CN105761523A - 一种适应能见度的动态交通标志牌 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适应能见度的动态交通标志牌包括：主控模块、能见度检测模块、参数调整模块、通信模块、存储模块、LED显示屏和电源模块；能见度检测模块用于检测实时能见度信息，并将其传输至主控模块和参数调整模块；参数调整模块根据实时能见度信息，从预设数据库中获取对应的LED显示屏亮度和显示文字的大小、颜色，并传输至主控模块；主控模块通过内置的监控软件系统将发布的信息按上述参数指标进行调整，并输出相应的输出信号至LED显示屏。本发明可以根据检测到的大气能见度信息完成对LED显示屏亮度和显示文字的大小、颜色的调节，提高低能见度情况下驾驶员对交通标志牌内容的识认性，提高驾驶安全性。

Description

一种适应能见度的动态交通标志牌

技术领域

本发明涉及智能交通设施领域，具体是一种适应能见度的动态交通标志牌。

背景技术

近年来，空气污染越来越严重、极端天气频繁发生，雾霾、暴雨、暴雪、沙尘暴等不良天气导致大气能见度降低，使驾驶人常常在低能见度情况下驾车。而汽车驾驶人在行车过程中90％以上的信息是依靠视觉获得的，且多数交通事故是由不良的视距条件导致的。因此，低能见度环境已成为交通事故多发的重要影响因素之一，严重威胁道路交通安全。

道路上的交通标志牌起到指路、提示、发布警示信息等作用。对于现有的交通标志牌，在低能见度情况下，驾驶员的识认性会降低，不能准确获取标志牌的各种信息，而且识认性降低可能会导致事故发生。如低能见度情况下，驾驶员不能快速、清晰地获取标志牌信息，而长时间关注标志牌以获取指路信息等，忽视路面交通状况，容易引发追尾、擦碰等交通事故；或未及时看到警示标志，没有减速行驶，等注意到情况时，紧急刹车或来不及刹车，造成侧翻、多车相撞等的重大交通事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种适应能见度的动态交通标志牌，以达到提高低能见度下驾驶员对标志牌内容识认性的目的，使驾驶员能准确、及时地获取道路信息，从而提高道路交通安全性。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于，包括有主控模块以及与主控模块连接的能见度检测模块、参数调整模块、通信模块、存储模块、LED显示屏和电源模块；

所述能见度检测模块包括能见度检测仪和传输设备，所述能见度检测模块用于检测当前能见度信息，并将获取的能见度信息传输至主控模块和参数调整模块；

所述参数调整模块接收能见度检测模块传递的信息，并根据信息获取当前能见度下对应的LED屏显示内容的参数指标，并将其传输至主控模块；

所述电源模块用于所述动态交通标志牌各内部电路的供电；

所述主控模块将通信模块发布的交通信息和从参数调整模块获得的LED屏显示信息的参数指标保存到存储模块，并通过内置的监控软件系统实现对发布信息显示参数进行调整，然后输出相应的输出信号至LED显示屏上。

所述适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述LED显示屏上的发布信息显示参数包括：显示屏亮度、字体颜色和字体大小。

所述适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述的能见度检测仪为散射式能见度检测仪。

所述适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述参数调整模块，预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库。

所述适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述的监控软件系统由播放表编辑器与情报板监控软件两部分组成；所述播放表编辑器可实现对字体大小和文字颜色的编辑；所述情报板监控软件可实现对LED显示屏进行亮度操作。

一种适应能见度的动态交通标志牌的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：参数调整模块预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库，不同能见度阈值范围对应不同的参数指标；

步骤二：能见度检测模块对当前能见度信息进行实时检测，并将获取的能见度信息传输至主控模块和参数调整模块；

步骤三：参数调整模块将接收的能见度信息与预设的能见度阈值相比较，查找当前能见度信息所属的阈值范围，并获取当前能见度所在的阈值范围对应的LED屏显示文字的参数指标，并将其传输至主控模块；

步骤四：主控模块通过内置的监控软件系统实现对发布的文字信息进行显示参数的调整，并输出相应的输出信号至LED显示屏。

本发明的有益效果在于：

本发明能够根据实时检测到的大气能见度信息调整标志牌亮度、字体颜色和字体大小，以此智能地调节标志牌的可视性，有效避免了低能见度情况下驾车时，驾驶员因长时间观看交通标志牌或对标志牌内容识认不清造成的安全隐患和交通事故。

附图说明

图1是本发明的系统原理示意图。

图2是本发明一种适应能见度的交通标志牌的实现方法的流程示意图。

图3是驾驶员视认标志牌过程示意图。

具体实施方式

下面通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的优点与功效。本发明还可以通过具体实施方式加以实施或应用。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目，其组件布局型态也可能更为复杂。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种适应能见度的交通标志牌，包括：主控模块1、能见度检测模块2、参数调整模块3、通信模块4、存储模块5、LED显示屏6和电源模块7。

能见度检测模块2包括能见度检测仪和传输设备，能见度检测模块2用于检测当前能见度信息，并将获取的能见度信息传输至主控模块1和参数调整模块3；

参数调整模块3接收能见度检测模块2所传递的信息，并根据信息获取当前能见度下对应的LED屏显示内容的参数指标，并将其传输至主控模块1；

主控模块1与能见度检测模块2、参数调整模块3、通信模块4、存储模块5、LED显示屏6相连接，并将通信模块4发布的交通信息和从参数调整模块3获得的LED屏显示信息的参数指标保存到存储模块5，并通过内置的监控软件系统实现对发布信息显示参数的调整，并输出相应的输出信号至LED显示屏6；

电源模块7用于所述交通标志牌各内部电路的供电。

动态交通标志牌能根据当前能见度信息调节的显示信息参数包括：LED显示屏亮度、字体颜色和字体大小。

能见度检测仪为散射式能见度检测仪。

参数调整模块3预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库。

监控软件系统由播放表编辑器与情报板监控软件两部分组成：播放表编辑器可以实现对字体大小和文字颜色的编辑；情报板监控软件可以实现对显示屏进行亮度操作。

本发明的实现方法如图2所示，包括如下步骤：

执行步骤S1，参数调整模块3预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库，不同能见度阈值范围对应不同的参数指标；

执行步骤S2，所述能见度检测模块2对当前能见度信息进行实时检测，并将获取的能见度信息传输至主控模块1和参数调整模块3；

执行步骤S3，参数调整模块3将接收的能见度信息与预设的能见度阈值相比较，查找当前能见度信息所属的阈值范围，并获取当前能见度所在的阈值范围对应的LED屏显示文字的参数指标，并将其传输至主控模块1。

执行步骤S4，主控模块1通过内置控制软件实现对发布的文字信息进行显示参数的调整，并输出相应的输出信号至LED显示屏6。

能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库的建立与原理：首先，假设车辆在道路上从O点沿直线匀速行驶，参照图3，其中D点为标志牌的位置；M点为认读开始点，即驾驶员在低能见度条件下刚好能看清标志牌内容的位置；N点为标志牌消失点，即在车辆前进过程中，标志牌从驾驶员视线范围内消失的位置。

对于某一道路上固定的标志牌，N点的位置是固定的，N、D之间的距离为s₁，若当前能见度条件下道路限速为v，驾驶员阅读标志牌内容所需的时间为t，则M、N之间的距离s₂至少要满足s₂＝vt，才能保证驾驶员阅读完标志信息。由此可以得出视认距离s(M、D之间的距离)的计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{s}_2=vt\\ s=s_1+s_2\end{array}\right.---\left(1\right)$

其次，将LED屏亮度水平分为n个等级，亮度值分别为L₁、L₂......L_i......L_n；将字体大小分为m个等级，字体大小分别为A₁、A₂......A_j......A_m；字体颜色采用了红色、橙色、绿色三种。

在低能见度环境下进行大量的实车实验或仿真实验，首先利用能见度检测仪测得当前能见度x要求驾驶员以当前能见度条件下道路最高限速v行驶，记录驾驶员在M处可以看清标志牌内容时，对应LED屏上的字体大小A、LED屏亮度L、字体颜色；然后根据道路实际情况计算视认距离s；再利用回归分析的方法确定能见度x、视认距离s、字体大小A、亮度L之间的关系，得到如下公式：

$\left\{\begin{array}{c}A=f\left(s,x\right)\\ L=g\left(s,x\right)\end{array}\right.---\left(2\right)$

字体颜色与能见度的对应关系为

对于某一道路上固定的标志牌，已知能见度x和当前能见度条件下道路限速为v，驾驶员阅读标志牌内容所需的时间t，代入公式(1)可计算得视认距离s；再将视认距离s代入公式(2)，可得到当前能见度下LED屏上对应的字体大小A、LED屏亮度L。

例如，在一个公开的实例中，在限速80km/h的道路上，远程服务器通过通信模块4发布的交通信息为“前方雾区限速60km/h”，建立能见度与LED屏显示参数相关联的样本数据库。将能见度分为多个区间，并根据上述公式计算每个能见度区间内字体大小和LED屏亮度最大值，将其作为该能见度区间内的字体大小和LED屏亮度的值。如本实施例中能见度与LED屏显示参数相关联的样本数据库具体如下：

(1)与能见度相关联的显示字体颜色的样本数据库中，能见度＞500m时字体颜色为绿色；50m＜能见度≤500m时字体颜色为橙色；能见度≤50m时字体颜色为红色；

(2)与能见度相关联的显示字体大小的样本数据库中，设置5个能见度阈值范围，当能见度x＜x₁时对应的字体大小值为A₀，当能见度x₁＜x≤x₂时对应的字体大小值为A₁，当能见度x₂＜x≤x₃时对应的字体大小值为A₂，当能见度x₃＜x≤x₄时对应的字体大小值为A₃，当能见度x＞x₄时对应的字体大小值为A₄；

(3)与能见度相关联的LED显示屏亮度的样本数据中，设置3个能见度阈值范围，当能见度x＜x_a时对应的显示屏亮度为L_a，当能见度x_a＜x≤x_b时对应的显示屏亮度为L₂，当能见度x＞x_b时对应的显示屏亮度为L_b；

若此时能见度检测模块2检测到实时能见度信息为X，已知x₃＜X≤x₄且x_a＜X≤x_b，则获取对应的显示参数指标为字体颜色为橙色，字体大小值为A₃，显示屏亮度为L_a。主控模块1根据参数调整模块3传输的参数指标，通过控制监控软件系统将在LED显示屏6上显示的信息为“前方雾区限速60km/h”，具体显示方式为字体颜色为橙色，字体大小值为A₃，显示屏亮度为L_a。

可以看出，本发明可根据能见度不同，对LED显示屏的亮度和显示文字大小、颜色进行调节，可以提高驾驶人对发布内容的识认性，可方便雨、雪、雾霾等低能见度气象条件下道路状况的播报，有利于驾驶人及时获取道路信息。

以上对本发明实施例所提供的一种适应能见度的交通标志牌进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行阐述。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于，包括主控模块以及与主控模块连接的能见度检测模块、参数调整模块、通信模块、存储模块、LED显示屏和电源模块；

所述能见度检测模块包括能见度检测仪和传输设备，所述能见度检测模块用于检测当前能见度信息，并将获取的能见度信息传输至主控模块和参数调整模块；

所述参数调整模块接收能见度检测模块传递的信息，并根据信息获取当前能见度下对应的LED屏显示内容的参数指标，并将其传输至主控模块；

所述电源模块用于所述动态交通标志牌各内部电路的供电；

所述主控模块将通信模块发布的交通信息和从参数调整模块获得的LED屏显示信息的参数指标保存到存储模块，并通过内置的监控软件系统实现对发布信息显示参数进行调整，然后输出相应的输出信号至LED显示屏上。

2.如权利要求1所述的适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述LED屏上的发布信息显示参数包括：显示屏亮度、字体颜色和字体大小。

3.如权利要求1所述的适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述的能见度检测仪为散射式能见度检测仪。

4.如权利要求1所述的适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述参数调整模块，预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库。

5.如权利要求1所述的适应能见度的动态交通标志牌，其特征在于：所述的监控软件系统由播放表编辑器与情报板监控软件两部分组成；所述播放表编辑器可实现对字体大小和文字颜色的编辑；所述情报板监控软件可实现对LED显示屏进行亮度操作。

6.一种基于权利要求1的适应能见度的动态交通标志牌的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：参数调整模块预设有能见度信息与LED屏显示参数相关联的样本数据库，不同能见度阈值范围对应不同的参数指标；

步骤二：能见度检测模块对当前能见度信息进行实时检测，并将获取的能见度信息传输至主控模块和参数调整模块；

步骤三：参数调整模块将接收的能见度信息与预设的能见度阈值相比较，查找当前能见度信息所属的阈值范围，并获取当前能见度所在的阈值范围对应的LED屏显示文字的参数指标，并将其传输至主控模块；

步骤四：主控模块通过内置的监控软件系统实现对发布的文字信息进行显示参数的调整，并输出相应的输出信号至LED显示屏。