CN103886768B

CN103886768B - 安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统

Info

Publication number: CN103886768B
Application number: CN201410144648.6A
Authority: CN
Inventors: 张金傲; 蒋路平; 杨联泳
Original assignee: Heilongjiang University
Current assignee: Heilongjiang University
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2034-04-11
Also published as: CN103886768A

Abstract

安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统。本发明组成包括:主机（1）、副机（2），主机与副机通过蓝牙连接，主机与红和绿LED及驱动模块A（3）连接，副机与红和绿LED及驱动模块B（4）连接，主机与副机均具有红光接收组件（5）、绿光接收组件（6）、调制驱动电路（16）、蓝牙模块（10）、微处理器（11）、状态显示LED（8）、电源（18），红光接收组件包括红光滤色镜及遮光罩（12）、红光放大解调电路（14），绿光接收组件包括绿光滤色镜及遮光罩（13）、绿光放大解调电路（15），微处理器分别与红光放大解调电路、绿光放大解调电路、调制驱动电路、蓝牙模块连接。本发明用于数字化交通信号发射、接收。

Description

安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统

技术领域：

本发明涉及一种可人眼和机器双重读取交通信号信息的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统。

背景技术：

当前机动车只能通过安装在机动车上的各类信号灯输出停车、左转、右转、减速、等与本车相关的交通信号。上述信号与交通信号灯、交通标示、交警指挥构成交通信号体系，这种信号体系是为行人和驾驶人员的识别设计的，是靠人的眼去识别。高速公路、城市道路对道路上的交通信号灯、繁多的识别标记、汽车的信号和交警指挥手势和指挥棒信号的识别分散了驾驶人员对道路的注意力，由于对交通信息处理不及时、识别错误和机动车之间缺乏信息交互是道路拥堵和各类交通事故的原因之一（人类已经进入数字化的信息时代，而现代化的交通工具的信号系统还处在落后的单一人识别状态）。这种通过人的眼睛去识别的传统方式已经满足不了当前交通发展的要求，尤其是今后自动驾驶车辆对交通信号的识别与处理在国内外还处于空白状态。当前需要一种借助电子技术、可数字化交通信息识别的接收装置和交互方法，这种方式应不改变现有交通体系的属性、不改变人们已经熟悉的信号识别方式。

发明内容：

本发明的目的是提供一种安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其组成包括:主机、副机，所述的主机与所述的副机通过蓝牙连接，所述的主机与红和绿LED及驱动模块A连接，所述的副机与红和绿LED及驱动模块B连接，所述的主机与所述的副机均具有红光接收组件、绿光接收组件、调制驱动电路、蓝牙模块、微处理器、状态显示LED、电源，所述的红光接收组件包括红光滤色镜及遮光罩、红光放大解调电路，所述的绿光接收组件包括绿光滤色镜及遮光罩、绿光放大解调电路，所述的微处理器分别与所述的红光放大解调电路、所述的绿光放大解调电路、所述的调制驱动电路、所述的蓝牙模块、所述的状态显示LED、所述的电源连接，所述的主机还包括音频电路及喇叭、键盘组、液晶显示屏，所述的主机的微处理器还与所述的键盘组、所述的音频电路及喇叭、所述的液晶显示屏连接；

所述的红和绿LED及驱动模块A与所述的红和绿LED及驱动模块B均具有电子开关、红和绿LED组，所述的红和绿LED组与所述的电子开关连接，所述的电子开关与所述的调制驱动电路通过导线和接插件连接。

所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的主机安装在机动车前风挡玻璃上汽车内视镜内，所述的副机安装在所述的机动车的后部，所述的主机的红光接收组件与绿光接收组件安装在所述的内视镜的背面，所述的液晶显示屏与所述的键盘组安装在所述的内视镜的正面，所述的液晶显示屏显示2路动态的交通信号信息：马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息，同时显示的3个静态交通标示信息、1路交警指挥信息；提示当前交通信号信息，播放次序为交警指挥信息、交通信号信息、交通标示信息和机动车交通信息，所述的液晶显示屏显示与所述的键盘组对应的交通信号图形或文字。

所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B分别通过所述的调制驱动电路连接所述的微处理器的Out-3，所述的微处理器的Out-3输出与所述的键盘组对应的8位2进制PWM或PPM时序基波,通过所述的微处理器Out-3连接所述的信号调制电路驱动对所述的时序基波进行57KHz或其它更高的频率的混频和放大。

所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B发出的数字编码信号包括如下信号：所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B同时输出的超车信号、报警信号、特种车辆信号；所述的红和绿LED及驱动模块B单独发出的停车信号、保持车距信号、可以超车信号；

所述的数字编码信号输出由与所述的微处理器In-3连接对应的键盘组进行控制，每按动所述的键盘组，对应的交通编码信号输出3至5秒信号。

有益效果：

1.本发明的优点是将主设备安装在机动车前风挡玻璃的内视镜内，不占用驾驶室空间、成本低廉，结构简单，且投资小，回报大。对交通信号进行人眼和接收装置的双重识别，可大大减轻司机的疲劳和负担，降低交通事故。实现交通信号的数字化，为将来的自动驾驶提供一种有效途径。

2.在传统交通信号系统和交通标记基础上，在不改变司机对交通信号的识别习惯、不影响传统交通信号系统原有功能的前提下，本发明提供一种人、机可共享的交通信息发射和识别方法，既可人眼去识别同时也可用车载电子识别设备去识别并在显示屏上输出红、绿、黄灯模拟图像或文字；红、绿、黄灯时间；交通标示模拟图像或文字；交警指挥的图像；其它车载设备发出的交通信息或文字。或上述信息的声音提示信号。对交通信号和交通标记的双重识别可大大增加交通安全性减轻司机在汽车驾驶过程中的紧张。对减少交通事故起到一定作用。对今后出现的自动驾驶提供一种可数字化交通信号发射和识别方法。

附图说明：

附图1是本发明的主机与红和绿LED及驱动模块A的结构示意图。

附图2是附图1的副机与红和绿LED及驱动模块B的结构示意图。

附图3是本发明的汽车内视镜的结构示意图。

附图4是附图3的俯视图。

附图5是附图3的后视图。

附图6是本发明的液晶显示屏显示示意图。图中，22为键盘组对应的信号图形,23为3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息，24为交警指挥信息，25为静态交通标示信息。

具体实施方式：

实施例1：

一种安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其组成包括:主机1、副机2，所述的主机与所述的副机通过蓝牙连接，所述的主机与红和绿LED及驱动模块A，件号：3连接，所述的副机与红和绿LED及驱动模块B，件号：4连接，所述的主机与所述的副机均具有红光接收组件5、绿光接收组件6、调制驱动电路16、蓝牙模块10、微处理器11、状态显示LED，件号：8、电源18，所述的红光接收组件包括红光滤色镜及遮光罩12、红光放大解调电路14，所述的绿光接收组件包括绿光滤色镜及遮光罩13、绿光放大解调电路15，所述的微处理器分别与所述的红光放大解调电路、所述的绿光放大解调电路、所述的调制驱动电路、所述的蓝牙模块、所述的状态显示LED、所述的电源连接，所述的主机还包括音频电路及喇叭17、键盘组7、液晶显示屏9，所述的主机的微处理器还与所述的键盘组、所述的音频电路及喇叭、所述的液晶显示屏连接；

所述的红和绿LED及驱动模块A与所述的红和绿LED及驱动模块B均具有电子开关19、红和绿LED组20，所述的红和绿LED组与所述的电子开关连接，所述的电子开关与所述的调制驱动电路通过导线和接插件21连接。

实施例2：

根据实施例1所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的主机安装在机动车前风挡玻璃上汽车内视镜内，所述的副机安装在所述的机动车的后部，所述的主机的红光接收组件与绿光接收组件安装在所述的内视镜的背面，所述的液晶显示屏与所述的键盘组安装在所述的内视镜的正面，所述的液晶显示屏显示2路动态的交通信号信息：马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息23，同时显示的3个静态交通标示信息25、1路交警指挥信息24；提示当前交通信号信息，播放次序为交警指挥信息、交通信号信息、交通标示信息和机动车交通信息，所述的液晶显示屏显示与所述的键盘组对应的交通信号图形或文字22。

实施例3：

根据实施例1或2所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B分别通过所述的调制驱动电路连接所述的微处理器的Out-3，所述的微处理器的Out-3输出与所述的键盘组对应的8位2进制PWM或PPM时序基波,通过所述的微处理器Out-3连接所述的信号调制电路驱动对所述的时序基波进行57KHz或其它更高的频率的混频和放大。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B发出机动车用交通信号编码范围在DO-FE,包括如下信号：所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B同时输出的超车信号、报警信号、特种车辆信号；所述的红和绿LED及驱动模块B单独发出的停车信号、保持车距信号、可以超车信号；

实施例5：

所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其构成包括：安装在机动车前风挡玻璃上汽车内视镜内的数字化交通信号接收、发射主机（1）。安装在同一辆机动车后部的数字化交通信号接收、发射副机（2）。所述2个主、副机除显示部分（9）、喇叭（17）和键盘外，其它硬件结构相同，它们之间通过蓝牙模块(17)实现主从方式连接，并通过导线和接插件（21）分别连接安装在同一辆机动车前面的红和绿LED及驱动模块(3)；安装在同一辆机动车后面的红和绿LED及驱动模块(4),所述红和绿LED及驱动模块（3）和（4）包括电子开关（19）和与其连接的红和绿LED灯组（20）。

所述的数字化交通信号接收、发射主机和副机通过与所述微处理器（11）232端连接的蓝牙模块（10）通过按动所述键盘（7）建立主从通讯状态，在主机(1)控制下安装在机动车后方的所述副机(2)承担机动车后方的数字化交通信号接收与发射、所述主机(1)除承担机动车前方的数字化交通信号接收与发射外同时处理主、副机接收数字化交通信号和发射数字化交通信号，通过所述显示屏（4）显示所接收的数字化交通信息和本机发出的交通信息和接收到的交通信息的音频输出。

所述数字化交通信号发射、接收装置主、副机的接收部分包括:安装在所述汽车内视镜背面的红光接收组件（5）和绿光接收组件（6）：所述组件由：红光光学滤色片、镜头和遮光罩（12）红调制光接收、放大及解调模块（14）；绿光光学滤色片、镜头和遮光罩（13）绿调制光接收、放大及解调模块（14）构成并分别连接微处理器（11）的In-1和In-2。

所述数字化交通信号的接收是通过红光接收组件（5）和绿光接收主件（6）接收来至数字化信号灯、数字化交通标示牌、交警数字化指挥棒和安装有所述数字化交通信号发射、接收装置的机动车红和绿LED发出的数字化交通信号，通过所述光学滤色片、镜头和遮光罩（12）和（13）对其进行接收区域选择、光学滤光，对接收的信号进行放大、解调、转换为串行信号并分别输入到微处理器（11）的In-1和In-2；所述微处理器对上述接收到的串行信号进行纠错、译码。处理后经所述微处理器（11）Out-4连接的液晶显示屏（9）进行图形化和文字显示或通过与所述微处理器（11）Out-5连接的音频电路，通过喇叭（17）用语音方式输出。

所述数字化交通信号发射、接收装置的交通信号发射主机和副机包括：主红和绿LED及驱动模块(3)副红和绿LED及驱动模块（4）并分别通过调制驱动电路（16）连接微处理器（11）的Out-3。所述微处理器（11）的Out-3输出8位2进制PWM或PPM时序基波与按键组（7）对应的,通过微处理器（11）Out-3连接的信号调制电路驱动（16）对所述时序基波进行57KHz或其它更高的频率的混频和放大，经导线和接插件（21）连接电子开关（19）控制红和绿LED灯组（20）以可见光的形式输出。

所述数字化交通信号发射、接收装置的红和绿LED（20）发出的机动车用交通信号编码范围在DO-FE,包括：超车信号-所述的（3）和（4）LED灯同时输出、停车信号-所述的（4）输出、保持车距信号-所述的（4）LED灯输出、可以超车信号-所述的（4）LED灯输出、报警信号-所述的（3）和（4）LED灯同时输出、特种车辆信号-所述的（3）和（4）LED灯同时输出，特种车辆信号的输出要单独设置后才有效。所述的数字化交通信号输出由与微处理器（11）In-3连接对应按键组(7)进行控制，每按动所述按键（7）对应的交通编码信号输出3至5秒信号。交通信号数字编码的格式见（一种安装在现有交通信号灯内的交通编码信息输出控制模块和编码方法）。所述与机动车交通相关的数字编码信号可以增加。

所述接收和输出的数字化交通信息可用图形、文字和音频方式显示和输出，其中在显示屏（9）用图形、文字显示部分包括：通过所述按动键盘显示的与键盘对应的信号图形（9.1），同时显示2路动态的交通信号信息即马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及上述3个倒计时时间信息（9.2）和9.3）、可同时显示3个静态的交通标示信息（9.5）；1路交警指挥信息（9.4），通过所述喇叭（17）声音提示为1路交通信号信息、1个交通标示信息和1路交警指挥信息。

由电池（18）为系统供电，2个LED（8）信号灯分别显示系统的工作状态和蓝牙工作状态。

实施例6：

所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B发出的数字编码信号具有如下特征：

数字编码信号一个循环周期由以下六部分组成：引导码；交通信号编码；动态计时码-1数据；动态计时码-2数据；动态计时码-3数据；静态数据。所述数字编码信号根据交通信号功能的不同分为4类即：动态交通信号类（用于动态的交通信号灯编码，指令码范围:01-1F）；静态交通标示类（对应于静态的交通标示编码，指令码范围:20-BF）；交警常用指挥类（安装在交警指挥棒或警车上的红和绿LED灯，由人控制发出的控制指令编码，指令码范围:C0-CF）；机动车信号类（机动车内安装的交互式交通信号收发装置发出的编码，指令码范围:D0-FE）。

所述的动态交通信号编码一次完整循环的地址范围在01至1F，最多为31种编码组合；所述一条动态编码由6个8位2进制组成，连续输出2遍其中1遍可以是反码，编码格式：PWM或PPM。在一个信号灯状态，由干个动态编码构成，间隔1秒输出一次。

所述动态编码的动态计时码-1；动态计时码-2；动态计时码-3在上述动态交通信号编码（01-1F）范围内为当前红灯、绿灯开启时间的倒计时时间码，每秒刷新1次，倒计时数据减1（一个状态最大计数范围在0-254秒），当上述任意一个倒计时数据=0时，本交通信号状态结束。所述静态数据码，在所述的交通信号指令码地址在01-1F范围内数据为00时，为本组交通信号指令码无效，自动转入下一条指令；数据的第一位为X1-XF时是黄灯亮1至16秒的参数。数据的第二为1X-FX时为同一条马路的信号灯地址。

Claims

1.一种安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其组成包括:主机、副机，其特征是:所述的主机与所述的副机通过蓝牙连接，所述的主机与红和绿LED及驱动模块A连接，所述的副机与红和绿LED及驱动模块B连接，所述的主机与所述的副机均具有红光接收组件、绿光接收组件、调制驱动电路、蓝牙模块、微处理器、状态显示LED、电源，所述的红光接收组件包括红光滤色镜及遮光罩、红光放大解调电路，所述的绿光接收组件包括绿光滤色镜及遮光罩、绿光放大解调电路，所述的微处理器分别与所述的红光放大解调电路、所述的绿光放大解调电路、所述的调制驱动电路、所述的蓝牙模块、所述的状态显示LED、所述的电源连接，所述的主机还包括音频电路及喇叭、键盘组、液晶显示屏，所述的主机的微处理器还与所述的键盘组、所述的音频电路及喇叭、所述的液晶显示屏连接；所述的红和绿LED及驱动模块A与所述的红和绿LED及驱动模块B均具有电子开关、红和绿LED组，所述的红和绿LED组与所述的电子开关连接，所述的电子开关与所述的调制驱动电路通过导线和接插件连接。

2.根据权利要求1所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其特征是:所述的主机安装在机动车前风挡玻璃上汽车内视镜内，所述的副机安装在所述的机动车的后部，所述的主机的红光接收组件与绿光接收组件安装在所述的内视镜的背面，所述的液晶显示屏与所述的键盘组安装在所述的内视镜的正面，所述的液晶显示屏显示2路动态的交通信号信息：马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息，同时显示的3个静态交通标示信息、1路交警指挥信息；所述的音频电路及喇叭的声音提示当前交通信号信息，播放次序为交警指挥信息、交通信号信息、交通标示信息和机动车交通信息，所述的液晶显示屏显示与所述的键盘组对应的交通信号图形或文字。

3.根据权利要求1或2所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其特征是:所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B分别通过所述的调制驱动电路连接所述的微处理器的Out-3，所述的微处理器的Out-3输出与所述的键盘组对应的8位2进制PWM或PPM时序基波,通过所述的微处理器Out-3连接所述的信号调制电路驱动对所述的时序基波进行57KHz或其它更高的频率的混频和放大。

4.根据权利要求3所述的安装在机动车内数字化交通信号发射、接收系统，其特征是:所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B发出的机动车用交通信号编码范围在DO-FE,包括如下信号：所述的红和绿LED及驱动模块A和所述的红和绿LED及驱动模块B同时输出的超车信号、报警信号、特种车辆信号；所述的红和绿LED及驱动模块B单独发出的停车信号、保持车距信号、可以超车信号；所述的数字编码信号输出由与所述的微处理器In-3连接对应的键盘组进行控制，每按动所述的键盘组，对应的交通编码信号输出3至5秒信号。