CN104805780B - 太阳能地磁感应路标以及车辆动态尾迹显示系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种太阳能地磁感应路标以及车辆动态尾迹显示系统和方法，太阳能地磁感应路标包括至少一个地磁传感器、发光体、处理器以及电源模块，所述处理器与所述地磁传感器、所述发光体以及所述通信模块连接，所述电源模块为所述太阳能地磁感应路标中的其它模块提供电能，所述地磁传感器能够检测到车辆经过时引起的地磁扰动，并向处理器输出检测结果，所述处理器在确定有车辆从所述太阳能地磁感应路标所在的位置经过时将所述发光体点亮并持续一段时间。通过本发明的太阳能地磁感应路标，能够针对每个车道有效检测车辆的瞬时通过，并对车道占用进行有效的标识，从而能够在低能见度环境下按车道显示车辆的行驶尾迹，由此为后方通行车辆提供有效的引导和警示，进而有效地防止低能见度环境下交通事故的发生。

Description

太阳能地磁感应路标以及车辆动态尾迹显示系统和方法

技术领域

本发明涉及一种采用太阳能地磁感应路标的车道占用警示技术，特别涉及一种在低能见度环境下主动发光动态显示车辆行驶尾迹的太阳能地磁感应路标以及相应的车辆动态尾迹显示系统和方法。

背景技术

雨、雪、雾、霾等天气会降低大气的能见度，当车辆在低能见度环境下行驶时，因远视可见性极差，导致安全预视距离不足，前方车道是否有车很难被及时发现，尤其是有团雾时更容易因视线断层而导致车辆追尾，特别容易发生重特大交通事故。

据统计，因浓雾等恶裂天气影响造成的交通事故约占总数的1/4多，给国家和人民生命财产造成了重大的损失。然而，目前道路管理部门通常通过人为封道、禁止通行或者限制通行等方式来尽可能地减小事故发生的可能性，但是由于恶劣气象的发生地点具有不确定性，往往无法及时、准确地对所有需要的道路采取措施，同时，由于封路禁行，不仅会导致运输线路中断，给人们出行带来不便，还会导致道路营运损失。

中国发明专利申请CN201310474405.4提出了一种路侧的车辆行驶尾迹技术，提供了一种根据前方车辆的行驶状况为后方车辆提供警示信息的方法和相应的装置，但是在实践中当车道数量大于两车道时，这种技术的警示指向性及有效性均有所下降。

截止到目前为止，在道路交通环境中还没有一种技术可以按车道显示车辆行驶尾迹。从道路发展趋势看，在低能见度环境下对车道占用进行标识、为通行车辆提供警示是一种行之有效的事故防范措施。

此外，目前存在的利用太阳能或其它方式供电的路标，主要是用来实现对道路的线形诱导，无法对根据车道上车辆的行驶情况实时地提供警示信息。

因此，实有必要设计一种高度集成型的、能够针对每个车道检测车辆瞬时通过并据此示警的一体化预警装置，以及能够针对气象条件的变化采取相应的控制策略进行示警的车辆动态尾迹显示方法和系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中低能见度环境下道路占用无法准确警示的难题，实现按照车道实时地显示车道是否被占用并据此示警，从而对车辆进行有效引导。

为解决上述问题，本发明提供了一种太阳能地磁感应路标，其包括至少一个地磁传感器、发光体、处理器以及电源模块，所述处理器与所述地磁传感器、所述发光体以及所述通信模块连接，所述电源模块为所述太阳能地磁感应路标中的其它模块提供电能，所述地磁传感器能够检测到车辆经过时引起的地磁扰动，并向处理器输出检测结果，所述处理器在确定有车辆从所述太阳能地磁感应路标所在的位置经过时将所述发光体点亮并持续一段时间。

优选地，所述太阳能地磁感应路标进一步包括通信模块，所述通信模块用于向外传递数据以及接收外界的控制指令。

优选地，所述通信模块为无线通信模块，并进一步包括天线和无线模块。

优选地，所述电源模块包括太阳能电池和蓄电池，所述太阳能电池能够利用太阳能为蓄电池充电。

优选地，所述电源模块进一步包括供电选择器和一次性电池，所述供电选择器与所述蓄电池以及所述一次性电池相连，并通过比较两者的电压确定输出来自所述蓄电池的电能、来自一次性电池的电能还是将来自两者的电能同时输出。

优选地，所述供电选择器中进一步包括A/D模块，用于识别所述蓄电池的电压、所述一次性电池的电压以及当前的供电方式，并将识别的结果通过所述通信模块输出。

优选地，所述太阳能地磁感应路标还包括耐压型外壳，所述外壳顶部由透明的耐压覆盖体构成，所述太阳能电池位于所述透明覆盖体下方。

优选地，所述透明覆盖体上设计有折光点，所述折光点能够将入射的太阳光投射到所述太阳能电池上。

优选地，所述发光体为LED灯珠。

优选地，所述LED灯珠为高亮度灯珠，并且至少包括红色和/或黄色。

为解决上述问题，本发明进一步提供了一种车辆动态尾迹显示系统，包括太阳能地磁感应路标，所述太阳能地磁感应路标在道路上沿车道纵向等间距地设置。

优选地，所述车辆动态尾迹显示系统还包括路侧通信节点，所述路侧通信节点能够与太阳能地磁感应路标以无线的方式通信，以及监测太阳能地磁感应路标的状态。

优选地，所述车辆动态尾迹显示系统还包括上位控制器，所述上位控制器与所述路侧通信节点通信连接，所述上位控制器能够基于人工输入的控制信息和/或路侧通信节点提供的信息生成控制指令，所述路侧通信节点能够接收所述上位控制器的控制指令并将所述控制指令传递给所述太阳能地磁感应路标，由此控制所述太阳能地磁感应路标中的发光体的点亮模式。

优选地，所述车辆动态尾迹显示系统还包括能见度检测仪，所述能见度检测仪与所述路侧通信节点通信连接，所述能见度检测仪用来检测道路区域的能见度，并将检测到的能见度信息提供给路侧通信节点，所述路侧通信节点能够将所述能见度信息传递给所述上位控制器。

优选地，所述车辆动态尾迹显示系统还包括环境光检测仪,所述环境光检测仪与所述路侧通信节点通信连接，所述环境光检测仪用来检测道路环境中的照度，并将检测到的照度信息提供给路侧通信节点，所述路侧通信节点能够将所述照度信息传递给所述上位控制器。

优选地，所述路侧通信节点与太阳能地磁感应路标沿道路断面的垂线同步配置，每个路侧通信节点能够与一个或多个太阳能地磁感应路标进行通信。

优选地，所述路侧通信节点能够监测太阳能地磁感应路标的工作状态，并将太阳能地磁感应路标的工作状态信息传递给所述上位控制器。

为解决上述问题，本发明进一步提供了一种利用所述车辆动态尾迹显示系统来显示车辆动态尾迹的方法，包括如下步骤：

判断是否所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信；

如果不是所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信，则使所有太阳能地磁感应路标以第一模式工作，在第一模式下，当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第一时间长度。

优选地，在第一模式下，如果当前时间是白天，则关闭太阳能地磁感应路标，如果当前时间是夜间，则开启太阳能地磁感应路标。

优选地，如果所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信，则使所有太阳能地磁感应路标以第二模式工作，在第二模式下，如果检测到能见度小于第一能见度阈值200，当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以高发光强度点亮，并持续第二时间长度，所述第二时间长度大于或等于所述第一时间长度。

优选地，在第二模式下，如果能见度大于所述第一能见度阈值200但小于第二能见度阈值500，则进一步检测环境光强度，如果环境光强度大于第一环境光强度阈值30？，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第三时间长度，所述第三时间长度小于或等于所述第二时间长度；和/或，如果环境光强度小于第一环境光强度阈值30？，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第四时间长度，所述第四时间长度大于所述第三时间长度。

优选地，在第二模式下，如果能见度大于所述第二能见度阈值500，则进一步检测环境光强度，如果环境光强度小于第二环境光强度阈值300？，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第五时间长度；和/或，如果环境光强度大于第二环境光强度阈值，如果当前时间是白天，则关闭太阳能地磁感应路标，如果当前时间是夜间，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第一时间长度，所述第一时间长度大于所述第五时间长度。

优选地，如果所述太阳能地磁感应路标中的发光体包括红色和黄色，则在能见度小于第二能见度阈值时，使用红色发光体；在能见度大于第二能见度阈值时，使用黄色发光体。

优选地，所述第一能见度阈值为200米，所述第二能见度阈值为500米，所述第一环境光强度阈值为30Lux，所述第二环境光强度阈值为300Lux。

通过本发明的太阳能地磁感应路标、车辆动态尾迹显示系统以及方法，能够针对每个车道有效检测车辆的瞬时通过，并对车道占用进行有效的标识，并能够根据道路交通环境的不同相应地按车道显示车辆的行驶尾迹，由此在低能见度条件下为后方通行车辆提供有效的引导和警示，进而有效地防止低能见度环境下交通事故的发生。

附图说明

图1示出了根据本发明优选实施例的车辆动态尾迹显示系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明优选实施例的车辆动态尾迹显示系统的太阳能地磁感应路标的组成结构图；

图3为根据本发明优选实施例的车辆动态尾迹显示系统的太阳能地磁感应路标的控制方式流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明优选实施例的车辆动态尾迹显示系统10的结构示意图。在图1所示的示例性实施例中，道路在一个方向上包括多个车道，在每个车道上沿纵向以基本相等的间隔安装有太阳能地磁感应感应路标11（下文中也称为太阳能地磁感应路标或简称路标）。这种太阳能地磁感应路标能够检测车辆经过所引起的地磁变化，进而确定是否有车辆经过，并且可以在车辆经过后受控地点亮并持续一定时间。此外，系统10还包括环境光检测仪12、能见度检测仪13以及路侧通信节点14，优选地，系统10还可以包括上位控制器（未示出），其与路侧通信节点14之间形成通信连接，从而传递来自其它单元的与控制相关的数据以及人工输入的或者系统自动生成的控制指令。

路侧通信节点14通常设置在路侧，能够与太阳能地磁感应路标11以无线的方式通信，并且与环境光检测仪12、能见度检测仪13以及上位控制器通信连接，用以监测路标11的工作状态并将各个路标11的工作状态反馈给上位控制器，传递检测到的道路环境参数信息（例如环境的光照强度以及能见度），以及接收和转发控制指令等。优选地，路侧通信节点与太阳能地磁感应路标沿道路断面的垂线同步配置，一个或多个路标与一个路侧通信节点捆绑，从而在尽可能短的时间内使路侧通信节点可以快速循环巡查辖区内的太阳能地磁感应路标。

环境光检测仪12用来检测道路环境中的光照情况，并将检测到的环境照度信息提供给路侧通信节点14。

能见度检测仪13用来检测道路区域的能见度，并将检测到的能见度信息提供给路侧通信节点14。

路标11通过其中的地磁传感器利用由车辆引起的地磁变化测算出是否有车辆经过，并结合道路环境参数以及当前的控制策略（下文中将详细描述）确定是否点亮路标以及点亮的方式（颜色、闪烁、持续时间等等）。由此，在需要时，能够在经过车辆的后方显示车辆的动态尾迹，从而为后方车辆提供警示，表明在该车道中前方存在车辆，应该注意保持车距，防止追尾。

在优选的实施方式中，系统中的各个路侧通信节点还受到上位控制器的控制，道路监管人员可以利用上位控制器通过路侧通信节点向路标11发布控制指令和/或传递改变的控制策略，进而对一定道路区域内的路标11进行集中控制和设定。本领域技术人员可以理解，上位控制指令既可以人工输入，也可以由上位控制器自动产生，例如根据路侧通信节点提供的路标状态信息、道路环境参数信息等改变要由路标执行的控制策略。上位控制指令既可以由路侧通信节点使用多次盲发方式发送，也可以按照各个路标11的唯一地址通过路侧通信节点实现与上位控制系统之间分批次的数据交互。

路标11是一种安装在地面的主动诱导设备，天线位置很低（与地面基本持平），所以无线波瓣设计指向主体是向上的，且辐射大部分会被环境吸收，因此路标11中的无线通讯模块的天线会受到距离限制，实测表明在路标11布设距离大于12米时，就需要通过路侧通信节点14来实现信息交互以及实现远程控制。

路侧设备14与上位控制系统之间的通讯链路（未示出）可以借助目前已知的各种有线或无线的通信方式形成，例如但不限于GPRS或CDMA移动通信网络或高速公路沿线通信专网。

当二个相邻的太阳能地磁感应路标11的安装间隔不大于12米时，也可基于每个路标11内置的无线通讯模块组成自己的通讯链路，该链路仅作为辅助通讯链路，用来传递控制信息和工作状态。当太阳能地磁感应路标以该内置的通讯链路工作时，亦可以实现受控功能。

类似地，尽管当太阳能地磁感应路标以组合的方式显示车辆的动态尾迹时，通常利用环境光检测仪12和/或能见度检测仪13来采集道路环境信息，然而，本领域技术人员能够理解，本发明的车辆动态尾迹显示系统还可以利用其它适于检测类似道路环境信息的其它类型的传感器来检测道路环境。

图2示出了根据本发明优选实施例的太阳能地磁感应路标11的组成示意图。路标11主要包括地磁传感器113、发光器件114、处理器115、通信模块（如图2上方的虚线框所示）以及电源模块（如图2下方的虚线框所示）。在该优选实施例中，发光器件为LED灯珠114，用以在需要时点亮从而为车辆提供警示信息，通信模块包括天线111和无线模块112，用于各个路标之间彼此通信以及与路侧通信节点14进行通信；电源模块包括供电选择器116、镍氢电池117、太阳能电池118以及一次性锂电池119，用以为路标11中的其它元件供电。

每一个太阳能地磁感应路标11内至少包括一个地磁传感器113，其能够检测安装点的地磁的微小变化并数字化、量化地输出地磁变化幅度。基于地磁传感器的输出，可以确定是否有车辆通过以及是否有车辆停止在路标上。在本发明的优选实施例中，地磁传感器113采用霍尼威尔的HMC5883，根据实际测试发现它在实际应用中具有较好的稳定性。

处理器115可以包括内部的存储元件，用以存储控制系统运行所需的控制程序以及控制策略。典型地，可以利用单片机来实现。处理器115根据地磁传感器113的输出判断是否有车辆经过，并相应地根据预定的控制策略并结合通过天线111和无线模块112获得的道路环境信息来控制LED灯珠114是否点亮以及点亮的方式。

优选地，路标11还可以包括GPS卫星定位授时单元，用以确定路标11所在的位置以及当前的时间。

鉴于太阳能地磁感应路标是一种安装在路面上的主动诱导设备，其必须能够承受车辆高速行驶时对它的冲撞和耐压，其抗冲击性和耐压要求极高。本发明的优选实施例中，路标11在结构上采用承压型外壳，在外壳顶部使用高透明的耐压覆盖体，比如由高晶硅强化玻璃制成，在该高透明覆盖体上设计有折光点，折光点将太阳光投射到安装在该透明覆盖体下的太阳能电池板，使太阳能电池板能够有效接收日光照射，即使日光不是垂直照向太阳能电池板时也能够通过折光点改变光路以便提高日光辐射效率。

LED灯珠114安装在路标11壳体内的迎车面一侧，为保证灯珠点亮时的警示效果，灯珠的数量优选不少于4个，并且优选采用高亮度LED灯珠，在本发明的优选实施例中LED灯珠的亮度值为13000MCD。灯珠颜色可以根据需要设置，例如，用于雾天警示时使用红色，用于一般警示时使用黄色，而且，红黄双色LED通过配色可以组成多种颜色组合，同时也可以在实际应用中定义多种显示模式。

天线111安装在路标11壳体内的一侧，其波瓣设计将指向路侧通信节点14。在本发明的优选实施例中，天线111采用载频为433兆的螺旋天线。相应地，无线模块采用载频为433兆的TI的CC1011。本领域技术人员应该认识到，路标11中的天线以及无线模块并不局限于上述的特定实例，而是可以根据需要应用的环境选择适当的天线和无线模块，选择适当的载频频率，采用适当的通信编码方式，和/或选择是否对通信进行加密以及加密的方式。例如，在实际应用中，如果需要实现较远距离的可靠通讯，则可以使用陶瓷天线。

路标11的壳体内中间层安装电路板，为了满足恶劣道路环境下的应用需求，可以对电路板进行二次密封防潮。

电源模块安装在路标11壳体内的最底层，并且在壳体底部留有开口，以便能够更换电池组合。当采用图2所示的混合供电模式时，一次性电池被安装在最底层，使用软胶密封。

在实际的安装中，可以采用可抛弃的底壳壳体托住太阳能地磁感应路标11，由于道路环境下安装在路面的路标会因为沥青软化和车辆碾压发生沉降，脱卸式底壳的作用是在正常安装环境下托住太阳能地磁感应路标，当发生沉降时便于卸下太阳能地磁感应路标并重新安装，此时原有底壳被抛弃。

为了便于安装时校准磁性指向，通常在路标11的壳体上标注磁极性，并使内部磁敏感部件的磁极指向与外壳磁极标志一致。

太阳能地磁感应路标11能够长期持续有效工作的前提是电源模块能够在其正常工作寿命周期内持续正常供电。路标11中电源模块的供电方式可以采用太阳能组合供电及混合供电二种基本的供电模式。

太阳能组合供电模式是指，主要由太阳能电池板与充电电池组合形成电源模块，照度达标时太阳能电池板的发电量能够对充电电池进行充电，夜间或照度不足时则依靠充电电池向路标中的其它部件供电。

根据实际测试，长江以南见天环境下的照度范围大约在3500lux～25000lux,其中12000lux及以下占多数，长江以北则分为冰雪覆盖期和冰点以上时区，其中非冰雪覆盖期的照度范围大致在4500lux～26000lux，冰雪覆盖期实际照度只有150lux～1200lux。为满足低照度环境下的产品供电要求，江南地区需解决季节性无日照供电问题及长期阴雨日（低照度）供电问题。在这种应用环境中，可以将内部控制及处理电路的耗电降到能够维持正常工作的最低耗电、控制传感器芯片的开启窗口时间，该窗口时间只需要满足实际使用时能够有效检出所定义被检最高车速最小及车长即可。通过采用上述方式，在长江以南采用太阳能组合供电模式，能够实现路标在全寿命范围内的正常工作，不会因为供电问题中止工作。

混合供电是指通常在北方地区应用、间断性应用、季节性无日照应用中为了能够使太阳能地磁感应路标在需要使用时仍然可以正常工作所采用的一种供电模式，其特征是采用二组供电电源，其中一组是一次性化学能电池，另一组采用太阳能充电的组合供电模块；二组供电采用压差分割方式，太阳能组合供电模式电压略高于化学能电池组，在太阳能供电组合耗尽电源之前由于输出电压高于化学能电池组，所以会优先供电，当太阳能电池组合的电源耗尽（此时太阳能电池组合的电压降逐渐低于化学能电池组）时，化学能电池将接替太阳能电池组合继续为路标供给电能，该供电切换采用无缝切换方式。由于化学能电池的体积容量比远高于太阳能电池组合，所以路标能够在太阳能电池不能工作的期间维持正常工作，当路标采用间断工作模式时，化学能电池还能够防止蓄能部件过放电导致的储能故障。

在图2所示的优选实施例中，电源模块采用的是混合供电模式。其中，供电选择器116，用于在混合供电模式下识别供电来源及切换供电源，实施例中的选择器是由电子元件组成的电压比较识别器，设计中在镍氢电池117有电的情况下最终输出点电压会高于一次性锂电池119的最终输出点电压，由于锂电池前端具有隔离电路，镍氢电池117不会对一次性锂电池119进行反充，只能向负载供电；当镍氢电池117的电压接近下限时，一次性锂电池119的电压将逐渐高于镍氢电池117的电压，镍氢电池117也具有防止反充电路，所以一次性锂电池119只能向负载供电，不会对镍氢电池充电；在此期间一次性锂电池119是逐渐开始与镍氢电池117一起向负载供电，当镍氢电池117放电电压继续降低至截止电压时，供电无缝转换至一次性锂电池119独立承担，此时镍氢电池117被保护（过放电保护）；当镍氢电池117获得太阳能电池118充电后，电压将逐渐上升，此时供电过程再次逐渐逆转至镍氢电池117全额供电。

显然，上述配置是针对混合供电模式设计的，如果仅使用太阳能组合供电则无需使用选择器。

此外，在重要应用中可以通过在供电选择器内添加A/D模块，识别各组电池电压以及当前供电方式，并通过通信模块将此数据上传至上位控制器用作整个系统维护以及调整控制策略等的参考信息。

优选地，在混合供电模式中，化学能供电应该能够提供全寿命周期中不少于30%的供电能力。

在有足够电能供应的情况下，地磁传感器11可以采用连续检测模式；而在需要节省电能的情况下，可以将地磁传感器11设置为仅在以一定的时间间隔设置的检测时间窗口内进行检测，这种间隔应该保证，能够检测车长不小于3米的小型车辆，即在这种小型车辆以最高限速通过地磁传感器所在位置期间，地磁传感器至少开启并检测一次；优选地，采用复检方式，则应该至少开启并检测两次。

下面将结合具体实施例，详细描述本发明的车辆动态尾迹显示系统的工作原理以及具体的实现方式。

本发明根据预设的或上位实时下达的控制策略点亮内置LED，LED的颜色、亮度、持续点亮时间等参数受控制策略管理，控制策略分为内含自控与上位实时下载两类，可以将内含自控的控制策略设置为默认模式。

在太阳能地磁感应路标11中的地磁感应检测开启后，当车辆经过这些太阳能地磁感应路标11时，地磁传感器113能够检测到地磁异常并根据控制策略点亮路标11内集成的LED灯珠114。车辆在行驶过程中会经过多个路标11，这些路标11都会因为地磁异常而被激活，即，安装在太阳能地磁感应路标中的LED灯珠114受控限时点亮。由此，在该车辆后侧可以看到一条由点亮的路标11组成的动态光带与车辆同行，即“动态尾迹”。

正如前面提到过的，为了节省电力可以将磁阻传感器设置为在间隔开的时间窗口内进行检测。在这种工作模式下，工作脉宽及脉冲间隔需满足对最高车速和最短车长定义下的检测要求，例如设定最高车速是120公里，则每秒移动距离是33米/秒，设车长为3米，车辆间隔距离不小于6米，则车辆跨过检测点全程所需时间约为0.1秒，全程最短空位间隔0.2秒；基于上述分析可以自定义检测窗口开启时间及脉冲间隔时间，按二次复检方式（两次检测信号的脉冲均检测到同一车辆引起的地磁信号变化）设计，则每次窗口开启时间间隔不大于35毫秒即可实现有效检测。本领域技术人员能够理解，脉宽则根据不同芯片参数决定，在维持稳定检测的前提下脉宽越窄越好；另外，当需要提高被检车速时，需要缩短窗口开启间隔。

本发明的太阳能地磁感应路标以及相应的车辆动态尾迹显示系统是一种恶劣天气条件下的道路交通安全保障装置，主要应用于低能见度道路环境下，并不需要在所有的时间都工作。只有当地磁扰动信号和启动控制条件形成特定的逻辑关系时，系统才启动，启动以后的工作条件与当前环境参数相关。比如，当有雾时或者是夜间则满足启动条件，而启动以后的点亮亮度、点亮颜色、发光持续时间等工作参数则取决于上位控制系统实时的控制指令或系统内置的工作条件。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的车辆动态尾迹显示系统的启动工作条件和控制流程。

首先，检测路标11的工作状态，如步骤310所示，即，判断是否所有路标均能够与路侧通信节点14正常通信。

在本发明的优选实施例中，路侧通信节点14向与其关联的路标11发出信号，并通过是否获得应答来判断路标11是否正常工作；在确定无法从特定的路标11获得应答后，路侧通信节点14将路标11的故障信息传递给上位控制器，由上位控制器向每一个路侧通信节点14发出以默认的自控方式工作的指令，再通过各个路侧通信节点14将该指令发送给能够接收其信号的每一个正常工作的路标11。而对于故障路标而言，如果不是没电破损的情况，其在确定无法接收来自路侧通信节点14的信号后，在内部处理器的控制下，自动地调整为默认的自控方式。

于是，当系统10中出现一个或多个路标11因故障不能完成与路侧设备14之间的通信时，整个系统以默认状态工作，即自控状态。在这种情况下，将能够顺利通信的路标也转换成默认的工作方式的目的在于使系统显示状态统一，以免对行驶车辆产生干扰。

上位控制器能过通过识别路标11的编码来确定出故障路标的位置，以便道路监管人员能够容易定位故障路标并及时维修。

在自控状态下，系统10中的路标11只与当前时间有关，例如，如图3中的步骤320所示，判断当前时间处于夜间，例如晚7点至早7点之间，则系统10中的路标11在检测到有车辆经过时，以黄色、中等亮度的方式点亮并持续3秒钟，如步骤325所示；否则，如果是白天，例如早7点至晚7点之间，则关闭系统，如步骤350所示。此时，无论是否有车辆经过都不点亮路标11。

当系统10中的所有太阳能地磁感应路标11都能够接收路侧设备14的指令时，整个系统以主控模式工作。在这种工作模式下，首先通过检测道路区域的能见度判断是否是雾天，如图3中步骤330所示，比如当能见度小于500米时，可以认为是雾天；否则认为能见度正常。在确定能见度正常的情况下，进一步判断环境光的强度，如图3中步骤340所示，例如当环境光强度小于300Lux时，可以认为属于白天阴天的情形，此时在检测到有车辆经过时，路标11以黄色、中等亮度方式点亮并持续2秒钟，如步骤345所示。如果在步骤340中检测到环境光强度不小于300Lux，则可以认为属于白天晴天的情形，此时转到步骤320进一步判断时间是否处于晚7点至早7点之间，并基于判断的结果按照默认的自控方式工作。

在判断是否是雾天的基础上，系统10还可以进一步判断是否属于浓雾或中雾，如步骤360所示，进而以不同的方式工作。

例如，当能见度小于200米时，可以确定为浓雾，此时在检测到有车辆经过时，路标11以红色、高亮度方式点亮并持续3秒钟，如步骤365所示；否则，可以认为是中雾，再通过进一步判断环境光强度，来确定是白天还是夜间，如步骤370所示，例如，如果检测到环境光强度大于30Lux，可以确定为白天中雾，则在检测到有车辆经过时，路标11以红色、中等亮度方式点亮并持续2秒钟，如步骤375所示；否则，可以确定为夜间中雾，此时在检测到有车辆经过时，路标11以红色、中等亮度方式点亮并持续3秒钟，如步骤390所示。

在本实施例中，采用路标点亮持续时间为2至3秒，如果经过车辆的时速为120公里（每秒33米），则连续安装的太阳能地磁感应路标能够动态显示一个长度约为66至100米的行车“尾迹”。

太阳能地磁感应路标的处理器按照最后一次检测到的车辆为点亮起始时间并在车辆经过时立即开始计时，如果点亮期间有车辆再次经过则计时重新开始。

此外，当通过太阳能地磁感应路标11检测到有车辆在路标上方停留时间时，可以控制将该路标上游一定范围内的路标中的发光体持续点亮，比如上游200米以内的所有路标，以便警示后方车辆，有车辆在该车道中停车，应注意避让。当确定该车辆从路标上移开之后，可以将各个路标11恢复到正常的工作状态。

LED灯珠亮度调节采用脉冲宽度调制（PWM），控制方式有两种，一是受控亮度，此时亮度由上位控制系统下达；二是自动控制，此时由太阳能电池板提供当前的照度参考数值并基于当前照度给出亮度数值，分别对应白天至夜间到各种不同亮度差，按照实测，能见度低于500米的白天雾条件下照度值大约在3500～1500Lux之间，将LED灯珠亮度与环境照度进行对应，可显著提高雾天太阳能地磁感应路标的远视可见性，本实施例的亮度对应采用环境照度差换算，在环境照度不大于3500lux的前提下，环境照度差可以维持在2500lux（太阳能地磁感应路标LED亮度折算成照度以后与环境照度的差值），此时换算获得的远视可见性将≥200米，当然，在夜间或雾条件下的夜间通过调节亮度可在不生产炫目的前提下使远视可见性获得大幅度提高。在优选的实施例中，LED灯珠的亮度调节可以分为8级，其中1-4级对应于结合图3所描述的实施例中中等亮度的情形，而5-8级对应于高亮度的情形，在适用中等亮度或高亮度的情形中，还可以结合环境照度信息在相应的级别之间进行调节。

根据本发明优选实施例的太阳能地磁感应路标是一种基于地磁车检控制的多功能主动诱导设备，主要应用于高速公路，也可用于城市道路，可以通过调整其控制程序中的各种参数来适应不同应用环境的需要。

在作为尾迹显示设备应用于公路交通时，路标沿每个车道以连续等距配置，配置间隔10～25米，一般间距不宜超过20米，主要视该道路的实际雾情与特点而定，参考数值如下表所示：

本领域技术人员应该认识到，不背离正如一般性地描述的本发明的实质和范围，可以对各个特定的实施例中示出的发明进行各种各样的变化和/或修改。因此，从所有方面来讲，这里的实施例应该被认为是说明性的而并非限定性的。同样，本发明包括任何特征的组合，尤其是专利权利要求中的任何特征的组合，即使该特征或者特征的组合并未在专利权利要求或者这里的各个实施例中被明确地说明。

Claims (7)

1.一种显示车辆动态尾迹的方法，通过车辆动态尾迹显示系统实现，所述车辆动态尾迹显示系统包括在道路上沿车道纵向等间距地设置的太阳能地磁感应路标和路侧通信节点，其中，所述太阳能地磁感应路标包括至少一个地磁传感器、发光体、处理器以及电源模块，所述处理器与所述地磁传感器、所述发光体以及所述电源模块连接，所述电源模块为所述太阳能地磁感应路标中的其它模块提供电能，所述地磁传感器能够检测到车辆经过时引起的地磁扰动，并向处理器输出检测结果，所述处理器在确定有车辆从所述太阳能地磁感应路标所在的位置经过时将所述发光体点亮并持续一段时间，所述路侧通信节点能够与太阳能地磁感应路标以无线的方式通信并且能够监测太阳能地磁感应路标的状态；并且能够将控制指令传递给所述太阳能地磁感应路标，由此控制所述太阳能地磁感应路标中的发光体的点亮模式，

所述方法包括如下步骤：

判断是否所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信；

如果不是所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信，则使所有太阳能地磁感应路标以第一模式工作，在第一模式下，当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第一时间长度。

2.根据权利要求1所述方法，进一步包括如下步骤：

在第一模式下，如果当前时间是白天，则关闭太阳能地磁感应路标，如果当前时间是夜间，则开启太阳能地磁感应路标。

3.根据权利要求1所述方法，进一步包括如下步骤：

如果所有太阳能地磁感应路标均能够与路侧通信节点正常通信，则使所有太阳能地磁感应路标以第二模式工作，在第二模式下，如果检测到能见度小于第一能见度阈值，当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以高发光强度点亮，并持续第二时间长度，所述第二时间长度大于或等于所述第一时间长度。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括如下步骤：

在第二模式下，如果能见度大于所述第一能见度阈值但小于第二能见度阈值，则进一步检测环境光强度，如果环境光强度大于第一环境光强度阈值，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第三时间长度，所述第三时间长度小于或等于所述第二时间长度；和/或，如果环境光强度小于第一环境光强度阈值，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第四时间长度，所述第四时间长度大于所述第三时间长度。

5.根据权利要求4所述方法，进一步包括如下步骤：

在第二模式下，如果能见度大于所述第二能见度阈值，则进一步检测环境光强度，如果环境光强度小于第二环境光强度阈值，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第五时间长度；和/或，如果环境光强度大于第二环境光强度阈值，如果当前时间是白天，则关闭太阳能地磁感应路标，如果当前时间是夜间，则当太阳能地磁感应路标检测到车辆从其上方经过时，将发光体以中等发光强度点亮，并持续第一时间长度，所述第一时间长度大于所述第五时间长度。

6.根据权利要求4或5所述的方法，进一步包括如下步骤：

如果所述太阳能地磁感应路标中的发光体包括红色和黄色，则在能见度小于第二能见度阈值时，使用红色发光体；在能见度大于第二能见度阈值时，使用黄色发光体。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第一能见度阈值为200米，所述第二能见度阈值为500米，所述第一环境光强度阈值为30 Lux，所述第二环境光强度阈值为300 Lux。