CN103280122A - 一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统 - Google Patents

一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，包含三个模块：信息采集模块、事故判断模块、事故预警模块。信息采集主要采用侧向安装的微波检测器进行车速采集，利用单片机对速度信号进行处理并对可能发生相撞的车辆做出正确判断，最后采用LED电子显示屏以及灯光闪烁装置进行事故预警。本发明信号控制十字路口防撞预警系统，设计合理，其在现有的车辆测速技术的基础上增加了防碰撞预警功能，是对交通灯的有效补充，且只有在可能的碰撞被检测到才进行预警提示，这样对道路使用者的预警效果更好，对降低十字路口的事故发生率有一定的作用。

Description

一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统
技术领域
本发明涉及一种车辆防撞预警系统，具体涉及信号控制十字路口车辆防撞预警系统。
背景技术
发生在十字路口的事故类型众多，其中车辆与车辆之间的交通事故更为普遍，并且夜晚的事故率更高。这类事故一般都伴随着交通违章，主要表现为闯红灯和超速行驶。
我国目前对于十字路口交通事故的预防措施主要体现在以下几个方面：（1）法律法规方面；（2）交通标志标线方面；（3）信号控制措施。
但上述措施发挥作用都要依赖于驾驶员遵守交通规则这个前提，对于抱有侥幸心理的驾驶员，并不能发挥作用。例如夜晚车流量较少的时候，驾驶员超速、闯红灯的现象会明显增多。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的目的在于提供一种能够及时采集信息反映当时车辆通行情况并及时通过画面显示，向其他进口道上安全行驶的车辆进行预警，从而减少十字路口的交通事故发生率。本发明设计合理，其在现有的车辆测速技术的基础上增加了防碰撞预警功能，是对交通灯的有效补充，且只有在可能的碰撞被检测到才进行预警提示，这样对道路使用者的预警效果更好，对降低十字路口的事故发生率有一定的作用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
信号控制十字路口车辆防撞预警系统，包括：
一信息采集模块，一事故判断模块以及一事故预警模块，所述事故判断模块分别与所述信息采集模块和所述事故预警模块连接；
一信息采集模块，用于采集当前车辆的测试位置的行驶速度，
一事故判断模块，通过所述信息采集模块采集到测试位置的行驶速度，通过与事故设定临界速度比较，一旦超出事故设定临界速度，则响应事故预警模块，
一设置预警位置的事故预警模块，通过设置道路上的画面显示装置提示驾驶员未知路段的实时信息。
优选的，所述信息采集模块采用设置道路内的地感线圈或微波检测器。
优选的，所述微波检测器的安装方式为侧向安装。
优选的，所述画面显示装置为LED电子显示屏和/或灯光闪烁LED电子显示屏。
优选的，所述画面显示装置提醒方式为动画和/或文字的方式。
优选的，测速位置与预警位置间的距离                                                
Figure 125418DEST_PATH_IMAGE001
，其中系统反应时间
Figure 344522DEST_PATH_IMAGE002
；
驾驶员从发现预警装置，到识别预警内容的反应时间
Figure 757049DEST_PATH_IMAGE003
；
车辆到达预警位置前，因视野限制不能看到预警装置的位置到预警装置间的距离
Figure 785048DEST_PATH_IMAGE004
；
道路上的最高限速为。
优选的，预警位置到“最危险点”间的距离
Figure 93986DEST_PATH_IMAGE006
：
Figure 993809DEST_PATH_IMAGE007
，其中车辆到达预警位置前，因视野限制不能看到预警装置的位置到预警装置间的距离
Figure 497603DEST_PATH_IMAGE004
；
Figure 799271DEST_PATH_IMAGE005
为道路上的最高限速；
Figure 159845DEST_PATH_IMAGE008
为车辆的安全速度；
Figure 484648DEST_PATH_IMAGE009
为车辆的最大减速度。 
本发明的有益效果是：
该系统针对交通事故多发的城市十字路口，提出使十字路口各个进口道交通信息共享，能及时有效地将十字路路口的交通隐患以预警的方式告知驾驶员，是对交通灯的有效补充，对降低十字路口的事故发生率有一定的作用。利用现有检测器件通过对十字路路口各个路段的闯红灯车辆车速的实时检测，利用单片机对速度信号进行处理并对可能发生相撞的车辆做出正确判断，通过LED电子显示屏以及灯光闪烁装置进行事故预警，及时对驾驶员提示未知路段的实时信息，以便及时采取措施避免碰撞发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1为本发明的系统应用示意图。
附图2为本发明的系统模块示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照附图1，系统结构介绍：以双向十字路口为例，车辆在十字路口内可能的碰撞位置为十字路口内四个相交冲突点。以由东向西方向为例，该方向上的车辆可能与由南向北的车辆在P1点相撞，也可能与由北向南的车辆在P2点相撞，由于P1点位置是由东向西方向上车辆最早可能出现的相撞点，在此定义P1点为该方向上的“最危险点”。P2、P3、P4的定义与此类似。由东向西方向上的测速位置、预警位置如图1所示，其中，测速位置与预警位置间的间距为
Figure 854449DEST_PATH_IMAGE010
，预警位置与该方向上的“最危险点”之间的间距为
Figure 745045DEST_PATH_IMAGE006
。
为了保证系统发出的预警对驾驶员能够产生作用，测速位置与预警位置间的距离要足够的大。假设道路上的最高限速为，违章车辆的速度不高于道路限定速度的1.5倍，则测速位置与预警位置间的距离由以下因素决定：
系统反应时间
Figure 88618DEST_PATH_IMAGE002
；
驾驶员从发现预警装置，到识别预警内容的反应时间
Figure 262111DEST_PATH_IMAGE003
；
车辆到达预警位置前，因视野限制不能看到预警装置的位置到预警装置间的距离。
则测速位置与预警位置间的距离可由下式计算得到：
Figure 178431DEST_PATH_IMAGE001
                       （1）
预警位置到“最危险点”间的距离
Figure 274563DEST_PATH_IMAGE006
可视具体情况来定，但要保证违章车辆在得到报警信息之后，有条件在到达“最危险点”之前将速度降至安全速度
Figure 923850DEST_PATH_IMAGE008
，即：
Figure 789038DEST_PATH_IMAGE007
                       （2）
其中，
Figure 927895DEST_PATH_IMAGE009
为车辆的最大减速度。其余三个十字路口进口道的情况相同。
参照附图2，系统模块介绍：
一信息采集模块101，一事故判断模块102以及一事故预警模块103，所述事故判断模块102分别与所述信息采集模块101和所述事故预警模块103连接。
（1）信息采集
两车在十字路口内是否会发生碰撞，由两车到达冲突点的时间决定，而车辆到达冲突点的时间又跟车辆的行驶速度相关，所以需要采集车辆的行驶速度作为系统的输入参数。
首先，通过利用检测器件采集需要采集车辆的行驶速度作为输入参数来采集信息。常见的车速采集技术有地感线圈和/或微波检测，其速度检测的误差均在3%以内，能够满足系统的要求。系统需要检测的是十字路口各个进口道内所有车道上的车速信息，为了避免埋设过多的地感线圈，系统采用侧向安装的微波检测器进行车速采集。
（2）事故判断
由于在十字路口内左转或右转的车辆速度不会过快，可以认为超速进入十字路口的车辆都是直行车辆。仍以由东向西行驶的车辆为例，利用单片机对速度信号进行处理而分析信息。当东西方向直行相位信号为红灯时，车辆经过测速位置测得的瞬时速度为，如果车速过快，车辆不能在停止线前停车，即：
                                （3）
其中，
Figure 683996DEST_PATH_IMAGE013
为测速位置到停止线的距离。此时需要向拥有通行权的两个进口道方向发出预警信息。
事故预警
本模块利用画面显示装置来显示是否有事故。显示装置为LED电子显示屏和/或灯光闪烁LED电子显示屏。LED电子显示屏以及灯光闪烁装置进行事故预警。电子显示屏上以动画、文字的方式对驾驶员进行提醒，动画既可以吸引驾驶员的注意，又可以简洁地传达事故隐患信息。文字用来显示车速信息，灯光闪烁装置在夜晚能够发挥较好的提醒作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于，包括：一信息采集模块，一事故判断模块以及一事故预警模块，所述事故判断模块分别与所述信息采集模块和所述事故预警模块连接；
一信息采集模块，用于采集当前车辆的测试位置的行驶速度，
一事故判断模块，通过所述信息采集模块采集到测试位置的行驶速度，通过与事故设定临界速度比较，一旦超出事故设定临界速度，则响应事故预警模块，
一设置预警位置的事故预警模块，通过设置道路上的画面显示装置提示驾驶员未知路段的实时信息。
2.根据权利要求1所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：所述信息采集模块采用设置道路内的地感线圈或微波检测器。
3.根据权利要求2所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：所述微波检测器的安装方式为侧向安装。
4.根据权利要求1所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：所述画面显示装置为LED电子显示屏和/或灯光闪烁LED电子显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：所述画面显示装置提醒方式为动画和/或文字的方式。
6.根据权利要求1所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：测速位置与预警位置间的距离                                                
Figure 2013102388642100001DEST_PATH_IMAGE001
，其中系统反应时间
Figure 829692DEST_PATH_IMAGE002
；
驾驶员从发现预警装置，到识别预警内容的反应时间
Figure 2013102388642100001DEST_PATH_IMAGE003
；
车辆到达预警位置前，因视野限制不能看到预警装置的位置到预警装置间的距离
Figure 900416DEST_PATH_IMAGE004
；
道路上的最高限速为
Figure DEST_PATH_IMAGE005
。
7.根据权利要求1所述的一种信号控制十字路口车辆防撞预警系统，其特征在于：预警位置到“最危险点”间的距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，其中车辆到达预警位置前，因视野限制不能看到预警装置的位置到预警装置间的距离；
Figure 140840DEST_PATH_IMAGE005
为道路上的最高限速；
Figure 370964DEST_PATH_IMAGE008
为车辆的安全速度；
为车辆的最大减速度。
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