CN104554214A - 根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法 - Google Patents

根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法，该系统及方法通过实时接收交通灯信号并结合电动交通工具上的方向传感器、加速度传感器实时检测到的加速度数据和行驶方向的数据运算得出最高可行驶时速，然后由限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动以使电动交通工具的行驶速度不超过最高可行驶时速，从而防止交通混乱和有利于减少交通事故，且由于该行驶速度和行驶方向的数据是通过电动交通工具内设置的方向传感器、加速度传感器检测得到，所以其控制更可靠和稳定。

Description

根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法。
背景技术
随着电动车、电动滑板车、平衡车的普及和数量的急剧增加，这类以提供便捷出行为目的的交通工具在满足人民要求的同时，也带来了交通事故的不断增加。从各地交管部门的数据来看，这类电动交通工具造成的伤亡事故已经在各种交通事故中排名靠前甚至第一，同时也给交通秩序的维护带来了极大的压力。
作为公共交通的参与者，驾乘人员首先应该遵守交通规则，从而保护自己，降低事故的发生率。然而由于国内法律意识、人员素质、秩序维护力度等多种因素限制，通常只能依靠这类电动交通工具的驾驶人员的“车技”来保护安全。电动交通工具或交通终端始终不能主动的在危险路段，交通混乱路段进行规避或者避让。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可防止交通混乱和有利于减少交通事故，且控制可靠和稳定的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的系统。
本发明的一种根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，包括
无线发射装置，设置在道路上，且与设置在道路上的交通灯信号连接并根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构及控制器，均设置至行驶在具有交通灯周围的道路上的电动交通工具上，其中，所述电动交通工具包括刹车装置及给电动交通工具提供行驶动力的电动机，所述无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构均与控制器连接，所述无线接收装置接收交通信号并发送至控制器，所述方向传感器和加速度传感器分别检测电动交通工具的加速度数据和行驶方向的数据并将该数据发送至控制器，所述控制器根据交通信号并结合加速度数据和行驶方向的数据得出最高可行驶时速，并判断电动交通工具是否需要限速，当需要限速，则控制器将限速信号发送至限速机构，限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动。
进一步的，所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
进一步的，所述根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统还包括三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪设置在电动交通工具上，检测电动交通工具的角加速度数据经过控制器计算得出姿态。
本发明还提供了一种根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，用于根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，其中，该系统包括与设置在道路上的交通灯信号连接的无线发射装置以及设置于在道路上行驶的电动交通工具上的无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构及控制器，所述无线接收装置、方向传感器、速度传感器、限速机构分别与控制器信号连接，所述电动交通工具包括刹车装置及给电动交通工具提供行驶动力的电动机，所述方法包括如下步骤：
S1：所述无线发射装置实时根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
S2：所述无线接收装置接收交通信号并发送至控制器，所述方向传感器和加速度传感器分别实时检测电动交通工具的加速度数据和行驶方向的数据并将该数据发送至控制器；
S3：所述控制器依据所接收到的数据进行运算得出电动交通工具的运行状态，该运行状态包括电动交通工具的运行时速和运行方向；
S4：将所述运行状态与交通信号进行结合分析，以得到当前的电动交通工具所能行驶的最高行驶时速；
S5：将运行状态与最高行驶时速进行比较，判断电动交通工具是否需要限速，若需要限速，则控制器将限速信号发送至限速机构，限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动，使电动交通工具减速到最高行驶时速以下；若无需限速，则电动交通工具保持行驶状态。
进一步的，在所述步骤S3中，所述控制器通过将数据进行积分运算得出电动交通工具的运行状态。
进一步的，在所述步骤S3中，在控制器将数据进行积分运算前，所述数据需进行滤波校正运算。
进一步的，在所述步骤S3中，在积分运算后，还需进行迭代计算。
进一步的，所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
进一步的，所述系统还包括设置在电动交通工具上的三轴陀螺仪，在所述步骤S2中还包括：所述三轴陀螺仪实时检测电动交通工具的角加速度数据并将所述角加速度数据发送至控制器，所述步骤S3具体包括：所述控制器依据所接收到的加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据进行运算得出电动交通工具的运行状态，该运行状态包括电动交通工具的运行时速、运行方向和运行姿态。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的系统及方法通过实时接收交通灯信号并结合电动交通工具上的方向传感器、加速度传感器实时检测到的加速度数据和行驶方向的数据运算得出最高可行驶时速，然后由限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动以使电动交通工具的行驶速度不超过最高可行驶时速，从而防止交通混乱和有利于减少交通事故，且由于该行驶速度和行驶方向的数据是通过电动交通工具内设置的方向传感器、速度传感器检测得到，所以其控制更可靠和稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统的结构示意图；
图2是图1所示的系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本发明一较佳实施例所述的一种根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统包括：
无线发射装置20，设置在道路10上，且与设置在道路10上的交通灯信号信号连接并根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
无线接收装置31、方向传感器32、加速度传感器33、三轴陀螺仪34、限速机构35及控制器36，均设置至行驶在具有交通灯周围的道路10上的电动交通工具30上，其中，所述电动交通工具30包括具有车体、设置在车体上的车轮、驱动所述车轮行驶的电动机37及刹车装置38，该电动机37为给电动交通工具30提供行驶动力的动机机构。所述无线接收装置31、方向传感器32、加速度传感器33、三轴陀螺仪34、限速机构35均与控制器36连接，所述无线接收装置31接收无线发射装置20的交通信号并发送至控制器36，所述方向传感器32、加速度传感器33和三轴陀螺仪34分别检测电动交通工具30的加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据并将这些数据发送至控制器36，所述控制器36根据交通信号并结合行加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据得出最高可行驶时速，并判断电动交通工具30是否需要限速，当需要限速，则控制器36将限速信号发送至限速机构35，限速机构35控制电动机37电流、电压和/或控制刹车装置38启动。限速机构35通过控制电动机37电流、电压以降低电动机37的动力实现电动交通工具30降速，而限速机构35控制刹车装置38启动使电动交通工具30停止行驶，如限速机构35控制刹车装置38抱死车轮，使电动交通工具30停止行驶。在本实施例中，所述方向传感器32为磁传感器，所述加速度传感器33为三轴加速度计，该三轴加速度计检测加速度数据再经控制器进行计算得出速度。
结合图1和图2，本发明的根据信号灯状态控制电动交通工具30运行的方法用于上述根据交通灯状态控制电动交通工具30运行的系统，其中，该系统包括与设置在道路10上的交通灯信号连接的无线发射装置20以及设置于在道路10上行驶的电动交通工具30上的无线接收装置31、方向传感器32、加速度传感器33、三轴陀螺仪34、限速机构35和控制器36，所述无线接收装置31、方向传感器32、加速度传感器33、三轴陀螺仪34、限速机构35分别与控制器36信号连接，所述电动交通工具30包括给电动交通工具30提供行驶动力的电动机37。所述方法包括如下步骤：
S1：所述无线发射装置20实时根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
S2：所述无线接收装置31接收无线发射装置20的交通信号并发送至控制器36，所述方向传感器32、加速度传感器33和三轴陀螺仪34分别实时检测电动交通工具30的加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据并将这些数据发送至控制器36；
S3：所述控制器36依据所接收到的加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据进行运算得出电动交通工具30的运行状态，该运行状态包括电动交通工具30的运行时速、运行方向和运行姿态；
S4：将所述运行状态与交通信号进行结合分析，以得到当前的电动交通工具30所能行驶的最高行驶时速；
S5：将运行状态与最高行驶时速进行比较，判断电动交通工具30是否需要限速，若需要限速，则控制器36将限速信号发送至限速机构35，限速机构35控制电动机37电流、电压和/或控制刹车装置38启动，使电动交通工具30减速到最高行驶时速以下；若无需限速，则电动交通工具30保持行驶状态。当最高行驶时速为0时，即说明电动交通工具30需停车。
另外，除上述步骤之外，还可以包括：在步骤S3中，所述控制器36通过将数据进行积分运算得出电动交通工具30的运行状态。在步骤S3中，在控制器36将数据进行积分运算前，所述数据需进行滤波校正运算。在步骤S3中，在积分运算后，还需进行迭代计算。
所述方向传感器32为磁传感器，所述加速度传感器33为三轴加速度计。
诚然，在系统中，可以不设置三轴陀螺仪34，从而也无需实时检测电动交通工具30的角加速度数据，并将该角加速度数据发送至控制器36，进而运行状态仅包括电动交通工具30的运行时速和运行方向即可，因为限速其实只与速度和方向有关，所以，测量电动交通工具30角加速度的三轴陀螺仪34可以不使用。
综上所述，上述系统和方法通过实时接收交通灯信号并结合电动交通工具30上的方向传感器32、加速度传感器33实时检测到的加速度数据和行驶方向的数据运算得出最高可行驶时速，然后由限速机构35控制电动机37电流、电压和/或控制刹车装置38启动以使电动交通工具30的行驶速度不超过最高可行驶时速，从而防止交通混乱和有利于减少交通事故，且由于该行驶速度和行驶方向的数据是通过电动交通工具30内设置的方向传感器32、加速度传感器33检测并经过控制器计算得到，所以其控制更可靠和稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，其特征在于：包括
无线发射装置，设置在道路上，且与设置在道路上的交通灯信号连接并根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构及控制器，均设置至行驶在具有交通灯周围的道路上的电动交通工具上，其中，所述电动交通工具包括刹车装置及给电动交通工具提供行驶动力的电动机，所述无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构均与控制器连接，所述无线接收装置接收交通信号并发送至控制器，所述方向传感器和加速度传感器分别检测电动交通工具的加速度数据和行驶方向的数据并将该数据发送至控制器，所述控制器根据交通信号并结合加速度数据和行驶方向的数据得出最高可行驶时速，并判断电动交通工具是否需要限速，当需要限速，则控制器将限速信号发送至限速机构，限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动。
2.根据权利要求1所述的根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，其特征在于：所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
3.根据权利要求1所述的根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，其特征在于：所述根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统还包括三轴陀螺仪，所述三轴陀螺仪设置在电动交通工具上，检测电动交通工具的角加速度数据经过控制器计算得出姿态。
4.一种根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：用于根据交通灯状态控制电动交通工具运行的系统，其中，该系统包括与设置在道路上的交通灯信号连接的无线发射装置以及设置于在道路上行驶的电动交通工具上的无线接收装置、方向传感器、加速度传感器、限速机构及控制器，所述无线接收装置、方向传感器、速度传感器、限速机构分别与控制器信号连接，所述电动交通工具包括刹车装置及给电动交通工具提供行驶动力的电动机，所述方法包括如下步骤：
S1：所述无线发射装置实时根据交通灯的状态发出相应的交通信号；
S2：所述无线接收装置接收交通信号并发送至控制器，所述方向传感器和加速度传感器分别实时检测电动交通工具的加速度数据和行驶方向的数据并将该数据发送至控制器；
S3：所述控制器依据所接收到的数据进行运算得出电动交通工具的运行状态，该运行状态包括电动交通工具的运行时速和运行方向；
S4：将所述运行状态与交通信号进行结合分析，以得到当前的电动交通工具所能行驶的最高行驶时速；
S5：将运行状态与最高行驶时速进行比较，判断电动交通工具是否需要限速，若需要限速，则控制器将限速信号发送至限速机构，限速机构控制电动机电流、电压和/或控制刹车装置启动，使电动交通工具减速到最高行驶时速以下；若无需限速，则电动交通工具保持行驶状态。
5.根据权利要求4所述的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，所述控制器通过将数据进行积分运算得出电动交通工具的运行状态。
6.根据权利要求5所述的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在控制器将数据进行积分运算前，所述数据需进行滤波校正运算。
7.根据权利要求6所述的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：在所述步骤S3中，在积分运算后，还需进行迭代计算。
8.根据权利要求4所述的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：所述方向传感器为磁传感器，所述加速度传感器为三轴加速度计。
9.根据权利要求8所述的根据信号灯状态控制电动交通工具运行的方法，其特征在于：所述系统还包括设置在电动交通工具上的三轴陀螺仪，在所述步骤S2中还包括：所述三轴陀螺仪实时检测电动交通工具的角加速度数据并将所述角加速度数据发送至控制器，所述步骤S3具体包括：所述控制器依据所接收到的加速度数据、行驶方向的数据及角加速度数据进行运算得出电动交通工具的运行状态，该运行状态包括电动交通工具的运行时速、运行方向和运行姿态。
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