二信息处理单元、第二驱动电路和LED前灯所构成的移动LED灯光通信装置。

一种用于机动车的LED通信照明系统，其特征在于，包括定点LED灯光通信装置和移动LED灯光通信装置；所述定点LED灯光通信装置是由依次电连接的第一光电探测器、第一信息处理单元、第一驱动电路和LED灯光发射器构成，在第一信息处理单元的输出还分别连接有第一执行器和第一显示器；工作时，第二信息处理单元将调制后的车辆信息通过第二驱动电路加载到LED前灯发送的灯光上，第一光电探测器将接收到的LED前灯灯光信号输入到第一信息处理单元，第一信息处理单元从灯光上解调出车辆信息后发出命令控制第一执行器动作并同时通过第一显示器输出第一执行器状态；第一信息处理单元还将第一执行器状态信息通过第一驱动电路加载到LED灯光发射器发送的灯光上，第二光电探测器用于接收LED灯光发射器发出的灯光信号并输入给第二信息处理单元，第二信息处理单元解调灯光信号后根据第一执行器状态发出行车许可命令。

进一步的技术方案，在第二信息处理单元的输出端还连接有用于控制刹车的第二执行器，在第二驱动电路的输出还连接有LED尾灯，第二信息处理单元将本车信息通过第二驱动电路加载到LED尾灯的灯光上，第二信息处理单元还同时通过第二光电探测器接收前方车辆的LED尾灯发送的灯光信号并控制第二执行器动作。

再进一步，在第二信息处理单元的输出还连接有第二显示器。

本发明的LED通信照明系统中，定点LED灯光通信装置通常安装于收费站或固定的检测点，移动LED灯光通信装置安装在机动车上，为满足对每辆车进行检测，需要在每一个收费站或检测点各设一个定点LED灯光通信装置，在每一辆机动车上各安装一个移动LED灯光通信装置。LED前灯即为机动车的前照射大灯，LED尾灯即为机动车的后尾灯，第一执行器用于控制收费站的自动栏杆机动作，第二执行器控制机动车的刹车系统动作。

工作时，收费站/检测点与机动车LED前灯之间通过LED灯光实现双向通信，收费站读取机动车发送的灯光信号后执行阻拦停车收费或放行的动作，这样就减少了打卡环节，加快了车辆进出站速度；若执行的是放行动作，特别是在一些城市内环交通中（通常为年票制），就无需停车打卡后才放行，只要在较远的距离通过灯光发送该车的信息后，就可直接放行，这样机动车在进入收费站时就可以实现不停车快速通过，这对缓解收费站拥堵将起到积极的作用。同时本发明还考虑到机动车之间的通信，通过前车的LED尾灯与后车的光电探测器之间实现双向通信，这样能够实时的控制两车之间的距离，特别是在前车减速时，后车通过灯光能快速检测到信息并提示驾驶员，同时还自动作出刹车制动的动作，避免出现撞车事故，提高了行车安全性。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、实现不停车缴费：本发明通过在汽车和路桥收费站之间采用LED灯光通信，当路桥收费站接收到汽车发出的LED灯管信号后，就同时可以接收到LED灯光中携带的车辆信息，实现了汽车与路桥收费站之间的不停车缴费，从而可以使车道的通行能力提高3~5倍。

2、实现了交通车辆动态信息的快速采集：本发明利用汽车与交通信息采集点之间的LED可见光通信，可以实现道路交通信息的动态采集与发布，从而为车主在多条道路通往目的地的情况下选择最为畅通的道路。同时，交通信息采集点与过往超速（或违章）汽车之间的通信可以完全杜绝现在的违法“黑” 车的“套牌”行为。

3、避免前后车辆车距太近：本发明通过道路行驶过程中前车尾灯与后车之间的LED灯光通信，可以实现车辆间距的有效控制，防止汽车之间的相互追尾的恶性交通事故。

 

附图说明

图1为本发明用于机动车的LED通信照明系统的结构示意图；

图2为本发明LED通信照明系统的工作流程图。

图中，1—定点LED灯光通信装置，11—第一光电探测器，12—第一信息处理单元，13—第一驱动电路，14—LED灯光发射器，15—第一执行器，16—第一显示器，2—移动LED灯光通信装置，21—第二光电探测器，22—第二信息处理单元，23—第二驱动电路，24—LED前灯，25—第二执行器，26—LED尾灯，27—第二显示器。

 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明用于机动车的LED通信照明系统，包括定点LED灯光通信装置1和移动LED灯光通信装置2；定点LED灯光通信装置1在每一个检测点（如收费站的各个窗口）各安装一个，其安装位置相对固定，移动LED灯光通信装置2则在每台机动车上安装一个。所述定点LED灯光通信装置1是由依次电连接的第一光电探测器11、第一信息处理单元12、第一驱动电路13和LED灯光发射器14构成，在第一信息处理单元12的输出还分别连接有第一执行器15和第一显示器16。第一光电探测器11是现有的用于探测汽车灯光的传感器设备，第一信息处理单元12是由中心处理器以及连接在中心处理器输入端的信息解调器和连接在中心处理器输出端的信息调制器组成，第一光电探测器11采集的灯光信号经第一信息处理单元12的信息解调器输入到中心处理器，中心处理器根据预置的控制程序发出命令控制第一执行器15和第一显示器16，同时中心处理器还将解调并经过处理后的信息再调制成命令并通过第一驱动电路13将信息加载到LED灯光发射器14发射的灯光上，以此将执行信息反馈给机动车。这里的LED灯光发射器14和第一驱动电路13为现有的设备，第一驱动电路13的作用在于将第一信息处理单元12发出的信息加载到LED灯光发射器14发射的灯光上，第一执行器15用于控制检测点的栏杆机的升降，第一显示器16用于显示第一执行器15的实时工作状态，方便机动车驾驶员观察。

参见图1，本发明中的移动LED灯光通信装置2是由依次电连接的第二光电探测器21、第二信息处理单元22、第二驱动电路23和LED前灯24构成，在第二信息处理单元22的输出端还连接有用于控制刹车的第二执行器25，在第二驱动电路23的输出还连接有LED尾灯26，在第二信息处理单元22的输出还连接有第二显示器27。第二信息处理单元22的作用在于将本车信息通过第二驱动电路23加载到LED尾灯26的灯光上，第二信息处理单元22还同时通过第二光电探测器21接收前方车辆的LED尾灯发送的灯光信号并控制第二执行器25动作。这里第二光电探测器21与第一光电探测器11为相同的传感器检测设备，第二驱动电路23与第一驱动电路13的结构相同，第二信息处理单元22也是由中心处理器以及连接在中心处理器输入端的信息解调器和连接在中心处理器输出端的信息调制器组成，其工作原理与第一信息处理单元12相同，第二信息处理单元22与第一信息处理单元12的区别在于其内置的控制程序，第二信息处理单元22的内置程序作用在于根据接收的信息控制第二执行器25动作和第二显示器27输出第二执行器25的状态，以及向收费检测点或前车发送灯光信号。本发明中第二执行器25用于控制刹车系统，但是根据需求，也可以设置为控制其他机动车部件。

工作原理：参见图1和图2，当机动车进入收费站点时，首先机动车上的第二信息处理单元22将调制后的本车车辆信息（如车牌号、年审记录等）通过第二驱动电路23加载到LED前灯24发送的灯光上；收费站检测点处的第一光电探测器11将接收到的LED前灯24灯光信号输入到第一信息处理单元12，第一信息处理单元12从灯光信号上解调出该车辆信息后发出命令控制第一执行器15动作并同时通过第一显示器16输出第一执行器15状态；第一信息处理单元12还将第一执行器15状态信息通过第一驱动电路13加载到LED灯光发射器14发送的灯光上，以此将信息反馈给机动车。机动车上的第二光电探测器21用于接收LED灯光发射器14发出的灯光信号并输入给第二信息处理单元22，第二信息处理单元22解调灯光信号后根据第一执行器15的状态发出行车许可命令。若第一执行器15升起栏杆机，第二信息处理单元22将发出命令提示驾驶员车辆可以前行；若第一执行器15放下栏杆机，第二信息处理单元22将发出命令控制第二执行器25使得刹车制动，汽车减速，等待缴费。

当前、后两辆车在行驶时，首先前车的信息处理单元将调制后的本车车辆信息（如车牌号、年审记录等）通过驱动电路加载到本车的LED尾灯发送的灯光上；后车上的光电探测器检测接收该灯光信号后输入给本车的信息处理单元，后车的信息处理单元判断出前车的车距后，若车距大于设定范围，则继续正常行驶，若车距小于或等于设定车距范围，信息处理单元则发出命令控制后车上的执行器，使得刹车产生制动，达到使后车自动减速或停车的效果，这样就能保障在车距过小，而驾驶员来不及操作时，汽车自动进行紧急制动，避免发生撞车意外。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行的修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于机动车的LED通信照明装置，其特征在于，包括由依次电连接的第二光电探测器（21）、第二信息处理单元（22）、第二驱动电路（23）和LED前灯（24）所构成的移动LED灯光通信装置（2）。

2.一种用于机动车的LED通信照明系统，其特征在于，包括定点LED灯光通信装置（1）和移动LED灯光通信装置（2）；所述定点LED灯光通信装置（1）是由依次电连接的第一光电探测器（11）、第一信息处理单元（12）、第一驱动电路（13）和LED灯光发射器（14）构成，在第一信息处理单元（12）的输出还分别连接有第一执行器（15）和第一显示器（16）；工作时，第二信息处理单元（22）将调制后的车辆信息通过第二驱动电路（23）加载到LED前灯（24）发送的灯光上，第一光电探测器（11）将接收到的LED前灯（24）灯光信号输入到第一信息处理单元（12），第一信息处理单元（12）从灯光上解调出车辆信息后发出命令控制第一执行器（15）动作并同时通过第一显示器（16）输出第一执行器（15）状态；第一信息处理单元（12）还将第一执行器（15）状态信息通过第一驱动电路（13）加载到LED灯光发射器（14）发送的灯光上，第二光电探测器（21）用于接收LED灯光发射器（14）发出的灯光信号并输入给第二信息处理单元（22），第二信息处理单元（22）解调灯光信号后根据第一执行器（15）状态发出行车许可命令。

3.根据权利要求2所述的用于机动车的LED通信照明系统，其特征在于，在第二信息处理单元（22）的输出端还连接有用于控制刹车的第二执行器（25），在第二驱动电路（23）的输出还连接有LED尾灯（26），第二信息处理单元（22）将本车信息通过第二驱动电路（23）加载到LED尾灯（26）的灯光上，第二信息处理单元（22）还同时通过第二光电探测器（21）接收前方车辆的LED尾灯发送的灯光信号并控制第二执行器（25）动作。

4.根据权利要求3所述的用于机动车的LED通信照明系统，其特征在于，在第二信息处理单元（22）的输出还连接有第二显示器（27）。

Images