CN106297342B - 一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置及方法 - Google Patents

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CN106297342B
CN106297342B CN201610909008.9A CN201610909008A CN106297342B CN 106297342 B CN106297342 B CN 106297342B CN 201610909008 A CN201610909008 A CN 201610909008A CN 106297342 B CN106297342 B CN 106297342B
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王梦竹
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    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/09623Systems involving the acquisition of information from passive traffic signs by means mounted on the vehicle

Abstract

本发明公开了一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,包括图像识别模块、距离测量模块、中央处理器ECU、测速模块、定位模块、服务器、信息获取模块、提示策略模块和显示、提示模块,还公开了该装置的提醒方法,能提前提示驾驶员红绿灯状态信息及通行时间,使驾驶员提前和实时掌握前方路口的交通信号灯的信息状态及剩余的通行时间,通过测速模块测量自身车速和前方车辆的车速,根据提示策略模块预先设定的数据和控制策略,提示驾驶员在安全车速下行驶,并计算出达到路口的所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间,辅助驾驶员决策驾驶速度并提前采取行动,对车速进行控制,使驾驶行为连贯,减少车辆速度突变的几率,提高车辆的安全性。

Description

一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置及方法

技术领域

本发明涉及一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,还涉及一种上述提醒装置的工作方法。

背景技术

随着汽车的普及,道路规则逐步复杂,驾驶员在面对陌生的路口时,要查看各种交通指示的同时,面对前方红绿灯的剩余时间,甚至还不清楚停车线的具体位置,还要判断当前车速是否能顺利通过路口,容易出现判断失误,其结果往往造成抢红灯并造成安全隐患甚至是事故,或是处于安全心理采取急速刹车而导致追尾,而保守安全的做法,即能通过却选择不通过,则需要在路口等待很长时间,无谓的浪费能量和造成排放污染。

另外,在某些特定环境下,如在早晨,车辆由西向东迎着太阳行驶,或是前方有较高的车辆或是树枝等阻挡视线,经常难以看清楚红绿灯的具体信号及剩余时间,或红绿灯由于灯管故障而显示的时间信息不全,给驾驶带来的不确定因素并有可能出现事故隐患。

目前有些车辆通过配合卫星定位系统来避免上述问题,但一般的卫星定位系统不适用于快速移动车辆的定位,一般定位精度误差为10米,但也有高成本的定位系统误差能够控制在1米左右,但定位系统都存在响应时间滞后的缺陷,因此不能给驾驶员提供实时精确的位置信息,由此可见基于卫星定位系统来预测能否按时通过路口的准确性精度并不够或成本很高。

再加上国内目前的交通设施建设良莠不齐,智能交通信号机尚未普及,并且采用了随着交通环境的变化而随时改变信号灯长度的控制策略,驾驶员更加难以获取或及时获取这些信息,给驾驶带来很多不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够预先得知车辆在到达路口时的交通信号灯信息,以便于驾驶员及时调整车辆速度的提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,安装于机动车辆上,包括:

图像识别模块,用于识别交通信号灯、信号灯状态、信号灯剩余时间信息及停车线;

距离测量模块,与所述图像识别模块连接,用于实时测量交通信号灯与所述车辆的距离、及停车线与所述车辆的距离;

中央处理器ECU,与所述距离测量模块连接,计算出车辆当前速度下到达路口预计所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间;

测速模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于实时测量所述车辆、周边车辆的车速;

定位模块,用于确定所述车辆的具体位置;

服务器,用于建立地图数据库,存贮各具体路口的交通信号灯与相应停车线之间的距离、通过路口时的限速、不同车速差下的安全距离;

信息获取模块,输入端分别与所述定位模块和所述服务器连接,输出端与所述中央处理器ECU连接,根据所述定位模块的定位信息,从所述服务器查询交通信号灯与停车线的距离,查询通过路口时的限速并将信息输送至所述中央处理器ECU;

提示策略模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于设置控制策略、距离模糊计算的经验公式;

显示、提示模块,连接至所述中央处理器ECU的输出端,以数字、文字、图形或声音的方式显示、提醒驾驶员提前预知前方路口交通信号灯的状态和剩余时间、车辆当前速度下到达路口预计所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间。

作为优选的技术方案,所述图像识别模块包括扫描器、摄像机等,和基于统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别等的图像识别软件配合使用。

作为优选的技术方案,所述距离测量模块设置为激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪、雷达测距仪或全站仪。

作为优选的技术方案,所述测速模块设置为雷达测速仪或GPS定位测速仪。

作为优选的技术方案,所述定位模块设置为GPS卫星定位模块、电信基站定位模块、WIFI定位模块或VRS定位模块。

作为优选的技术方案,所述服务器设置为车载服务器、智能手机或远程网络服务器。

作为优选的技术方案,所述信息获取模块设置为微型处理器;所述显示、提示模块包括显示屏和语音播放器。

作为优选的技术方案,所述提示策略模块包括处理器、比较器、硬盘、内存和系统总线。

本发明还公开了一种上述提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置使用的提醒方法,包括以下步骤,

步骤一、通过所述图像识别模块对采集的图像进行识别,辨别出交通信号灯或停车线;获取辩定交通信号灯的状态信息,具体信号的剩余时间为T2,对辩定的无时间显示的交通信号灯以及有时间显示的交通信号灯,但由于障碍物遮盖住的特殊情况,确定为无时间T3,上述各种信息和时间可以通过所述显示、提示模块进行显示或语音播放,以方便驾驶员路线规划和速度控制;

步骤二、通过所述距离测量模块实时测量所述辩定交通信号灯与所述车辆的距离S2和停车线与所述车辆的距离S3;

步骤三、判断所述车辆与所述辩定交通信号灯的距离是否大于设定距离,大于设定距离则返回继续测量,不进行下一步的提示,直至小于设定距离自动进入下一步;

步骤四、对于距离测量模块不能直接获得停车线与所述车辆距离S3的,通过所述定位模块,获取当前所述车辆的位置,从所述服务器内已建立的地图数据库中,获取所述辩定交通信号灯与停车线的水平距离S1,按公式计算获得停车线与车辆的距离,其中,H为信号灯的高度,并获取通过当前路口的车辆限速V0、辩定交通信号灯的种类、信号灯的变化时间及周期参数;

所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,即未提取到数据库的所述辩定交通信号灯与停车线的距离数据S1和信号灯高度H,根据所述提示策略模块提供的控制策略,按照经验公式估算出所述辩定交通信号灯与所述停车线之间的距离S1,估算公式为:S1=(K1+K2)×V0×3,其中K1为安全系数,K1根据路口的大小预先设置规则,路口越大则K1越大,K2为系统延迟时间,即数据传递、图像识别、计算的延迟时间,越大越安全,V0为路口的限速要求,3为当前路口所述辩定交通信号灯的黄灯时间;信号灯高度采用简易公式H=S2-S1计算;

步骤五、在上述各步骤进行的同时,所述车辆始终通过所述测速模块监控自身车速和周边车辆的车速;

步骤六、所述车辆当前速度低于提示的速度限制值,则不进行下一步的提示,继续监控所述车辆速度和周边车辆的车速;

步骤七、根据所述车辆与前方车辆的相对速度和距离,根据所述车辆的制动特性,即不同车速下的制动距离和制动加速度参数,和所述服务器数据库已定义好的不同车速差下的安全距离SO,判断与前方车辆的距离是否安全,并判断所述车辆车速是否高于通过路口的速度要求;

步骤八、不满足安全车速情况下,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员减速,安全车速包括路口的限制速度;

步骤九、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在减速后,重新进行步骤五;

步骤十、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在一定时间内并未减速,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员注意安全;

步骤十一、不管是否减速,根据步骤二和步骤四得到所述停车线与所述车辆距离S3和当前车速,计算预计到达路口的时间,并计算出到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间;

步骤十二、所述提示策略模块根据步骤十一内的参数设定提示策略,并通过所述显示、提示模块进行提示,其中所述提示包括:

a、准确提示,只在设定条件满足的情况下才通过所述显示、提示模块进行提示,防止错误提示或仅提示部分经确认的信息;

b、时间提示,提示所述车辆在当前车速下达到路口的具体时间和到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间,由驾驶员进行人为比较行驶时间与所述辩定交通信号灯的允许通行方向及剩余通行时间的大小,决定是否需要维持当前车速不变或缓慢刹车;

c、结论提示,所述提示策略模块获取或计算得出所述辩定交通信号的剩余距离和剩余时间,增加是否能够顺利通过的明确提示;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述车辆与停车线的距离,与步骤四所述中央处理器ECU计算的所述车辆与停车线的距离进行比对,根据控制策略选择和计算得出距离,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;

所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,按照步骤四涉及的估算公式进行估算,并根据估算结果给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述辩定交通信号灯具体信号的允许通行方向及剩余时间T2,与步骤十一计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间进行相互比对,根据控制策略选择和计算得出剩余时间,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取智能交通信号机采取的延长信号灯长度进行辨别,修正计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间,修正步骤十一的数据,根据该剩余时间给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过所述图像识别模块获取信号灯剩余时间信息,当智能交通信号机上由于灯管故障而显示的时间信息不全时,则设置识别原则,用能够识别的几个数字进行差值计算,并以测量该数字时的系统内部时间的差值比对,两者差值相等则证明识别数字是正确的,还原真实数字,修正步骤一的提示内容,并给出是否能够顺利通过的明确结论,如无法识别,按无时间T3处理,仅提示交通信号灯状态和当前车速下到达路口预计的行驶时间;

d、提前加速提示,所述提示策略模块经过计算确定出恰好变绿灯通过的策略;

步骤十三、通过所述中央处理器ECU控制所述显示、提示模块显示各种数据。

作为优选的技术方案,所述提示策略模块包括以下控制策略设置,

A、开关设置,驾驶员可以根据驾驶需要来开启或关闭各提示功能;

B、设置提示的起始时间和结束时间;

C、设置提示的最小车速;

D、设置重复提醒的频率;

E、自身数据的记录,计算频率、提示频率。

由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:该提醒装置能提前、实时提示驾驶员红绿灯状态信息及通行时间,使驾驶员提前和实时掌握前方路口的交通信号灯的信息状态及剩余的通行时间,辅助驾驶员决策驾驶速度,有利于驾驶员以安全适中的车速通过路口,减少人为误判以及“抢信号灯”的心理焦虑,提高安全性;有利于提前控制车速,不必过早到达路口而等绿灯,减少路口等待时间以达到减少污染物排放的目的;并对在特定环境下难分辨是直行绿灯还是左拐绿灯、提示禁止右拐等有很好的提醒作用;还能通过语音提示信号灯的红灯或绿灯,对红绿色盲和色弱的驾驶员有很大的帮助,本装置对交通基础设施要求低,容易普及。

另外,该提醒装置专用的提醒方法,通过图像识别模块对交通信号灯及停车线进行辨别并锁定,通过距离测量模块测量或计算得出自身车辆与停车线的距离,通过测速模块测量自身车速和前方车辆的车速,根据提示策略模块预先设定的数据和控制策略,提示驾驶员在安全车速下行驶,并计算出达到路口的所需时间和通过路口停车线的剩余通行时间,以数字、文字、图形或声音的方式提醒驾驶员提前预知前方路口交通信号灯的状态和剩余时间,达到路口的所需时间和通过路口停车线的剩余通行时间,辅助驾驶员提前采取行动,对车速进行控制,使驾驶行为连贯,减少车辆速度突变的几率,提高车辆的安全性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:

图1是本发明实施例的结构框图;

图2是本发明实施例的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例,进一步阐述本发明。在下面的详细描述中,只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑,本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式或顺序对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1所示,一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,安装于机动车辆上,包括图像识别模块,用于识别交通信号灯、信号灯状态、信号灯剩余时间信息及停车线,随着交通设施的发展,所述图像识别模块可以设置为直接识别标示停车线的装备,可以采用多种技术如扫描器、摄像机等,结合统计模式识别、结构模式识别、模糊模式识别等软件计算来实现,且上述技术均为本技术领域内普通技术人员所熟知的内容,在此不再详细说明。

距离测量模块,与所述图像识别模块连接,用于实时测量交通信号灯与所述车辆的距离、及停车线与所述车辆的距离,可以采用多种技术来实现,如激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪、雷达测距仪、全站仪等。

中央处理器ECU,与所述距离测量模块和所述信息获取模块连接,计算出车辆当前速度下达到路口预计所需时间和停车线时的剩余通行时间,所述服务器和所述提示策略模块内提取控制策略,给所述显示、提示模块发出指令。

测速模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于实时测量所述车辆、周边车辆的车速,可以采用多种技术,如雷达测速仪或GPS定位测速仪等。

定位模块,用于确定所述车辆的具体位置,可以采用多种技术,如GPS卫星定位模块、电信基站定位模块、WIFI定位模块或VRS定位模块等。

服务器,用于建立地图数据库,存贮各具体路口的交通信号灯与相应停车线之间的距离、通过路口时的限速、不同车速差下的安全距离,存贮车速控制策略,为提高最佳响应速度,一般设置在驾驶车辆中,在保障查询时间的条件下,也可以设置网络工具,如智能手机或网络供应商提供的远程网络服务器。

信息获取模块,输入端分别与所述定位模块和所述服务器连接,输出端与所述中央处理器ECU连接,根据所述定位模块的定位信息,从所述服务器查询交通信号灯与停车线的距离,查询通过路口时的限速并将信息输送至所述中央处理器ECU,或通过对其它智能设备进行查询,如微型处理器、智能交通信号机或GPS定位系统。

提示策略模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于设置控制策略、距离模糊计算的经验公式,所述提示策略模块包括处理器、比较器、硬盘、内存和系统总线。

显示、提示模块,连接至所述中央处理器ECU的输出端,以数字、文字、图形或声音的方式显示、提醒驾驶员提前预知前方路口交通信号灯的状态和剩余时间、车辆当前速度下达到路口预计所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间,所述显示、提示模块包括显示屏和语音播放器。

该提醒装置能提前、实时提示驾驶员红绿灯状态信息及通行时间,使驾驶员提前和实时掌握前方路口的交通信号灯的信息状态及剩余的通行时间,辅助驾驶员决策驾驶速度,有利于驾驶员以安全适中的车速通过路口,减少人为误判以及“抢信号灯”的心理焦虑,提高安全性;有利于提前控制车速,不必过早到达路口而等绿灯,减少路口等待时间以达到减少污染物排放的目的;并对在特定环境下难分辨是直行绿灯还是左拐绿灯、提示禁止右拐等有很好的提醒作用;还能通过语音提示信号灯的红灯或绿灯,对红绿色盲和色弱的驾驶员有很大的帮助,本装置对交通的基础设施要求低,容易普及。

如图2所示,上述提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置使用的提醒方法,包括以下步骤:

步骤一、通过所述图像识别模块对采集的图像进行识别,辨别出交通信号灯或停车线;获取辩定交通信号灯的状态信息,具体信号的剩余时间为T2,对辩定的无时间显示的交通信号灯以及有时间显示的交通信号灯,但由于障碍物遮盖住等特殊情况,确定为无时间T3,上述各种信息和时间可以通过所述显示、提示模块进行显示或语音播放,以方便驾驶员路线规划和速度控制;

步骤二、通过所述距离测量模块实时测量所述辩定交通信号灯与所述车辆的距离S2和停车线与所述车辆的距离S3;

步骤三、判断所述车辆与所述辩定交通信号灯的距离是否大于设定距离,大于设定距离则返回继续测量,不进行下一步的提示,直至小于设定距离自动进入下一步;

步骤四、对于距离测量模块不能直接获得停车线与所述车辆距离S3的,通过所述定位模块,获取当前所述车辆的位置,从所述服务器内已建立的地图数据库中,获取所述辩定交通信号灯与停车线的水平距离S1,按公式计算获得停车线与车辆的距离,其中,H为信号灯的高度,并获取通过当前路口的车辆限速V0、辩定交通信号灯的种类(对图像识别模块进行校验)、信号灯的变化时间及周期参数;

所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,即未提取到数据库的所述辩定交通信号灯与停车线的距离数据S1和信号灯高度H,根据所述提示策略模块提供的控制策略,按照经验公式估算出所述辩定交通信号灯与所述停车线之间的距离S1,估算公式为:S1=(K1+K2)×V0×3,其中K1为安全系数,K1根据路口的大小预先设置规则,路口越大则K1越大,K2为系统延迟时间,即数据传递、图像识别、计算等的延迟时间,越大越安全,V0为路口的限速要求,3为当前路口所述辩定交通信号灯的黄灯时间;信号灯高度可采用统计值或标准值,也可采用简易公式H=S2-S1计算。

步骤五、在上述各步骤进行的同时,所述车辆始终通过所述测速模块监控自身车速和周边车辆的车速;

步骤六、所述车辆当前速度低于提示的速度限制值,则不进行下一步的提示,继续监控所述车辆速度和周边车辆的车速;

步骤七、根据所述车辆与前方车辆的相对速度和距离,根据所述车辆的制动特性,即不同车速下的制动距离和制动加速度参数,和所述服务器数据库已定义好的不同车速差下的安全距离SO,判断与前方车辆的距离是否安全,并判断所述车辆车速是否高于通过路口的速度要求;

步骤八、不满足安全车速情况下,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员减速,安全车速包括路口的限制速度;

步骤九、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在减速后,重新进行步骤五;

步骤十、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在一定时间内并未减速,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员注意安全;

步骤十一、不管是否减速,根据步骤二和步骤四得到所述停车线与所述车辆距离S3和当前车速,计算预计到达路口的时间,并计算出到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间;

步骤十二、所述提示策略模块根据步骤十一内的参数设定提示策略,并通过所述显示、提示模块进行提示,其中所述提示包括:

a、准确提示,只在设定条件满足的情况下才通过所述显示、提示模块进行提示,防止错误提示或仅提示部分经确认的信息,如在确定为无时间T3的情况下,只提示交通信号灯状态和当前车速下到达路口预计的行驶时间;

b、时间提示,提示所述车辆在当前车速下达到路口的具体时间和到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间,由驾驶员进行人为比较行驶时间与所述辩定交通信号灯的允许通行方向及剩余通行时间的大小,决定是否需要维持当前车速不变或缓慢刹车;

c、结论提示,所述提示策略模块获取或计算得出所述辩定交通信号的剩余距离和剩余时间,增加是否能够顺利通过的明确提示;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述车辆与停车线的距离,与步骤四所述中央处理器ECU计算的所述车辆与停车线的距离进行比对,根据控制策略选择和计算得出距离,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;

所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,按照步骤四涉及的估算公式进行估算,并根据估算结果给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述辩定交通信号灯具体信号的允许通行方向及剩余时间T2,与步骤十一计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间进行相互比对,根据控制策略选择和计算得出剩余时间,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过步骤二所述图像识别模块获取智能交通信号机采取的延长信号灯长度进行辨别,修正计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间,修正步骤十一的数据,根据该剩余时间给出是否能够顺利通过的明确结论;

不断通过所述图像识别模块获取信号灯剩余时间信息,当智能交通信号机上由于灯管故障而显示的时间信息不全时,则设置识别原则,用能够识别的几个数字进行差值计算,并以测量该数字时的系统内部时间的差值比对,两者差值相等则证明识别数字是正确的,还原真实数字,修正步骤一的提示内容,并给出是否能够顺利通过的明确结论,如无法识别,按无时间T3处理,仅提示交通信号灯状态和当前车速下到达路口预计的行驶时间;

d、提前加速提示,所述提示策略模块经过计算确定出恰好变绿灯通过的策略;

步骤十三、通过所述中央处理器ECU控制所述显示、提示模块显示各种数据。

本实施例中的所述提示策略模块包括以下控制策略设置,

A、开关设置,驾驶员可以根据驾驶需要来开启或关闭各提示功能;

B、设置提示的起始时间和结束时间;

C、设置提示的最小车速;

D、设置重复提醒的频率;

E、自身数据的记录,计算频率、提示频率。

通过上述提醒方法,通过图像识别模块对交通信号灯及停车线进行辨别并锁定,通过距离测量模块测量或计算得出自身车辆与停车线的距离,通过测速模块测量自身车速和前方车辆的车速,根据提示策略模块预先设定的数据和控制策略,提示驾驶员在安全车速下行驶,并计算出达到路口的所需时间和通过路口停车线的剩余通行时间,以数字、文字、图形或声音的方式提醒驾驶员提前预知前方路口交通信号灯的状态和剩余时间,达到路口的所需时间和通过路口停车线的剩余通行时间,辅助驾驶员提前采取行动,对车速进行控制,使驾驶行为连贯,减少车辆速度突变的几率,提高车辆的安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,安装于机动车辆上,其特征在于:包括
图像识别模块,用于识别交通信号灯、信号灯状态、信号灯剩余时间信息及停车线;
距离测量模块,与所述图像识别模块连接,用于实时测量交通信号灯与所述车辆的距离、及停车线与所述车辆的距离;
中央处理器ECU,与所述距离测量模块连接,计算出车辆当前速度下到达路口预计所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间;
测速模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于实时测量所述车辆、周边车辆的车速;
定位模块,用于确定所述车辆的具体位置;
服务器,用于建立地图数据库,存贮各具体路口的交通信号灯与相应停车线之间的距离、通过路口时的限速、不同车速差下的安全距离;
信息获取模块,输入端分别与所述定位模块和所述服务器连接,输出端与所述中央处理器ECU连接,根据所述定位模块的定位信息,从所述服务器查询交通信号灯与停车线的距离,查询通过路口时的限速并将信息输送至所述中央处理器ECU;
提示策略模块,连接至所述中央处理器ECU的输入端,用于设置控制策略、距离模糊计算的经验公式;
显示、提示模块,连接至所述中央处理器ECU的输出端,以数字、文字、图形或声音的方式显示、提醒驾驶员提前预知前方路口交通信号灯的状态和剩余时间、车辆当前速度下达到路口预计所需时间和通过路口停车线时的剩余通行时间。
2.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述图像识别模块包括扫描器或摄像机。
3.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述距离测量模块设置为激光测距仪、红外测距仪、微波测距仪、雷达测距仪或全站仪。
4.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述测速模块设置为雷达测速仪或GPS定位测速仪。
5.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述定位模块设置为GPS卫星定位模块、电信基站定位模块、WIFI定位模块或VRS定位模块。
6.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述服务器设置为车载服务器、智能手机或远程网络服务器。
7.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述信息获取模块设置为微型处理器;所述显示、提示模块包括显示屏和语音播放器。
8.如权利要求1所述的一种提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置,其特征在于:所述提示策略模块包括处理器、比较器、硬盘、内存和系统总线。
9.如权利要求1至8任一权利要求所述的提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置的提醒方法,其特征在于:包括以下步骤,
步骤一、通过所述图像识别模块对采集的图像进行识别,辨别出交通信号灯或停车线;获取辩定交通信号灯的状态信息,具体信号的剩余时间为T2,对辩定的无时间显示的交通信号灯以及有时间显示的交通信号灯,但由于障碍物遮盖住的特殊情况,确定为无时间T3,上述各种信息和时间可以通过所述显示、提示模块进行显示或语音播放,以方便驾驶员路线规划和速度控制;
步骤二、通过所述距离测量模块实时测量所述辩定交通信号灯与所述车辆的距离S2和停车线与所述车辆的距离S3;
步骤三、判断所述车辆与所述辩定交通信号灯的距离是否大于设定距离,大于设定距离则返回继续测量,不进行下一步的提示,直至小于设定距离自动进入下一步;
步骤四、对于距离测量模块不能直接获得停车线与所述车辆距离S3的,通过所述定位模块,获取当前所述车辆的位置,从所述服务器内已建立的地图数据库中,获取所述辩定交通信号灯与停车线的水平距离S1,按公式计算获得停车线与车辆的距离,其中,H为信号灯的高度,并获取通过当前路口的车辆限速V0、辩定交通信号灯的种类、信号灯的变化时间及周期参数;
所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,即未提取到数据库的所述辩定交通信号灯与停车线的距离数据S1和信号灯高度H,根据所述提示策略模块提供的控制策略,按照经验公式估算出所述辩定交通信号灯与所述停车线之间的距离S1,估算公式为:S1=(K1+K2)×V0×3,其中K1为安全系数,K1根据路口的大小预先设置规则,路口越大则K1越大,K2为系统延迟时间,即数据传递、图像识别、计算的延迟时间,越大越安全,V0为路口的限速要求,3为当前路口所述辩定交通信号灯的黄灯时间;信号灯高度采用简易公式H=S2-S1计算;
步骤五、在上述各步骤进行的同时,所述车辆始终通过所述测速模块监控自身车速和周边车辆的车速;
步骤六、所述车辆当前速度低于提示的速度限制值,则不进行下一步的提示,继续监控所述车辆速度和周边车辆的车速;
步骤七、根据所述车辆与前方车辆的相对速度和距离,根据所述车辆的制动特性,即不同车速下的制动距离和制动加速度参数,和所述服务器数据库已定义好的不同车速差下的安全距离SO,判断与前方车辆的距离是否安全,并判断所述车辆车速是否高于通过路口的速度要求;
步骤八、不满足安全车速情况下,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员减速,安全车速包括路口的限制速度;
步骤九、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在减速后,重新进行步骤五;
步骤十、所述测速模块和中央处理器ECU判定驾驶员在一定时间内并未减速,通过所述显示、提示模块提醒驾驶员注意安全;
步骤十一、不管是否减速,根据步骤二和步骤四得到所述停车线与所述车辆距离S3和当前车速,计算预计到达路口的时间,并计算出到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间;
步骤十二、所述提示策略模块根据步骤十一内的参数设定提示策略,并通过所述显示、提示模块进行提示,其中所述提示包括:
a、准确提示,只在设定条件满足的情况下才通过所述显示、提示模块进行提示,防止错误提示或仅提示部分经确认的信息;
b、时间提示,提示所述车辆在当前车速下达到路口的具体时间和到达所述辩定交通信号灯时的剩余通行时间,由驾驶员进行人为比较行驶时间与所述辩定交通信号灯的允许通行方向及剩余通行时间的大小,决定是否需要维持当前车速不变或缓慢刹车;
c、结论提示,所述提示策略模块获取或计算得出所述辩定交通信号的剩余距离和剩余时间,增加是否能够顺利通过的明确提示;
不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述车辆与停车线的距离,与步骤四所述中央处理器ECU计算的所述车辆与停车线的距离进行比对,根据控制策略选择和计算得出距离,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;
所述服务器内不存在当前交通路口的相关数据时,按照步骤四涉及的估算公式进行估算,并根据估算结果给出是否能够顺利通过的明确结论;
不断通过步骤二所述图像识别模块获取所述辩定交通信号灯具体信号的允许通行方向及剩余时间T2,与步骤十一计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间进行相互比对,根据控制策略选择和计算得出剩余时间,修正步骤十一的数据,给出是否能够顺利通过的明确结论;
不断通过步骤二所述图像识别模块获取智能交通信号机采取的延长信号灯长度进行辨别,修正计算出的所述辩定交通信号灯变化的剩余时间,修正步骤十一的数据,根据该剩余时间给出是否能够顺利通过的明确结论;
不断通过所述图像识别模块获取信号灯剩余时间信息,当智能交通信号机上由于灯管故障而显示的时间信息不全时,则设置识别原则,用能够识别的几个数字进行差值计算,并以测量该数字时的系统内部时间的差值比对,两者差值相等则证明识别数字是正确的,还原真实数字,修正步骤一的提示内容,并给出是否能够顺利通过的明确结论,如无法识别,按无时间T3处理,仅提示交通信号灯状态和当前车速下到达路口预计的行驶时间;
d、提前加速提示,所述提示策略模块经过计算确定出恰好变绿灯通过的策略;
步骤十三、通过所述中央处理器ECU控制所述显示、提示模块显示各种数据。
10.如权利要求9所述的提前、实时提示交通信号灯信息的提醒装置的提醒方法,其特征在于:所述提示策略模块包括以下控制策略设置,
A、开关设置,驾驶员可以根据驾驶需要来开启或关闭各提示功能;
B、设置提示的起始时间和结束时间;
C、设置提示的最小车速;
D、设置重复提醒的频率;
E、自身数据的记录,计算频率、提示频率。
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