CN106781578A - 自适应环境的交通信号灯 - Google Patents

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罗琴
张梦莹
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四川交通职业技术学院
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    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/095Traffic lights
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light

Abstract

本发明公开了自适应环境的交通信号灯,交通信号灯由激光信号灯和二极管信号灯组成,交通信号灯安装于固定在灯杆上的信号安装盒内;灯杆的顶部安装有太阳能电池板;信号安装盒上安装有的蓄电池;信号安装盒上具有一安装板;安装板朝向信号安装盒内部的一侧设置有一螺母,灯杆上固定安装有电动机,电动机的输出轴上连接有一与螺母配合的丝杆;控制系统包括与电动机连接的控制模块及分别与控制模块连接的能见度采集模块、wifi模块、亮度采集模块、天气信号采集模块和调光模块,天气信号采集模块与wifi模块连接;蓄电池通过调光模块与二极管信号灯连接,激光信号灯和电动机均与蓄电池连接。

Description

自适应环境的交通信号灯
技术领域
[0001] 本发明属于交通信号灯领域,具体涉及一种自适应环境的交通信号灯。
背景技术
[0002] 雾霾,是雾和霾的统称,雾和霾的区别十分大。霾是灰霾(烟霞)空气中的灰 尘、硫酸、硝酸等造成视觉程障碍的叫霾。霾与雾的区别在于发生霾时相对湿度不大,而雾 中的相对湿度是饱和的(如有大量凝结核存在时,相对湿度不一定达到100%就可能出 现饱和)。近年来,由于空气质量恶化,雾霾现象出现增多且危害加重。
[0003] 霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子组成的。它也能使大气 浑浊,视野模糊并导致能见度恶化,如果水平能见度小于10000米时,将这种非水成物组 成的气溶胶系统造成的视程障碍称为霾(Haze)或灰霾(Dust-haze),香港天文台称烟霞 (Haze) 〇
[0004] 无论是雾还是霾,一旦形成就会给外出活动带来极大的不便,尤其对道路交通造 成严重阻碍。因为雾霾天气周围环境可视范围低,外出车辆和行人看不清交通信号,易发生 交通事故。
发明内容
[0005] 针对现有技术中的上述不足,本发明提供的自适应环境的交通信号灯解决了能见 度低时,交通信号灯可视距离低的问题。
[0006] 为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为: 提供一种自适应环境的交通信号灯,其包括控制系统、灯杆和交通信号灯;交通信号灯 由呈上下安装的激光信号灯和二极管信号灯组成,交通信号灯安装于固定在灯杆上的信号 安装盒内;灯杆的顶部安装有一为交通信号灯遮挡雨水的太阳能电池板;信号安装盒上安 装有与太阳能电池板连接、且对太阳能电池板起支撑的蓄电池; 信号安装盒上具有一宽度为二分之一信号安装盒的高度、且用于遮挡激光信号灯或二 极管信号灯的安装板;安装板朝向信号安装盒内部的一侧设置有一螺母,灯杆上固定安装 有电动机,电动机的输出轴上连接有一与螺母配合的丝杆; 控制系统包括与电动机连接的控制模块及分别与控制模块连接的能见度采集模块、 wifi模块、亮度采集模块、天气信号采集模块和调光模块,天气信号采集模块与wifi模块连 接;蓄电池通过调光模块与二极管信号灯连接,激光信号灯和电动机均与蓄电池连接; 能见度采集模块和亮度采集模块时刻采集当前环境的环境参数;天气信号采集模块每 隔设定时间读取气象局发布的实时能见度;控制模块读取能见度采集模块和天气信号采集 模块两者中较低的能见度参数作为参考能见度; 当参考能见度大于等于100米时,控制模块根据亮度采集模块采集的当前亮度,通过调 光模块调节二极管信号灯的亮度;当参考能见度大于50米,且小于100米时,控制模块控制 调光模块调节二极管信号灯的电压到设定电压; 当参考能见度小于等于50米时,控制模块控制电动机带动安装板向下运动,遮挡住二 极管信号灯,同时控制模块关闭二极管信号灯,启动激光信号灯。
[0007] 与现有技术中的交通信号灯相比,本发明的有益效果为: 本方案的信号交通灯选用实时能见度和气象局发布的能见度中较低的一个作为交通 信号亮度的参考基准,避免了能见度采集模块和天气信号采集模块任一方采集不准确出现 误判,影响交通信号灯工作时的亮度。
[0008] 激光信号灯和二极管信号灯的相互配合作用,在交通信号灯进行信号指示时,能 够根据能见度的具体情况,进行切换,保证了在任何一种能见度情况下,车辆和行人都能够 看清交通信号,确保了车辆和行人在能见度较低的天气时出现的安全。
[0009]二极管信号灯和调光模块的相互配合作用,在能见度较好时,能够根据天气的亮 暗程度对二极管信号灯的光照强度进行调节,保证交通信号灯根据天气的昏暗程度进行自 适应调整。
附图说明
[0010]图1为自适应环境的交通信号灯的结构示意图。
[0011]其中,1、控制箱;2、电动机;3、灯杆;4、蓄电池;5、太阳能电池板;6、激光信号灯;7、 二极管信号灯;8、安装板。
具体实施方式
[0012]下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发 明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲, 只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易 见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
[0013]参考图1,图1示出了自适应环境的交通信号灯的结构示意图;如图1所示,该自适 应环境的交通信号灯包括控制系统、灯杆3和交通信号灯;交通信号灯由呈上下安装的激光 信号灯6和二极管信号灯7组成。
[00M]激光信号灯6的照射距离较远,在能见度较低的天气,可以保证行人和车辆清楚的 看清交通指示灯。当能见度较好时,采用激光信号灯6,由于其照射远,可能会使较远的车辆 产生错觉,于是,本方案采用激光信号灯6和二极管信号灯7相结合的方式进行交通信号的 指示。
[0015]交通信号灯安装于固定在灯杆3上的信号安装盒内;灯杆3的顶部安装有一为交通 信号灯遮挡雨水的太阳能电池板5;信号安装盒上安装有与太阳能电池板5连接、且对太阳 能电池板5起支撑的蓄电池4。
[0016]信号安装盒上具有一宽度为二分之一信号安装盒的高度、且用于遮挡激光信号灯 6或二极管信号灯7的安装板S;信号安装盒内部空腔通过隔板等分成两个大小完全相同的 腔体,激光信号灯6安装于上端的腔体内,二极管信号灯7安装于下端的腔体内。
[0017]激光信号灯6和二极管信号灯7高度设置的主要目的是,二极管信号灯7主要是在 能见度较好时使用,安装位置低一点,并不会影响其信号指示;激光信号灯6安装稍高一点, 可以在能见度低时具有较好的照射距离。
[0018]安装板8朝向信号安装盒内部的一侧设置有一螺母,灯杆3上固定安装有电动机2, 电动机2的输出轴上连接有一与螺母配合的丝杆;实施时,优选电动机2的大部分位于灯杆3 内,即电动机2的输出轴及电动机2的右半部分都位于灯杆3内,这样设置后,可以保证下雨 天电机工作的安全性。
[0019]控制系统包括与电动机2连接的控制模块及分别与控制模块连接的能见度采集模 块、wifi模块、亮度采集模块、天气信号采集模块和调光模块,天气信号采集模块与wifi模 块连接;蓄电池4通过调光模块与二极管信号灯7连接,激光信号灯6和电动机2均与蓄电池4 连接。
[0020] 在实施时,优选控制模块、wifi模块、天气信号采集模块和调光模块均安装于灯杆 3右侧的控制箱1内。能见度采集模块和亮度采集模块位于信号安装盒上。
[0021]该交通信号灯在进行工作时,能见度采集模块和亮度采集模块时刻采集当前环境 的环境参数;天气信号采集模块每隔设定时间(1小时)读取气象局发布的实时能见度。
[0022] 控制模块读取能见度采集模块和天气信号采集模块两者中较低的能见度参数作 为参考能见度。
[0023]当参考能见度大于等于100米时,控制模块根据亮度采集模块采集的当前亮度,通 过调光模块调节二极管信号灯7的亮度;当参考能见度大于50米,且小于100米时,控制模块 控制调光模块调节二极管信号灯7的电压到设定电压。
[0024] 当参考能见度小于等于50米时,控制模块控制电动机2带动安装板8向下运动,遮 挡住二极管信号灯7,同时控制模块关闭二极管信号灯7,启动激光信号灯6。
[0025] 在本发明的一个实施例中,激光信号灯6包括光源、扩束系统和准直系统,扩束系 统位于光源和准直系统之间,光源发出的光经过扩束系统扩束后照射到准直系统上,并经 过准直系统形成均匀光束;扩束系统为光学衍射器件,准直系统为菲涅尔透镜。
[0026] 激光信号灯6充分利用了激光的单色性好、亮度高、指向性好及光学衍射器件的体 积小、重量轻、集成性高等优点,在满足以上设计要求的前提下实现了交通信号灯所需要的 照明效果,并且具有系统紧凑型强的特点,突破了传统交通信号灯设计理念,与传统交通信 号灯相比具有照明效果好、结构紧凑、光能利用率高等优点,具有良好的应用前景。
[0027] 实施时,本方案优选激光信号灯6还包括与蓄电池4连接、用于对扩束系统进行散 热的散热风扇,散热风扇安装于信号安装盒的顶板上; 扩束系统处设置有温度传感器,温度传感器和散热风扇均与控制模块连接;温度传感 器时刻采集扩束系统附近的温度,当扩束系统附近的温度高度设定值时,控制模块启动散 热风扇对扩束系统进行散热。
[0028] 温度传感器、散热风扇和控制模块的相互配合作用,能够在扩束系统温度较高时, 自动对扩束系统进行降温,避免了光学衍射器件因受热影响其衍射效率,进而保证了激光 信号灯6的照射距离。
[0029] 在本发明的一个实施例中,安装板8运动到最低点遮挡住二极管信号灯7时,与电 动机2的上表面接触;安装板8运动到最高点遮挡住激光信号灯6时,与信号安装盒的顶板接 触。
[0030] 采用上述方式设置安装板8后,在使用其中一种信号灯时,将另一种信号灯完全遮 蔽,避免了交通参与者出现错觉,另外,这种方式设置还保证了交通信号灯安装于信号安装 盒内后的美观性。
[0031]综上所述,本方案通过选择气象局当天发布的能见度和实时能见度中较低的能见 度作为参考,进行二极管信号灯7亮度的调整及二极管信号灯7和激光信号灯6之间的切换, 使交通信号灯自适应当前环境,以使交通参与者能够准确地获知交通信号,即便在雾霾天 气下也可安全出行。

Claims (4)

1. 自适应环境的交通信号灯,包括控制系统、灯杆和交通信号灯;其特征在于,所述交 通信号灯由呈上下安装的激光信号灯和二极管信号灯组成,所述交通信号灯安装于固定在 所述灯杆上的信号安装盒内;所述灯杆的顶部安装有一为交通信号灯遮挡雨水的太阳能电 池板;所述信号安装盒上安装有与所述太阳能电池板连接、且对太阳能电池板起支撑的蓄 电池; 所述信号安装盒上具有一宽度为二分之一信号安装盒的高度、且用于遮挡激光信号灯 或二极管信号灯的安装板;所述安装板朝向信号安装盒内部的一侧设置有一螺母,所述灯 杆上固定安装有电动机,所述电动机的输出轴上连接有一与所述螺母配合的丝杆; > 所述控制系统包括与电动机连接的控制模块及分别与所述控制模块连接的能见度采 集模块、wifi模块、亮度采集模块、天气信号采集模块和调光模块,所述天气信号采集模块 与所述wifi模块连接;所述蓄电池通过调光模块与所述二极管信号灯连接,所述激光信号 灯和电动机均与蓄电池连接; 所述能见度采集模块和亮度采集模块时刻采集当前环境的环境参数;天气信号采集模 块每隔设定时间读取气象局发布的实时能见度;所述控制模块读取能见度采集模块和天气 信号采集模块两者中较低的能见度参数作为参考能见度; 当参考能见度大于等于100米时,所述控制模块根据亮度采集模块采集的当前亮度,通 过调光模块调节二极管信号灯的亮度;当参考能见度大于50米,且小于100米时,控制模块 控制调光模块调节二极管信号灯的电压到设定电压; 当参考能见度小于等于50米时,控制模块控制电动机带动安装板向下运动,遮挡住二 极管信号灯,同时控制模块关闭二极管信号灯,启动激光信号灯。
2. 根据权利要求1所述的自适应环境的交通信号灯,其特征在于,所述激光信号灯包括 光源、扩束系统和准直系统,所述扩束系统位于光源和准直系统之间,所述光源发出的光经 过扩束系统扩束后照射到准直系统上,并经过准直系统形成均匀光束;所述扩束系统为光 学衍射器件,所述准直系统为菲涅尔透镜。
3.根据权利要求2所述的自适应环境的交通信号灯,其特征在于,所述激光信号灯还包 括与蓄电池连接、用于对扩束系统进行散热的散热风扇,所述散热风扇安装于信号安装盒 的顶板上; 所述扩束系统处设置有温度传感器,所述温度传感器和散热风扇均与控制模块连接; 温度传感器时刻采集扩束系统附近的温度,当扩束系统附近的温度高度设定值时,控制模 块启动散热风扇对扩束系统进行散热。
4.根据权利要求1-3任一所述的自适应环境的交通信号灯,其特征在于,所述安装板运 动到最低点遮挡住二极管信号灯时,与电动机的上表面接触;安装板运动到最高点遮挡住 激光信号灯时,与信号安装盒的顶板接触。
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