CN104575066A - 基于智能终端的智能红绿灯系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法，智能终端与交通信息中心、与道路口单元进行双向通信；智能终端直接显示、或反射显示红绿灯的信息、行驶车道信息、相关交通信息。道路口单元主要将红绿灯的灯光信息转为无线信号，并实现红绿灯系统的智能控制。交通信息中心用于城市道路的管理、对汽车的信息服务；并提供电子地图、行驶线路图给智能终端。本发明让驾驶员在同时间获知红绿灯的切换。红绿灯系统自动识别道路上的汽车数量，智能切换每条道路的通行时间。本发明可以帮助用户优化行驶的路线图，从多方面提高汽车的通行效率。

Description

基于智能终端的智能红绿灯系统和方法

技术领域

本发明专利涉及电子信息技术，尤其涉及基于智能终端的智能红绿灯系统和方法。

背景技术

现有的红绿灯系统(又称：交通信号灯系统)缺少智能化。红绿灯系统的显示切换，往往跟车道上所停泊汽车的数量没有关系。经常发现：红灯指向的一条道，有许多汽车在停泊等候；绿灯指向的一条道，长时间没有汽车行驶。

并且现有的红绿灯系统指挥汽车通行的效率非常低。车道上，排在后面的汽车驾驶员常常看不到红绿灯，需要每位驾驶员不停地关注前方汽车的启动，然后才能启动自己的汽车。而且在红绿灯的信号发生切换时，排在前面的某个汽车驾驶员稍有疏忽，或者启动汽车的动作不熟练，则会引起后面汽车的重复叠加，导致整个道路口的通行时间大大延长。

另外，现代道路的车道比较复杂，驾驶员开车常常行驶在错误的车道上。例如：有多种规定左转的标牌。有规定汽车靠右侧行驶、进行左转；也有规定汽车靠左侧行驶、进行左转。驾驶员往往开车到了道路口，方才知道所行驶的车道有误。此时驾驶员措手不及，或者违反交通规则强行变道行驶、容易引起汽车间的碰擦，或者顺着错误的车道继续行驶、浪费时间和能源。

在移动互联网时代，汽车需要交通信息的智能辅助式驾驶。汽车中的智能终端需要显示红绿灯的灯光信息、行驶车道信息。道路口的红绿灯系统需要智能化，需要城市交通道路的联合调度、交通道路大范围的智能管理。

发明内容

本发明的目的是：用户汽车中的智能终端能够显示红绿灯的灯光信息、行驶车道信息；红绿灯系统能够自动根据每条道路上的汽车数量、汽车通行级别，智能切换每条道路的通行时间；大幅提高汽车的通行效率。

本发明所述的系统，包括：智能终端、道路口单元、交通信息中心；并且进行电连接。

下面介绍第一部分，智能终端。

所说的智能终端，是指智能手机、平板电脑、车载电子设备、外挂式导航仪。智能终端可接收较多的卫星信号，并且采用直接显示、或反射显示红绿灯的灯光信息、行驶车道信息、相关交通信息。

在智能终端中有通信模块、定位模块、屏显灯软件。

所说的通信模块，是由无线通信的相关电路所组成。具体的无线通信方式有多种。例如：可采用Wifi通信、或电信3G、4G等通信方式。

所说的定位模块，是指智能终端中的卫星定位装置及定位软件所组成、或采用“卫星定位+电信基站定位”的电子装置及定位软件所组成。

所说的屏显灯软件，主要执行下列任务：

控制通信模块与交通信息中心、或者与道路口单元进行双向通信；控制定位模块及软件采集用户汽车的当前位置、行驶方向和速度；控制智能终端中的屏幕显示红绿灯的灯光信息的图标、相关交通信息；当红绿灯的信号发生切换时，屏显灯软件控制智能终端发出声响或语音，及时提醒驾驶员注意。

所说的相关交通信息，有许多种。这里主要指：转弯信息、道路口名称、变道信息、提示信息、道路名称。

下面介绍第二部分，道路口单元。

所说的道路口单元，主要由电脑装置、转换装置、路口通信装置所组成。道路口单元主要将红绿灯的灯光信息转为无线信号，并实现红绿灯系统的智能控制。

所说的电脑装置，由电脑芯片、贮存芯片、控制软件、外围电路所组成。

所说的转换装置，由电脑芯片、转换软件、外围电路所组成。

所说的路口通信装置，由无线通信电路、通信天线所组成。

在电脑装置的控制下，转换装置将红绿灯的灯光信息转为无线信号、并且经过电脑装置、路口通信装置对外进行双向通信。

所说的红绿灯系统的智能控制，是指道路口单元接收M米范围内用户汽车中的智能终端的信息，在电脑装置控制下，识别本道路口每条道路上M米范围内的汽车数量；并识别汽车通行级别；从而实现本红绿灯系统、智能切换每条道路的通行时间。对汽车数量少的道路、调整红灯时间长；对停泊汽车数量多的道路、或者对于通行级别高的汽车，调整绿灯的时间延长。

下面介绍第三部分，交通信息中心。

所说的交通信息中心，是指若干电脑服务器、并且有通信电路、交通道路控制软件、交通电子地图软件、交通服务软件、数据库软件、备用电源及外围的器件所组成。

交通信息中心主要用于城市道路的管理、用于对汽车的信息服务；并提供电子地图、汽车行驶线路图给用户的智能终端。

下面介绍智能终端、道路口单元、交通信息中心三者之间通信的主要内容。

1、智能终端与道路口单元相互交流，主要内容是：

智能终端向道路口单元发送用户汽车的位置、行驶方向和速度、通行级别。道路口单元向智能终端发送交通道路口的红绿灯的灯光信息、行驶车道信息。

2、智能终端与交通信息中心相互交流，主要内容是：

智能终端向交通信息中心发送用户汽车的位置、行驶方向和速度，且发送当前的目标地址。交通信息中心向智能终端发送用户汽车的行驶路线图、电子地图、相关交通信息；并且可以提供各项信息服务。

3、交通信息中心与道路口单元相互交流，主要内容是：

交通信息中心向道路口单元发送对道路行驶的调度控制，建立全城的智能化管理、并且对道路口单元进行编码设置、常数M设置。道路口单元向交通信息中心发送本红绿灯的灯光信息、通行汽车的相关信息。

所说的通行级别，是根据汽车不同的应用，预先设置通行级别。例如设置通行级别是：消防车为一级、救护车为二级；公交车为三级、其它汽车为四级。

所说的各项信息服务，有多种。例如：提供拥堵区域的信息、提供危险道路的信息、提供咨询服务、广告信息等。

进一步，本发明所述的系统，增加：在用户汽车的智能终端的附近、安装一个智能终端的天线放大器。从而增强智能终端与道路口单元的通信距离。具体天线放大器需要根据工作频率而选购，或者加工制作。

本发明所述的方法，包括步骤：

步骤1、用户启动智能终端的屏显灯软件；用户在智能终端中填写本次行驶的目标地址、传送给交通信息中心；智能终端每间隔一定的时间，向外发送用户汽车当前的位置、行驶方向和速度；

步骤2、交通信息中心接收智能终端的目标地址、当前的位置、行驶方向和速度，并根据当前交通路况，发送给智能终端优化的行驶路线图、或电子地图；并且在图中包含每个红绿灯系统的位置及编码、相关交通信息；

步骤3、用户的智能终端用交通信息中心所提供的编码，对当前道路上红绿灯系统的无线信号解码后，用若干有颜色的图标、实时显示红绿灯的灯光信息，并显示行驶车道信息、相关交通信息；

步骤4、道路口单元与用户汽车的智能终端相距M米时，开始接收智能终端当前位置、行驶方向和速度、通行级别；道路口单元获得本道路口每条道路的M米范围内的汽车数量、通行级别，从而智能切换每条道路的通行时间。

所说的M是一个常数，可根据每个车道的特征而设定。如果根据道路口的主干道、副干道的区别，分别采用不同的M常数，则道路口单元智能切换每条道路的通行时间、效果更优。

所说的编码，是反映每个红绿灯系统的编号及信号密码。防止外部的器件的干扰。本发明修改这个编码比较方便，在交通信息中心修改电子地图、并且通过通信电路修改道路口单元的设置，即可完成修改。所说的密码，即可以指电子通信语句中的密码，也可以指无线通信的交流平台的密码。

在本发明所述系统中，在智能终端中可增加与用户互交的语音软件。方便驾驶员一边开车，一边通过智能终端与道路口单元、或者与交通信息中心进行互相交流。

进一步，在所说的方法步骤中，增加：在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加显示红绿灯的信号切换的倒计时。

更进一步，在所说的方法步骤中，增加：在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加辅助图文说明。所说的图文说明，可以显示关于道路、速度、危险、路政、景点等图片或文字，增强广告宣传效果。

本发明的优点之一：本发明可以让道路上停泊等候的驾驶员，在同一时间获知智能终端中的红绿灯的切换。而且红绿灯显示切换时，智能终端能够发出声响或语音提示，避免驾驶员在等候通行时的思想不集中。有益于众多汽车的同步启动，避免多辆汽车逐一启动的低效率。在汽车距离红绿灯系统很远时，可在汽车智能终端内提前显示车道信息、相关交通信息。避免汽车行驶到路口，驾驶员来不及变道的尴尬。本发明的智能终端可以直接显示、或反射显示红绿灯的灯光信息的图标、行驶车道信息、相关交通信息、图文广告信息。

本发明的优点之二：本发明的道路口单元能够帮助红绿灯系统、自动识别每条道路上的汽车数量，自动识别汽车的通行级别，从而红绿灯系统智能切换每条道路的通行时间、给予某条道路的优先通行。道路口单元还可以接收交通信息中心的统一调度、适合对整个城市交通进行智能化的网络管理。本发明还可以帮助用户优化行驶的路线图，避免交通拥堵、避免危险路段。借用现有的智能终端、通信网络，实施成本较低。本发明从多个方面提高汽车的通行效率，提高汽车行驶车道的正确性，大幅减少驾驶员的违规变道，节省驾驶员的时间和汽车能耗。

附图说明

图1是本发明系统原理的一种方框图。

图2是本发明的智能终端显示红绿灯的灯光信息的一种示意图。

图3是本发明的智能终端显示红绿灯的灯光信息的另一种示意图。

图4是本发明所述的方法步骤的一种示意图。

图中，100.智能终端；200.道路口单元；300.交通信息中心；101.电信模块；102.定位模块；103.屏显灯软件；201.电脑装置；202转换装置；203.路口通信装置。

具体实施方式

参见图1，在用户汽车中有智能终端100；智能终端100中有电信模块101、定位模块102、屏显灯软件103。本实施例，智能终端100采用智能手机。

每个道路口的红绿灯系统附近，都需要配套安装道路口单元200。在道路口单元200中有电脑装置201、转换装置202、路口通信装置203。

智能终端100与交通信息中心300的交流、智能终端100与道路口单元200的交流、道路口单元200与交通信息中心300的交流，均采用Wifi通信方式。

可以在每个红绿灯系统的附近位置，安装交通专用的Wifi远距离全方向的路由器。或者采用若干有指向性天线的路由器；每个指向性天线的通信方向，对准每个车道的方向。

具体应用时，道路口单元200显然还要有自我检测的功能。有故障时，自动替换有障道的路口单元200。从而确保红绿灯系统工作的高度可靠性。

举例说明：本发明设置不同编码的实施例。对道路口单元200的Wifi通信设置不同的密码。汽车用户的智能终端唯有知道密码，才能与道路口单元200的Wifi进行双向通信。而密码是由交通信息中心300随电子地图、或者随行驶路线图而提供。该密码不经过用户的参与，在软件内更安全。

如果全城有3000个红绿灯系统，则需要设置Wifi约100种密码，即可满足相互间分隔、防止串扰的问题。

通过交通信息中心300的软件，可以轻易设置每个道路口单元200的Wifi通信的密码，设置电子地图上Wifi通信密码的标注。这样可以提高防止破坏、适合智能终端中的屏显灯软件的升级、统一更改密码、提高用户依赖性。

如果不采用Wifi通信，而是直接采用电信3G、4G，则通信天线更简单。

参见图2，用智能终端100的屏幕直接显示：某道路口红绿灯的灯光信息的图标，图中显示共有四个箭头、代表四个车道。其中有三个深色的箭头(表示绿色)，是指汽车可以行驶的方向。其中有一个淡色的箭头(表示红色)向左，是指汽车暂时不允许左转的方向。

图中下面有一个小箭头，可以有闪动、也可以用其它醒目的颜色，表示：提示用户汽车行驶的车道。并且文字表示行驶的“前方江南大道”。

若干行驶方向的箭头，随着红绿灯的信号发生切换、则所显示的箭头颜色也会发生同步的改变。图示的小箭头提示，也会随着车道的不同，而变换位置。

参见图3，用智能终端100的屏幕直接显示：某道路口红绿灯的灯光信息，图中显示共有四个箭头、代表四个车道。

其中有一个深色的箭头(表示绿色)，是指汽车可以行驶的方向。表示汽车靠近右侧、并且向右侧进入辅道后，再进行左转。其中有三个淡色的箭头(表示红色)，是指汽车暂时不允许行驶的车道。

图中上部有一个“26”，表示当前的左转方向、红绿灯的信号切换的倒计时还剩26秒。并且对前行的方向有文字“左转进入中山北路”的注解说明。

在图2、图3中，在智能终端100中显示的红绿灯的灯光信息的道路方向图标，属于正图显示、供驾驶员直接查看。

用智能终端100也可以进行反射式显示。若干行驶车道方向图是反图方式，依靠反射到驾驶室前窗玻璃上进行反射显示，供驾驶员间接查看。

反图显示时，前窗玻璃上可以粘贴一张半透明的反光纸。半透明反光纸的大小，约等于所反射显示的面积。这样，既可以显示红绿灯的灯光信息的方向前头图、行驶的车道提示、建议的车道提示，还可以让驾驶员透过半透明的反光纸、察看玻璃前方的道路情况。

参见图4，本发明的方法步骤说明。

在步骤2中，交通信息中心300，可以发送给用户智能终端100电子地图。电子地图是适合大众的参考图。交通信息中心300，也可以发送给用户智能终端100优化的行驶路线图。该行驶路线图是针对用户的行驶路线、针对当前的交通路况，经过优化的行驶图。因此该路具有避堵、避险的功能。

在步骤3中，所说的实时显示红绿灯的灯光信息，基本是同步的显示关系。

在步骤4中，道路口单元200的电脑软件的算法，可以根据高峰时段、节假日等因素，设置不同的通行模式。

上述是本发明的说明，基于本发明的基本思想，还可以有多种变形方案，均在本发明的技术特征范围之内。

Claims (6)

1.一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法；所述系统，其特征在于，包括：

智能终端、道路口单元、交通信息中心；并且进行电连接；

所说的智能终端，是指智能手机、平板电脑、车载电子设备、外挂式导航仪；智能终端可接收较多的卫星信号，并且采用直接显示、或反射显示红绿灯的灯光信息、行驶车道信息、相关交通信息；

在智能终端中有通信模块、定位模块、屏显灯软件；

所说的通信模块，是由无线通信的相关电路所组成；

所说的定位模块，是指智能终端中的卫星定位装置及定位软件所组成、或采用“卫星定位+电信基站定位”的电子装置及定位软件所组成；

所说的屏显灯软件，主要执行下列任务：

控制通信模块与交通信息中心、或者与道路口单元进行双向通信；控制定位模块及软件采集用户汽车的当前位置、行驶方向和速度；控制智能终端中的屏幕显示红绿灯的灯光信息的图标、相关交通信息；当红绿灯的信号发生切换时，屏显灯软件控制智能终端发出声响或语音，及时提醒驾驶员注意；

所说的道路口单元，主要由电脑装置、转换装置、路口通信装置所组成；

所说的电脑装置，由电脑芯片、贮存芯片、控制软件、外围电路所组成；

所说的转换装置，由电脑芯片、转换软件、外围电路所组成；

所说的路口通信装置，由无线通信电路、通信天线所组成；

在电脑装置的控制下，转换装置将红绿灯的灯光信息转为无线信号、并且经过电脑装置、路口通信装置对外进行双向通信；

所说的红绿灯系统的智能控制，是指道路口单元接收M米范围内用户汽车中的智能终端的信息，在电脑装置控制下，识别本道路口每条道路上M米范围内的汽车数量；并识别汽车通行级别；从而实现本红绿灯系统、智能切换每条道路的通行时间；

所说的交通信息中心，是指若干电脑服务器、并且有通信电路、交通道路控制软件、交通电子地图软件、交通服务软件、数据库软件、备用电源及外围的器件所组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法；所述系统，其特征在于，包括：

在用户汽车的智能终端的附近、安装一个智能终端的天线放大器。

3.一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法；所述方法，包括如下步骤：

步骤1、用户启动智能终端的屏显灯软件；用户在智能终端中填写本次行驶的目标地址传送给交通信息中心；智能终端每间隔一定的时间，向交通信息中心、向道路口单元发送用户汽车当前的位置、行驶方向和速度；

步骤2、交通信息中心接收智能终端的目标地址、当前的位置、行驶方向和速度，并根据当前交通路况，发送给智能终端优化的行驶路线图、或电子地图；并且在图中包含每个红绿灯系统的位置及编码、相关交通信息；

步骤3、用户的智能终端用交通信息中心所提供的编码，对当前道路上红绿灯系统的无线信号解码后，用若干有颜色的图标、实时显示红绿灯的灯光信息，并显示行驶车道信息、相关交通信息；

步骤4、道路口单元与用户汽车的智能终端相距M米时，开始接收智能终端当前位置、行驶方向和速度、通行级别；道路口单元获得本道路口每条道路的M米范围内的汽车数量、通行级别，从而智能切换每条道路的通行时间。

4.根据权利要求3所述的一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法，所述方法，还包括：

在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加显示红绿灯的信号切换的倒计时。

5.根据权利要求3所述的一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法，所述方法，还包括：

在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加辅助图文说明。

6.根据权利要求3所述的一种基于智能终端的智能红绿灯系统和方法，所述方法，还包括：

在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加显示红绿灯的信号切换的倒计时；

在智能终端上显示红绿灯的灯光信息的图标旁边位置，增加辅助图文说明。