CN105279974B - 一种道路传感方法，装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明给出一种道路传感方法、装置及系统，用于克服现有路面传感技术存在的布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大的缺点中的至少一种缺点。所述道路巡视方法包括：在活塞腔体内设置包含传感单元的活塞体，该活塞体可以在第一位置和第二位置间移动；在活塞腔体内设置活塞体驱动部件，该活塞体驱动部件用于驱动活塞体从第二位置移动到第一位置。本发明给出的方法、装置及系统，技术难度低，具有实用性。

Description

一种道路传感方法，装置及系统

技术领域

本发明涉及交通领域，尤其涉及一种道路传感方法，装置及系统。

背景技术

未来道路集电气化与智能化于一体，是一个为车辆提供行驶通道、行驶动力、行驶控制的综合性平台。

在所述综合性平台中，道路传感是实现车辆供电和行驶控制的基本环节，为了使路面传感常用的光成像技术、光发射技术、和声波发射/接收器件具有必要的路面区域探测范围，要求布设在路面的声/光发射和接收器件具有一定的视场，要保障这个在路面区域内的视场，就要保障器件感应或者发射区域的布设要高于路面一个最小布设高度，二这个最小布设高度会影响车辆的安全行驶。如果既保障车辆的安全行驶，又可以获得所需要的路面探测视场或路面区域，是一个需要解决的问题。

目前，在有轨电车供电系统中出现了如下车辆感知技术：

为了避免传统的电车系统使用的架空线带来的景观污染而提出第三轨供电。目前出现的有代表性的路面第三轨供电技术是法国的APS(Advanced Power Supply:先进供电系统)系统和意大利的创威(Tramwave)地面供电系统。该系统在车辆行驶的路面上布设供电轨，供电轨可以感知车辆受电器的到达位置，根据受电器的到达位置向受电器所在位置处的馈电轨供电；

在无轨道路车辆供电技术中，已经出现路面供电的技术方案或技术构想，路面供电是指在路面铺设电缆或者导电凹槽为公路/道路行驶电动汽车供电，具体的技术实例为：

申请号为201110145867.2，申请日2011.06.01；发明名称为：“电动汽车在行驶过程中由地面取电的用电及充电方法”，给出的方法是：在地面上沿车辆行驶方向开设沟槽，在沟槽内铺设裸电缆构建，在出口前和出口处的沟槽一侧分贝装有取电结束信号和充电计费扫描装置；设有充电设施的电动汽车；驶至入口，充电设施寻找内装有裸电缆的沟槽；当充电设施对准沟槽时，地面取电装置自动放下，伸入沟槽内与裸电缆帖合；当电动汽车接收到地面取电结束信号后，地面取电装置收回，结束充电转为人工驾驶；充电信息记录至充电计费扫描装置中。本申请公开了：地面铺设导电电缆；车载取电装置，探测沟槽，沟槽探测器是激光探测器，或者雷达探测器，或者视频探测器；车载计费单元；取电结束信号模块是红外发射装置；充电时进入自动驾驶，转向控制，调整汽车的行驶方向使得取电装置与沟槽保持一致。

申请号200510028223.X；申请日2005.07.28；发明名称为“动力道路电动汽车”的专利申请公开了：在路面铺设凹形供电轨道；车载装置有受电轮机构，自动驾驶系统，控制轿车在轨道上自动驾驶。

非接触式公路/道路行驶电动汽车伴随供电技术，又称之为无线供电技术，是在路面上/路面内铺设电磁耦合装置，包括在路面布设电磁耦合装置和在路侧布置电磁耦合装置两种实现方式，通过电磁耦合向车辆输送电能。现有技术如下：

申请号201010572892.4，申请日2010.12.05，发明名称“高速公路电动汽车无线自动充电系统”。本发明涉及一种高速公路电动汽车无线自动充电系统，使汽车在行驶中就可以充电，使电动汽车的行驶能力接近现有的汽车。本发明包括高速公路和电动汽车，高速公路路面一侧的护栏上设置有红外线接收器和充电装置一，电动汽车上设置有汽车红外线发射器和可调整汽车充电装置，可调整汽车充电装置与汽车电瓶连接。

在智能道路研究和实践中，也出现了在路面下方布设磁体探测车辆的位置的技术，也出现了路面下镶嵌光纤传感器来探测车辆的通过和压力测量的技术。

综上所述，现有的路面传感技术，并不能满足未来道路感知的需要，共同的缺点是：布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大的缺点中的至少一种缺点。

发明内容

本发明给出一种道路传感方法、装置及系统，用于路面状况监测及车辆的感知，目的在于克服现有路面传感技术存在的布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大这些缺点中的至少一种缺点：

本发明给出一种道路传感方法，该方法包括如下步骤：

在活塞腔体内设置包含传感单元的活塞体，该活塞体可以在第一位置和第二位置间移动；

在活塞腔体内设置活塞体驱动部件，该活塞体驱动部件用于驱动活塞体从第二位置移动到第一位置；

其中，

所述活塞体可以在第一位置和第二位置间移动，用于实现传感单元相对于路面的高度变化，所述高度变化的具体方法包括：

在第一位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第一高度，在第二位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第二高度；在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘或信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘或信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时该区域的上边缘所在高度；

优选地，在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘或信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘或信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时该区域的下边缘所在高度；

所述驱动活塞体从第二位置移动到第一位置，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，在此过程中，活塞体驱动部件储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位。

活塞腔体用于布设在路面区域内，所述路面区域包括可用于车辆行驶的道路路面区域、桥梁路面区域、高架路面区域、室内行车区域及停车场区域中的任何一种；

所述传感单元包括光探测器、光发射器、声电转换器、电声转换器、无线电波发射器及无线电波接收器中的至少一种。

本发明该给出的一种道路传感装置，包括：

传感单元，活塞体，活塞腔体，活塞体驱动部件；其中，

所述传感单元，用于获取路面图像、路面车辆图像、路面车辆的光学定位、路面照明、交通信号发送、路面车辆的声波定位、向路面区域发送无线电信号、从路面区域接收无线电信号中的一种或多种操作，包括光学成像模块、发光模块、电声转换模块、声电转换模块、无线电发送模块、无线电接收模块中的一种或多种模块；

所述活塞体，用于承载传感单元包含的元器件，使其承载的元器件的信号感应区域或者信号激发区域相对于路面的高度在第一高度和第二高度间改变，包括：传感单元包含的元器件的承载腔，传感单元防护顶盖，活塞体驱动部件作用点或作用面：

活塞腔体，用于活塞体移动导向和限位；

活塞体驱动部件，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，在此过程中，活塞体驱动部件储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位。

本发明还给出一种道路传感系统，包括：

一个或多个本发明给出的传感装置，还包括至少一个路段控制器；

所述路段控制器，用于从布设在第一路段的所述传感装置接收传感信号、接收传感数据、接收第一路段内的车辆发送的受电请求信号、向布设在第一路段的所述传感装置发送传感控制信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的信标信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的系统消息、向第一路段内的车辆发送第一路段的路段信息、向第一路段内的车辆发送允许受电的指示信息中的一种或多种操作，包括如下模块中的一种或多种：

传感信号或传感数据接收模块；

车辆受电请求信号接收模块；

传感控制信号发送模块；

传感系统信标发送模块；

传感系统的系统消息发送模块；

路段信息发送模块；

允许受电指示信息发送模块；

传感信息处理模块；以及，

路段间通信接口模块；

优选地，所述路段控制器还包括与供电网控制器进行通信的接口模块；

其中，

所述路段间通信接口模块用于从第二路段控制器接收第二路段的路段信息，用于向第三路段控制器发送第一路段的路段信息；其中，第二路段、第一路段及第三路段是沿道路长度方向依次排列的相邻路段，第一路段位于所述第二路段和第三路段的中间；所述路段信息包括路段内车辆位置信息、路段内车辆行驶速度信息、路段内车辆数量信息、路段内需要受电的车辆位置信息、路段内需要受电的车辆行驶速度信息、路段内需要行驶引导的车辆位置信息、路段内需要行驶引导的车辆行驶速度信息、路段内当前可用的馈电车道数量信息、路段内当前可用的馈电车道编号或位置信息、路段内声波频率使用时间窗口模板信息中的一种或多种信息。

本发明提供的实施例中给出的道路传感方法、装置及系统，可以克服现有路面传感技术存在的布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大这些缺点中的至少一种缺点，具有实用性。

附图

图1为本发明提供的实施例给出的一种道路传感方法流程图；

图2(a)为本发明提供的实施例给出的一种道路传感装置构成示意图；

图2(b)为本发明提供的实施例给出的受车轮碾压时道路传感装置位移示意图；

图2(c)为本发明提供的实施例给出的受车轮碾压后道路传感装置复位示意图；

图3为本发明提供的实施例给出的一种道路传感系统组成示意图。

实施例

本发明给出一种道路传感方法、装置及系统，用于路面状况监测及车辆的感知，目的在于克服现有路面传感技术存在的布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大这些缺点中的至少一种缺点。

为了便于描述和理解本发明提供的实施例，以下先对与道路相关的几个概念进行说明。

路段，沿道路长度方向划分出的一个区间段，在一个路段区域内，包含上行车道和/或下行车道；在一个路段区域内，布设有一个或多个传感单元阵列；一个路段对应至少一个路段控制器；一个路段至少对应一个路段变电站；通常，一个路段的长度为500米至5公里之间；

分区，沿道路长度方向划分出的一组区域，分区在尺度上小于路段区域，一个路段内可以包含多个分区，一个分区包含上行车道和/或下行车道；通常，一个分区的长度为5米至500米之间；

声频分区，用于配置声波频率的分区，为一个分区配置一个或者多个声波频率；

区段，沿道路长度方向划分出的一个区域段，区段在长度上小于路段区域的长度，一个路段内可以包含多个区段，一个区段包含上行车道或下行车道；

区段长度，沿道路长度方向划分出的一个长度段，区段在长度上小于路段区域的长度；通常，一个区段的长度为1米至100米之间；

馈电区段，长度与馈电导流条对应的区段。

下面结合附图，对本发明提供的道路传感方法举例、道路传感装置举例以及道路传感系统举例加以说明。

实施例一，一种道路传感方法举例

参见图1所示，本发明提供的一种道路传感方法实施例包括如下步骤：

S110，在活塞腔体内设置包含传感单元的活塞体，该活塞体可以在第一位置和第二位置间移动；

S120，在活塞腔体内设置活塞体驱动部件，该活塞体驱动部件用于驱动活塞体从第二位置移动到第一位置；

其中，

所述活塞体可以在第一位置和第二位置间移动，用于实现传感单元相对于路面的高度变化，所述高度变化的具体方法包括：

在第一位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第一高度，在第二位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第二高度；在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘或信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘或信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时该区域的上边缘所在高度；

优选地，在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘或信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘或信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时该区域的下边缘所在高度；

所述驱动活塞体从第二位置移动到第一位置，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，在此过程中，活塞体驱动部件储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位。

活塞腔体用于布设在路面区域内，所述路面区域包括可用于车辆行驶的道路路面区域、桥梁路面区域、高架路面区域、室内行车区域及停车场区域中的任何一种；

所述传感单元包括光探测器、光发射器、声电转换器、电声转换器、无线电波发射器及无线电波接收器中的至少一种。

本实施例中，一种较佳的活塞腔体布设方式包括：在路面区域内以竖立的方式布设活塞腔体，所述活塞腔体的轴线与路面垂直或者所述活塞腔体的腔口所在平面与里面平行。

本实施例给出的方法，还包括对信号传输介质的表面进行清理的方法，具体包括如下步骤：

在活塞腔体上或者在活塞体上设置导气孔，利用受压活塞体对活塞腔体的空气的挤压作用，将活塞腔体内的空气通过导气孔吹向活塞体包含的信号传输介质的表面；或者，利用受压活塞体在复位过程中在活塞腔体内形成的低气压作用，使通过导气孔注入活塞腔体的气流流过活塞体包含的信号传输介质的表面；

和/或，

在活塞腔体内侧朝向活塞体的位置上设置清理部件，利用受压活塞体在活塞腔体内的移动带动塞体包含的信号传输介质的表面在所述清理部件上移动，实现对所述传输介质的表面上的粉尘或积水的清理。

优选地，所述清理部件设置在与活塞体上设置的凹槽相对应的凸槽部位处。

本实施例给出的方法，还包括传感信号传送方法，具体实现步骤包括：

将传感单元的感知信号同时或分时发往两个道路区段控制单元；和/或，

所述传感单元能够从两个道路区段控制单元接收控制信息；

所述控制信息为传感单元指配工作模式，所述工作模式包括如下至少一种工作参数：

传感单元向路面区域发送信号的时间窗口参数；

传感单元从路面区域采集传感信号的时间窗口参数；

传感单元向道路区段控制单元发送信号的时间窗口参数。

本实施例给出的方法，还包括传感信号汇聚/分配方法，具体实现步骤包括：

将N个传感单元组成一个传感单元组，在一个传感单元组内的不同传感单元包含传感器数量和传感器类型可以不同，在一个传感单元组内设置一个传感信号汇聚/分配节点，所述传感信号汇聚/分配包括电光转换节点和/或光电转换节点；其中，N为不包括0的自然数；

传感信号汇聚/分配节点从其所属传感单元组内的传感单元接收电信号，以光信号的形式向上层节点发送其接收到的电信号携带的信息；和/或，

传感信号汇聚/分配节点从上层节点接收光信号，以电信号的形式向其所属传感单元组内的传感单元发送其接收到的光信号携带的信息。

本实施例给出的方法，还包括使用所述传感单元进行如下至少一种操作的方法：

路况监控操作方法，具体实现方法包括如下至少一种步骤：

使用所述传感单元在第一高度状态下获取路面光学图像，对路面光学图像进行处理，根据图像处理数据判断路面区域内是否存在杂物；

使用一个传感单元在第一高度状态下获取另一个传感单元在第一高度状态下发射的光信号，使用所述接收到的光信号的强度及所述两个传感单元的间距判断路面区域内的可视度；以及

使用传感单元在第一高度状态下发射光信号，该光信号用于道路照明或车辆行驶管制；

位置估计操作方法，具体实现方法包括如下至少一种步骤：

使用所述传感单元在第一高度状态下获取路面光学图像，对路面光学图像进行处理，使用光学几何测距方法测量路面车辆或特定物体相对于所述传感单元的距离/位置；

使用两个或者两个以上的所述传感单元包含的声电转换器接收到的路面车辆承载的电声转换器发送的声波信号的到达时间或到达时间差，使用基于到达时间或基于到达时间差的位置估计算法估计路面车辆相对于所述传感单元的距离/位置；

使用一个或者多个所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送带有天线识别信息或传感单元识别信息的无线电信号，所述无线电信号携带的天线识别信息和信号强度信息中的至少一种，或所述无线电信号携带的传感单元识别信息和信号强度信息中的至少一种用于车辆定位；

供电网系统消息广播操作方法，具体实现方法包括如下步骤：

使用一个或者多个所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送无线电信号，所述无线电信号携带如下至少一种信息：

供电网所属运营商信息；

供电网是否可用指示信息；

供电网供电余量指示信息；

供电网当前供电价格信息；

供电网接入控制操作方法，具体实现方法包括如下步骤：

使用所述传感单元包含的无线电天线从路面区域接收供电网接入请求信号；

使用所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送供电网接入许可信号。

实施例二，道路传感装置举例

参见图2(a)所示，本发明实施例提供的一种道路传感装置举例，包括：

传感单元213，活塞体210，活塞腔体220，活塞体驱动部件230；其中，

所述传感单元213，用于获取路面图像、路面车辆图像、路面车辆的光学定位、路面照明、交通信号发送、路面车辆的声波定位、向路面区域发送无线电信号、从路面区域接收无线电信号中的一种或多种操作，包括光学成像模块、发光模块、电声转换模块、声电转换模块、无线电发送模块、无线电接收模块中的一种或多种模块；

所述活塞体210，用于承载传感单元包含的元器件，使其承载的元器件的信号感应区域或者信号激发区域相对于路面的高度在第一高度和第二高度间改变，包括：传感单元包含的元器件的承载腔，传感单元防护顶盖，活塞体驱动部件作用点或作用面：

所述活塞体210的外径尺寸的取值范围包括：大于或等于3毫米，小于或等于300毫米；优选地，取值范围在5毫米至50毫米之间；

活塞体210的外径尺寸过大，会降低其反应速度，在车轮碾压时，不能快速降低高度，从而增加对车轮的颠震。

所述第一高度，取值范围在高于路面5毫米至高于路面100毫米之间；所述第二高度，具体高度值随第一高度的取值而定，并且在低于第一高度值的范围内取值。

活塞腔体220，用于活塞体移动导向和限位；

活塞体驱动部件230，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体210在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，参见图2（b）所示，在此过程中，活塞体驱动部件230储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位，参见图2（c）所示。

在图2（a）给出的传感装置组成中，活塞体210包含传感单元使用的信号传导窗口214和212，传感器件的信号接收感应区域或信号发射激发区域通过信号传导窗口214和/或212实施信号接收或发送；活塞体210还包含传感单元防护顶盖211，该防护顶盖在车轮驶过传感单元所在位置时，承受来自车轮的压力；活塞体210在活塞腔221里移动时，带动传感单元包含的传感器件移动，从而改变传感器件的信号接收感应区域或信号发射激发区域的位置。

本实施例给出的装置，还包括传导介质清理单元，包括：

设置在活塞腔体上或者在活塞体上的导气孔，该导气孔利用受压活塞体对活塞腔体的空气的挤压作用，将活塞腔体内的空气通过导气孔吹向活塞体包含的信号传输介质的表面；或者，该导气孔利用受压活塞体在复位过程中在活塞腔体内形成的低气压作用，使通过导气孔注入活塞腔体的气流流过活塞体包含的信号传输介质的表面；

和/或，

设置在活塞腔体内侧朝向活塞体的位置上的清理部件，该清理部件利用受压活塞体在活塞腔体内的移动带动塞体包含的信号传输介质的表面在所述清理部件上移动，实现对所述传输介质的表面上的粉尘或积水的清理。

优选地，所述清理部件设置在与活塞体上设置的凹槽相对应的凸槽部位处。

本实施例所述的导气孔，还包含进气阀和/或排气阀，用于控制气流的走向；当活塞体受压向活塞腔内移动时，进气阀阻塞进气孔，排气阀让开排气孔，使得气流向设定的方向排出。

本实施例给出的装置，其中，

通信接口部件，可用于与位于第一位置的第一传感信号处理单元间的信号传输，以及用于与位于第二位置的第二传感信号处理单元间的信号传输，包括发送模块和或接收模块。

实施例三，道路传感系统举例

参见图3所示，本发明提供的实施例给出的道路传感系统举例，包括至少一个根据本发明实施例二给出的任一组成方式构成的道路传感装置351，还包括至少一个路段控制器350；

所述路段控制器350，用于从布设在第一路段的所述传感装置351接收传感信号、接收传感数据、接收第一路段内的车辆发送的受电请求信号、向布设在第一路段的所述传感装置发送传感控制信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的信标信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的系统消息、向第一路段内的车辆发送第一路段的路段信息、向第一路段内的车辆发送允许受电的指示信息中的一种或多种操作，所述路段控制器350包括如下模块中的一种或多种：

传感信号或传感数据接收模块；

车辆受电请求信号接收模块；

传感控制信号发送模块；

传感系统信标发送模块；

传感系统的系统消息发送模块；

路段信息发送模块；

允许受电指示信息发送模块；

传感信息处理模块；以及，

路段间通信接口模块；

优选地，所述路段控制器350还包括与供电网控制器进行通信的接口模块；

其中，

所述路段间通信接口模块用于从第二路段控制器340接收第二路段的路段信息，用于向第三路段控制器360发送第一路段的路段信息；其中，第二路段、第一路段及第三路段是沿道路长度方向依次排列的相邻路段，第一路段位于所述第二路段和第三路段的中间；所述路段信息包括路段内车辆位置信息、路段内车辆行驶速度信息、路段内车辆数量信息、路段内需要受电的车辆位置信息、路段内需要受电的车辆行驶速度信息、路段内需要行驶引导的车辆位置信息、路段内需要行驶引导的车辆行驶速度信息、路段内当前可用的馈电车道数量信息、路段内当前可用的馈电车道编号或位置信息、路段内声波频率使用时间窗口模板信息中的一种或多种信息。

第一路段控制器350从第二路段控制器340接收第二路段的路段信息的具体实现方法包括：在段控制器340与段控制器350之间设置单跳传输通道311；第一路段控制器350向第三路段控制器360发送第一路段的路段信息的具体实现方法包括：在段控制器340与段控制器360之间设置单跳传输通道312；所述单跳传输通道312和单跳传输通道311可以降低路段间路段信息的传输时延，可用于对高速行驶的车辆的监测和控制。

本实施例给出的系统，还包括

至少一个供电网控制器330，用于接收路段控制器340 至 360 中任一个发来的供电网接入请求信息；或向路段控制器340 至 360 中任一个发送供电网接入许可信息；其中，供电网控制器330使用传输通道或传输接口313至315中的对应项与路段控制器340 至360 进行通信。

本实施例中，参见图3，路段控制器350对应于第一路段区间的传感装置351、馈电监控单元354、路段变电单元355，供电网控制器350向与之对应的上述单元发送控制指令，或者从与之对应的上述单元接收传感信息或工作状态信息；馈电监控单元354控制馈电单元353的通电、断电、电流计量和漏电监测中的一种或多种功能，馈电单元353向车辆352供电，车辆352从道路传感装置351接收供电系统的系统消息或向道路传感装置351发送供电请求信号；

路段控制器340对应于第二路段区间的传感装置341、馈电监控单元344、路段变电单元345，供电网控制器340向与之对应的上述单元发送控制指令，或者从与之对应的上述单元接收传感信息或工作状态信息；馈电监控单元344控制馈电单元343的通电、断电、电流计量和漏电监测中的一种或多种功能，馈电单元343向车辆342供电，车辆342从道路传感装置341接收供电系统的系统消息或向道路传感装置341发送供电请求信号；

路段控制器360对应于第三路段区间的传感装置361、馈电监控单元364、路段变电单元365，供电网控制器360向与之对应的上述单元发送控制指令，或者从与之对应的上述单元接收传感信息或工作状态信息；馈电监控单元364控制馈电单元363的通电、断电、电流计量和漏电监测中的一种或多种功能，馈电单元363向车辆362供电，车辆362从道路传感装置361接收供电系统的系统消息或向道路传感装置361发送供电请求信号；

本实施例中，图3给出的道路传感系统，包含了供电控制子网310和供电子网320的部分网元或网络构成单元。

本发明提供的实施例给出的一种道路传感方法举例、装置及系统举例，可以克服现有路面传感技术存在的布设高度受限导致的视场受限、相邻路段间传感信息传输时延大这些缺点中的至少一种缺点，具有实用性。

本发明实施例提供的道路传感装置可以全部或者部分地使用电子技术、电力技术及路桥施工技术实现；本发明实施例提供的道路传感方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明提供的道路传感系统所包含的模块或单元，可以采用电子元器件、电力器件以及沟槽构建施工技术实现。

以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种道路传感方法，包括如下步骤：

在活塞腔体内设置包含传感单元的活塞体，该活塞体可以在第一位置和第二位置间移动；

在活塞腔体内设置活塞体驱动部件，该活塞体驱动部件用于驱动活塞体从第二位置移动到第一位置；

其中，

所述活塞体可以在第一位置和第二位置间移动，用于实现传感单元相对于路面的高度变化，所述高度变化的具体方法包括：

在第一位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第一高度，在第二位置下，活塞体包含的传感单元具有相对于路面的第二高度；在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘和信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的上边缘和信号发射激发区域的上边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时相应的区域的上边缘所在高度；

在所述第一高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘和信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度高于路面高度；在所述第二高度下，所述传感单元包含的元器件的信号接收感应区域的下边缘和信号发射激发区域的下边缘中的至少一种的所在高度低于所述传感单元在第一高度时相应的区域的下边缘所在高度；

所述驱动活塞体从第二位置移动到第一位置，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，在此过程中，活塞体驱动部件储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位；

活塞腔体用于布设在路面区域内，所述路面区域包括可用于车辆行驶的道路路面区域、桥梁路面区域、高架路面区域、室内行车区域及停车场区域中的任何一种；

所述传感单元包括光探测器、光发射器、声电转换器、电声转换器、无线电波发射器及无线电波接收器中的至少一种。

2.如权利要求1所述的方法，还包括对信号传输介质的表面进行清理的方法，具体包括如下步骤：

在活塞腔体上或者在活塞体上设置导气孔，利用受压活塞体对活塞腔体的空气的挤压作用，将活塞腔体内的空气通过导气孔吹向活塞体包含的信号传输介质的表面；或者，利用受压活塞体在复位过程中在活塞腔体内形成的低气压作用，使通过导气孔注入活塞腔体的气流流过活塞体包含的信号传输介质的表面；

和/或，

在活塞腔体内侧朝向活塞体的位置上设置清理部件，利用受压活塞体在活塞腔体内的移动带动活塞体包含的信号传输介质的表面在所述清理部件上移动，实现对所述信号传输介质的表面上的粉尘或积水的清理。

3.如权利要求1所述的方法，还包括传感信号传送方法，具体实现步骤包括：

将传感单元的感知信号同时或分时发往两个道路区段控制单元；和/或，

所述传感单元能够从两个道路区段控制单元接收控制信息；

所述控制信息为传感单元指配工作模式，所述工作模式包括如下至少一种工作参数：

传感单元向路面区域发送信号的时间窗口参数；

传感单元从路面区域采集传感信号的时间窗口参数；

传感单元向道路区段控制单元发送信号的时间窗口参数。

4.如权利要求1所述的方法，还包括传感信号汇聚或分配方法，具体实现步骤包括：

将N个传感单元组成一个传感单元组，在一个传感单元组内的不同传感单元包含传感器数量和传感器类型不同或相同，在一个传感单元组内设置一个传感信号汇聚或分配节点，所述传感信号汇聚或分配节点包括电光转换节点和/或光电转换节点；其中，N为不包括0的自然数；

传感信号汇聚或分配节点从其所属传感单元组内的传感单元接收电信号，以光信号的形式向上层节点发送其接收到的电信号携带的信息；和/或，

传感信号汇聚或分配节点从上层节点接收光信号，以电信号的形式向其所属传感单元组内的传感单元发送其接收到的光信号携带的信息。

5.如权利要求1所述的方法，还包括使用所述传感单元进行如下至少一种操作的方法：

路况监控操作方法，具体实现方法包括如下至少一种步骤：

使用所述传感单元在第一高度状态下获取路面光学图像，对路面光学图像进行处理，根据图像处理数据判断路面区域内是否存在杂物；

使用一个传感单元在第一高度状态下获取另一个传感单元在第一高度状态下发射的光信号，使用所述接收到的光信号的强度及所述两个传感单元的间距判断路面区域内的可视度；以及

使用传感单元在第一高度状态下发射光信号，该光信号用于道路照明或车辆行驶管制；

位置估计操作方法，具体实现方法包括如下至少一种步骤：

使用所述传感单元在第一高度状态下获取路面光学图像，对路面光学图像进行处理，使用光学几何测距方法测量路面车辆或特定物体相对于所述传感单元的距离或位置；

使用两个或者两个以上的所述传感单元包含的声电转换器接收到的路面车辆承载的电声转换器发送的声波信号的到达时间或到达时间差，使用基于到达时间或基于到达时间差的位置估计算法估计路面车辆相对于所述传感单元的距离或位置；

使用一个或者多个所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送带有天线识别信息或传感单元识别信息的无线电信号，所述无线电信号携带的天线识别信息和信号强度信息中的至少一种，或所述无线电信号携带的传感单元识别信息和信号强度信息中的至少一种用于车辆定位；

供电网系统消息广播操作方法，具体实现方法包括如下步骤：

使用一个或者多个所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送无线电信号，所述无线电信号携带如下至少一种信息：

供电网所属运营商信息；

供电网是否可用指示信息；

供电网供电余量指示信息；

供电网当前供电价格信息；

供电网接入控制操作方法，具体实现方法包括如下步骤：

使用所述传感单元包含的无线电天线从路面区域接收供电网接入请求信号；

使用所述传感单元包含的无线电天线向路面区域发送供电网接入许可信号。

6.一种道路传感装置，包括：

传感单元，活塞体，活塞腔体，活塞体驱动部件；其中，

所述传感单元，用于获取路面图像、路面车辆图像、路面车辆的光学定位、路面照明、交通信号发送、路面车辆的声波定位、向路面区域发送无线电信号、从路面区域接收无线电信号中的一种或多种操作，包括光学成像模块、发光模块、电声转换模块、声电转换模块、无线电发送模块、无线电接收模块中的一种或多种模块；

所述活塞体，用于承载传感单元包含的元器件，使其承载的元器件的信号感应区域或者信号激发区域相对于路面的高度在第一高度和第二高度间改变，包括：传感单元包含的元器件的承载腔，传感单元防护顶盖，活塞体驱动部件作用点或作用面：

活塞腔体，用于活塞体移动导向和限位；

活塞体驱动部件，用于传感单元的复位，具体复位方法包括：活塞体在车轮压力作用下从第一位置向第二位置移动，在此过程中，活塞体驱动部件储存车轮压力产生的能量；在车辆压力消失后，活塞体驱动部件通过释放其存储的车轮压力产生的能量，驱动活塞体移动到第一位置，实现活塞体复位。

7.根据权利要求6所述的装置，还包括传导介质清理单元，包括：

设置在活塞腔体上或者在活塞体上的导气孔，该导气孔利用受压活塞体对活塞腔体的空气的挤压作用，将活塞腔体内的空气通过导气孔吹向活塞体包含的信号传输介质的表面；或者，该导气孔利用受压活塞体在复位过程中在活塞腔体内形成的低气压作用，使通过导气孔注入活塞腔体的气流流过活塞体包含的信号传输介质的表面；

和/或，

设置在活塞腔体内侧朝向活塞体的位置上的清理部件，该清理部件利用受压活塞体在活塞腔体内的移动带动活塞体包含的信号传输介质的表面在所述清理部件上移动，实现对所述信号传输介质的表面上的粉尘或积水的清理。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，

通信接口部件，可用于与位于第一位置的第一传感信号处理单元间的信号传输，以及用于与位于第二位置的第二传感信号处理单元间的信号传输，包括发送模块和/或接收模块。

9.一种道路传感系统，包括至少一个如权利要求6至8中任一项所述的传感装置，还包括至少一个路段控制器；

所述路段控制器，用于从布设在第一路段的所述传感装置接收传感信号、接收传感数据、接收第一路段内的车辆发送的受电请求信号、向布设在第一路段的所述传感装置发送传感控制信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的信标信号、向第一路段内的车辆发送传感系统的系统消息、向第一路段内的车辆发送第一路段的路段信息、向第一路段内的车辆发送允许受电的指示信息中的一种或多种操作，包括如下模块中的一种或多种：

传感信号或传感数据接收模块；

车辆受电请求信号接收模块；

传感控制信号发送模块；

传感系统信标发送模块；

传感系统的系统消息发送模块；

路段信息发送模块；

允许受电指示信息发送模块；

传感信息处理模块；以及，

路段间通信接口模块；

所述路段控制器还包括与供电网控制器进行通信的接口模块；

其中，

所述路段间通信接口模块用于从第二路段控制器接收第二路段的路段信息，用于向第三路段控制器发送第一路段的路段信息；其中，第二路段、第一路段及第三路段是沿道路长度方向依次排列的相邻路段，第一路段位于所述第二路段和第三路段的中间；所述路段信息包括路段内车辆位置信息、路段内车辆行驶速度信息、路段内车辆数量信息、路段内需要受电的车辆位置信息、路段内需要受电的车辆行驶速度信息、路段内需要行驶引导的车辆位置信息、路段内需要行驶引导的车辆行驶速度信息、路段内当前可用的馈电车道数量信息、路段内当前可用的馈电车道编号或位置信息、路段内声波频率使用时间窗口模板信息中的一种或多种信息。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括

至少一个供电网控制器，用于接收第一、第二或第三路段所对应的路段控制器发来的供电网接入请求信息；或，向第一、第二或第三路段所对应的路段控制器发送供电网接入许可信息。