CN106355906B - 利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法。本发明克服以往红绿灯调控方法的缺陷，本着“以人为本”的交通理念，利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的转换时机。当对应车道没有车辆和行人而显示绿灯时，可通过本系统调控红绿灯的切换，减少不必要的“空等”时间。极大提高车辆、行人通行效率的同时，减少汽车尾气对环境的污染。本发明包括原来的红绿灯系统、凹镜系列、感应系统、信息交换传导系统、控制系统等。

Description

利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法

技术领域

本发明涉及提高车辆、行人通过红绿灯时的效率和减少汽车尾气排放，保护生态环境领域。具体涉及利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法。

技术背景

随着人们收入水平的提高，汽车消费逐步普及至百姓家，加上其他用途使用的车辆，增大了道路通行压力，阻碍了行人出行效率。目前城市交通路口大都采用预设值的红绿灯来调控车辆、行人通行，以保证和维护交通安全和交通秩序。驾驶员同志或者比较细心的行人会发现，有些交通路口，特别是市郊或者夜间车辆、行人稀少时，自己在等待绿灯通行时，往往遇到对应车道没有车辆和行人，但却是绿灯而造成“空等”的现象。这样不仅浪费行车人和行人的出行时间，而且增加车辆因无谓等待绿灯而浪费燃料，增大了汽车尾气排放，污染环境。

目前比较先进的技术有“基于物联网的最大车流量时间段红绿灯控制方法”(CN2016102007767)以及“一种物联网智能时间调控红绿灯”(CN2015109904576)。该种技术是利用物联网及其他辅助手段跟踪、监测一定时间的车辆种类、通行时间等方法计算控制切换红绿灯持续时间，其缺陷是没有考虑“以人为本”的交通理念，中间有可能没有给行人留有充足的通行时间，而切换红绿灯，造成交通事故，存在很大的交通隐患；其次是因为车辆通行没有规律，把当次的监测时间作为下一个绿灯通行时间，显然是不科学的。

“智能交通信号灯控制系统”(20161077261X)，存在如下缺陷：

1、人行道两侧设置升降栅栏，容易造成行人伤害，因为人们的交通意识和素养参差不齐，难免个别行人由于主客观原因擅闯红灯而受到伤害；

2、同样没有考虑行人和弯道的通行时间；

3、根据地感线监测车流量而调整切换通行时间，没有考虑单道长时间无车以及双道车辆相等时，则不能实现红绿灯切换，反而影响到交通通行秩序。

“智能红绿灯系统”(2016202509928)，本技术可以实现节约车辆等待时间及快速通过，但缺陷是没有考虑行人和弯道的红绿灯切换方法，容易引发交通事故。

“感应红绿灯”(2016203085275)本技术缺陷一是同样没有考虑行人的通行问题；二是东西南北如果同时压到“开关”怎么切换。

“一种可自动识别行人人数调整换灯节奏的智能人行红绿灯系统”(2016202415371)，本技术可实现自动识别人数而调整换灯时间，但其恰恰与上述技术相反，没有考虑车辆、弯道以及非机动车辆的因素。

车辆、非机动车辆、行人等是组成道路路口交通的不可缺少的元素，孤立的针对车辆或行人单独研发红绿灯切换方法(系统)都是不科学的。

发明内容

本发明克服上述缺陷，本着“以人为本”的交通理念，研发出“利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法”。本发明包括原来的红绿灯系统、凹镜系列、感应系统、信息交换传导系统、控制系统等。

保持原来红绿灯系统不变，在原红绿灯系统上新增一个控制切换装置。该装置接收信息交换传导系统发过来的信号。如果没有信号过来，将按照预设值的程序切换红绿灯，如果信息交换传导系统发过来信号将切换启用新的控制方法，切换后的红绿灯如果没有新的信号发生，将继续按照预设值的程序切换红绿灯，以此类推。

凹镜系列包括面向人行道的8个凹镜(每个方向相对应的车道各两个)，和面向行车道(假设双向都是四车道，不含右车道)的12个凹镜。这些凹镜全部安装在红绿灯横梁上，面向人行道的凹镜，安装在横梁的外端，没有横梁的另外安装一个站柱。一般情况下倾斜度为与地面外夹角为25°，视高度而定，原则上凹镜能够采集到行人等候区三米内(以斑马线为始点)的行人或非机动车辆。面向行车道的凹镜安装在横梁上分别与行车道在同一条直线上，一般情况下倾斜度为与地面内夹角38°，视高度而定，原则上凹镜能够采集到行车道10米内(以红灯亮时禁止前行线为始点)的机动车辆。工作方法：当在凹镜采集区域内出现行人或者车辆时，行人或者车辆就作为一个光源反射到凹镜上，不仅生成影像，而且根据反射定律，凹镜上会同时反射出光线，而且聚集到凹镜的中心轴上，中心轴上这些焦点会被感应系统接受。

感应系统：安装20个感应装置，每个装置分别装在凹镜旁边，负责接受凹镜给出的信号，感应装置接收到凹镜影像信号后传递给信息交换传导系统。

信息交换传导系统：信息交换传导系统接收到感应系统传递的信号后，做出如下信息处理：

1、当感应系统没有发出信号或者至少8个信号(至少4个人行道、东西行车道、弯道2个和南北行车道、弯道2个)同时发出信号时，系统不做任何处置交换，保持预定的通行设置；

2、当只有人行道或者只有行车道(单向)传递过来信号时，交换传导系统向控制系统发出指令，如果是绿灯状态，则不作切换，反之将红灯切换至绿灯后边没有新的信号将继续延续预设值的程序执行；

3、当人行道和人行道所在行车道(单向)有信号传过来时，本着行人优先的原则，向控制系统发出信息，此时切换至有行人方向的绿灯亮起(包括对应直行车道)，但是有时间限制且一个循环仅限一次(由当地交通部门酌情设置)，然后再切换至行车道，后边如果没有新的信号发生将按照预设值的程序执行。

4、当双向人行道或者行车道都有信号时，按照绿灯优先的原则，绿灯指示的方向的行人、车辆先行，然后切换至对应的人行道和人行道所在的行车道，一个循环仅限一次。

5、单向行车道即有直行车道和弯道信号时，按照绿灯优先，其次是直行优先的原则。

本发明方法科学合理、简单易行，有利于维持交通秩序，保障交通安全，极大提高行人、车辆通行效率；还可以激发人们崇尚科学、热爱科学的热情。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达到目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

一种利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法包括如下步骤：

保持原来红绿灯系统不变，在红绿灯系统上新增一个控制切换装置。该装置接收信息交换传导系统发过来的信号。如果没有信号过来，将按照预设值的程序切换红绿灯，如果信息交换传导系统发过来信号将切换启用新的控制方法，切换后的红绿灯如果没有新的信号发生，将继续按照预设值的程序切换红绿灯，以此类推。

凹镜系列包括面向人行道的8个凹镜(每个方向相对应的车道各两个)，和面向行车道(假设双向都是四车道，不含右车道)的12个凹镜。这些凹镜全部安装在红绿灯横梁上，面向人行道的凹镜，安装在横梁的外端，没有横梁的另外安装一个站柱。一般情况下倾斜度为与地面外夹角为25°，视高度而定，原则上凹镜能够采集到行人等候区三米内(以斑马线为始点)的行人或非机动车辆。面向行车道的凹镜安装在横梁上分别与行车道在同一条直线上，一般情况下倾斜度为与地面内夹角38°，视高度而定，原则上凹镜能够采集到行车道10米内(以红灯亮时禁止前行线为始点)的机动车辆。工作方法：当在凹镜采集区域内出现行人或者车辆时，行人或者车辆就作为一个光源反射到凹镜上，不仅生成影像，而且根据反射定律，凹镜上会同时反射出光线，而且聚集到凹镜的中心轴上，中心轴上这些焦点会被感应系统接受。

感应系统：安装20个感应装置，每个装置分别装在凹镜旁边，负责接受凹镜给出的信号，感应装置接收到凹镜影像信号后传递给信息交换传导系统。

信息交换传导系统：信息交换传导系统接收到感应系统传递的信号后，做出如下信息处理：

6、当感应系统没有发出信号或者至少8个信号(至少4个人行道、东西行车道、弯道2个和南北行车道、弯道2个)同时发出信号时，系统不做任何处置交换，保持预定的通行设置；

7、当只有人行道或者只有行车道(单向)传递过来信号时，交换传导系统向控制系统发出指令，如果是绿灯状态，则不作切换，反之将红灯切换至绿灯后边没有新的信号将继续延续预设值的程序执行；

8、当人行道和人行道所在行车道(单向)有信号传过来时，本着行人优先的原则，向控制系统发出信息，此时切换至有行人方向的绿灯亮起(包括对应直行车道)，但是有时间限制且一个循环仅限一次(由当地交通部门酌情设置)，然后再切换至行车道，后边如果没有新的信号发生将按照预设值的程序执行。

9、当双向人行道或者行车道都有信号时，按照绿灯优先的原则，绿灯指示的方向的行人、车辆先行，然后切换至对应的人行道和人行道所在的行车道，一个循环仅限一次。

10、单向行车道即有直行车道和弯道信号时，按照绿灯优先，其次是直行优先的原则。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业技术人员应该了解，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技术发明原理，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 (5)

1.一种利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法，其特征在于包括：

红绿灯系统；

凹镜系统，包括面向人行道的8个凹镜和面向行车道的12个凹镜，其中每个方向相对应的车道各2个；

感应系统，包括20个感应装置，每个感应装置分别装在20个凹镜旁边，负责接收凹镜给出的信号；

信息交换传导系统；

和控制系统；

方法具体实施步骤如下：

1)保持原来红绿灯系统不变，在原红绿灯系统上新增一个控制切换装置；

2)当在凹镜系统的采集区域内出现行人或者车辆时，行人或者车辆就作为一个光源反射到凹镜上，生成影像，凹镜上根据反射定律会同时反射出光线，并聚集到凹镜的中心轴上，中心轴上这些焦点会被感应系统接收；

3)感应系统的感应装置接收到凹镜影像信号后传递给信息交换传导系统；

4)信息交换传导系统接收到感应系统传递的信号后，做出如下信息处理：

(1)当感应系统没有发出信号或者至少8个信号点同时发出信号时，系统不做任何处置交换，保持预定的通行设置；

(2)当只有人行道或者只有行车道传递信号时，交换传导系统向控制系统发出指令，若是绿灯状态，则不作切换，反之将红灯切换至绿灯后边，后续没有新的信号将继续延续预设值的程序执行；

(3)当人行道和其所在行车道都有信号传过来时，本着行人优先的原则，向控制系统发出信息，此时切换至有行人方向的绿灯亮起，有时间限制且一个循环仅限一次，然后再切换至行车道，后边若没有新的信号发生将按照预设值的程序执行；

(4)当双向人行道或者行车道都有信号时，按照绿灯优先的原则，绿灯指示的方向的行人、车辆先行，然后切换至对应的人行道和人行道所在的行车道，一个循环仅限一次；

(5)单向行车道有直行车道和弯道信号时，按照绿灯优先，其次是直行优先的原则进行通行。

2.根据权利要求1所述利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法，其特征在于：所述控制系统控制的切换装置能够信息交换传导系统发过来的信号，当没有信号传递过来时，按照预设值的程序切换红绿灯；当有信号传递过来时将切换启用如步骤4)所述的信息处理方式，切换后的红绿灯若没有新的信号发生，继续按照预设值的程序切换红绿灯。

3.根据权利要求1所述利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法，其特征在于：所述凹镜全部安装在红绿灯横梁上，面向人行道的凹镜，安装在横梁的外端，若横梁不足设置站柱来替代。

4.根据权利要求3所述利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法，其特征在于：面向行人等候区的所述凹镜，其倾斜度为与地面外夹角为25°，使得凹镜以斑马线为始点，能够采集到行人等候区三米内的行人或非机动车辆。

5.根据权利要求3所述利用凹镜成像聚焦原理调控红绿灯的方法，其特征在于：面向行车道的所述凹镜，其倾斜度为与地面内夹角38°，使得凹镜以红灯亮时禁止前行线为始点，能够采集到行车道10米内的机动车辆。