CN106971573A - 基于手机app的交通信号灯提示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于手机APP的交通信号灯提示系统，包括交通信号采集模块、信控模块、手机APP、无线通讯模块、速度传感器、红外测距传感器、电子指南针、车载无线传输模块以及交通信号机；其中手机APP包括手机显示单元、手机语音单元、手机通讯单元、手机中央处理单元。本发明通过信控模块对采集的交通实时信号以及车辆信息进行分析处理，通过可对通过速度传感器、红外测距传感器、电子指南针获取车辆的相关信息，以及通过交通信号机获取的信号灯实时状态信息进行分析处理，将分析得到的车辆最优行驶速度与各方向的交通信号灯实时状态信号，准确地发送给手机APP，从而实现交通信号以及车辆最优行驶速度的视觉与语音提示。

Description

基于手机APP的交通信号灯提示系统

技术领域

本发明涉及智能交通安全与技术领域，具体是一种基于手机APP的交通信号灯提示系统。

背景技术

随着城市经济与技术的发展，人们的出行与消费需求日益扩大，交通拥堵问题日益加重，城市道路交通不堪重负，交通事故频发。交通信号灯作为交通管理与控制最常见也最有效的手段，有利于疏导交通流、改善道路通行能力、提高交通安全，在一定程度上缓解了交通拥堵问题。因此作为重要的交通标志，对交通信号灯信号状态的有效识别尤为重要。但由于交通信号灯目标小，尤其在阴雨天气或雾霹天气等能见度低的情况下，驾驶员无法及时准确地获取交通灯的状态信息，因此无法选择合理的驾驶速度与前车保持安全距离，从而不能有序的通过或停止在交叉口，无法避免交通事故的发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于手机APP的交通信号灯提示系统，在帮助驾驶员有效识别信号灯状态，提高驾驶安全性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：包括设置在道路现场的交通信号机、交通信号采集模块、信控模块、无线通讯模块，设置在车内的车载装置，以及设置在驾驶员手机中的手机APP，其中：

所述车载装置采集车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，并将车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向通过无线方式传输至信控模块；

所述交通信号采集模块输入端与交通信号机输出端连接，交通信号采集模块输出端与信控模块输入端连接，信控模块的通讯端与无线通讯模块连接，由交通信号采集模块采集交通信号机中交通信号灯实时状态信息，并将交通信号灯实时状态信息传输至信控模块，且信控模块通过无线通讯模块接收车载装置采集的车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，信控模块中设定有最优行驶速度关系式，且信控模块采用最优行驶速度关系式对交通信号灯实时状态信息、车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向进行分析，判断车辆在一定时间内的最优行驶速度，然后将车辆的速度、交通信号灯实时状态信息、最优行驶速度信息编码后通过无线通讯模块发送给手机APP；

手机APP将信控模块发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机APP进行语音提醒，否则不产生语音信号。

所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：交通信号采集模块、信控模块与无线通讯模块均设于道路交叉口的交通信号机的机箱内。

所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：所述车载装置包括速度传感器、红外测距传感器、电子指南针、车载无线传输模块，所述速度传感器、红外测距传感器、电子指南针分别连接车载无线传输模块，其中：

所述的速度传感器采集车辆的速度，并将获得的车辆的速度通过车载无线传输模块传输至信控模块；

所述的红外测距传感器安装在车体前侧，用于采集本车与前车的行车间距，并将获得的本车与前车的行车间距通过车载无线传输模块传输至信控模块；

所述的电子指南针采集车辆的实时位置信息，并判断车辆的行驶方向，并将车辆的实时位置信息及行驶方向通过车载无线传输模块传输至信控模块。

所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：所述手机APP包括手机中央处理单元、手机通讯单元、手机显示单元、手机语音单元，所述手机通讯单元与手机中央处理单元的通讯端连接，手机显示单元、手机语音单元分别与手机中央处理单元的输出端连接，其中：

手机中央处理单元通过手机通讯单元无线接收信控模块发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机中央处理单元控制手机语音单元产生语音信号进行语音提醒，否则不产生语音信号；同时无论是否产生语音信号，手机中央处理单元控制手机显示单元显示交通信号灯实时状态信息。

所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：信控模块中的最优速度关系式，以车辆的速度v_s、行车间距d_h为自变量，建立如公式(1)所示的最优行驶速度V_p关系式：

V_p＝v_s{1-α·exp[(d-d_h)/(β·v_s)]} (1)，

式中α、β为常数项，基于多次实验标定，d为安全车距，基于多次试验标定。

本发明基于手机APP的交通信号灯提示系统和现有技术具有以下优点:

1、本发明直接通过交通信号机获取信号灯实时状态，有效保证了信号灯信息的准确性与实时性，降低了信号传递的时间延误。

2、本发明通过车辆车载的速度传感器、红外测距传感器以及电子指南针直获取车辆的速度、行车距离、位置，提高了最优速度计算的准确性，保证了系统的实用性。

3、驾驶员的手机APP可通过视觉或语音获取到前方信号灯实时状态，避免了因前方遮挡或恶劣天气的影响无法了解信号灯的状态，做出合理的驾驶行为，减少了交通事故的发生，提高了交通安全性。

4、本发明在需安装的车载设备少，不会影响车辆的性能及外观，而且成本低。

5、本发明的客户端为智能手机，主要的数据分析处理模块位于交通信号机机箱内，在车辆上不需要安装复杂的设备，限制条件少，几乎任何驾驶员、车辆均可以使用该系统，实用性强，易于推广。

附图说明

图1为本发明基于手机APP的交通信号灯提示系统结构框图。

具体实施方式

如图1所示，基于手机APP的交通信号灯提示系统，包括设置在道路现场的交通信号机5、交通信号采集模块6、信控模块7、无线通讯模块8，设置在车内的车载装置，以及设置在驾驶员手机中的手机APP，其中：

车载装置采集车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，并将车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向通过无线方式传输至信控模块7；

交通信号采集模块6输入端与交通信号机5输出端连接，交通信号采集模块6输出端与信控模块7输入端连接，信控模块7的通讯端与无线通讯模块8连接，由交通信号采集模块6采集交通信号机5中交通信号灯实时状态信息，并将交通信号灯实时状态信息传输至信控模块7，且信控模块7通过无线通讯模块8接收车载装置采集的车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，信控模块7中设定有最优行驶速度关系式，且信控模块7采用最优行驶速度关系式对交通信号灯实时状态信息、车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向进行分析，判断车辆在一定时间内的最优行驶速度，然后将车辆的速度、交通信号灯实时状态信息、最优行驶速度信息编码后通过无线通讯模块8发送给手机APP；

手机APP将信控模块发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机APP进行语音提醒，否则不产生语音信号。

交通信号采集模块6、信控模块7与无线通讯模块8均设于道路交叉口的交通信号机的机箱内。

车载装置包括速度传感器2、红外测距传感器4、电子指南针3、车载无线传输模块1，速度传感器2、红外测距传感器4、电子指南针3分别连接车载无线传输模块1，其中：

速度传感器2采集车辆的速度，并将获得的车辆的速度通过车载无线传输模块1传输至信控模块7；

红外测距传感器4安装在车体前侧，用于采集本车与前车的行车间距，并将获得的本车与前车的行车间距通过车载无线传输模块1传输至信控模块7；

电子指南针3采集车辆的实时位置信息，并判断车辆的行驶方向，并将车辆的实时位置信息及行驶方向通过车载无线传输模块1传输至信控模块7。

手机APP包括手机中央处理单元10、手机通讯单元9、手机显示单元11、手机语音单元12，手机通讯单元9与手机中央处理单元10的通讯端连接，手机显示单元11、手机语音单元12分别与手机中央处理单元9的输出端连接，其中：

手机中央处理单元10通过手机通讯单元9无线接收信控模块7发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机中央处理单元10控制手机语音单元12产生语音信号进行语音提醒，否则不产生语音信号；同时无论是否产生语音信号，手机中央处理单元10控制手机显示单元11显示交通信号灯实时状态信息。

信控模块7中的最优速度关系式，以车辆的速度v_s、行车间距d_h为自变量，建立如公式(1)所示的最优行驶速度V_p关系式：

V_p＝v_s{1-α·exp[(d-d_h)/(β·v_s)]} (1)，

式中α、β为常数项，基于多次实验标定。d为安全车距，基于多次试验标定。

当车辆行驶到交通信号灯一定范围内，车辆将红外测距传感器4、速度传感器2以及电子指南针3获取的车辆行车距离、速度、车辆位置信息通过车载无线模块1实时传递给交通信号机机箱内的无线通讯模块8，无线通讯模块8将这些信息编码后再传递到信控模块7，信控模块7将接收到的行车距离、速度、车辆位置信息以及交通信号灯状态信息进行分析处理，编码后通过无线通讯模块8发送给对应方向的车辆，该方向上的手机APP通过手机通讯单元9筛选并接收相匹配的信号，手机通讯单元9将信号传递给手机中央处理单元10，手机中央处理单元10对信号进行转换处理，并将转换后的信号分别发送给手机显示单元11和手机语音单元12，以视觉和语音方式呈现给驾驶员。

Claims (5)

1.基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：包括设置在道路现场的交通信号机、交通信号采集模块、信控模块、无线通讯模块，设置在车内的车载装置，以及设置在驾驶员手机中的手机APP，其中：

所述车载装置采集车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，并将车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向通过无线方式传输至信控模块；

所述交通信号采集模块输入端与交通信号机输出端连接，交通信号采集模块输出端与信控模块输入端连接，信控模块的通讯端与无线通讯模块连接，由交通信号采集模块采集交通信号机中交通信号灯实时状态信息，并将交通信号灯实时状态信息传输至信控模块，且信控模块通过无线通讯模块接收车载装置采集的车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向，信控模块中设定有最优行驶速度关系式，且信控模块采用最优行驶速度关系式对交通信号灯实时状态信息、车辆的速度、本车与前车的行车间距、车辆的实时位置信息和行驶方向进行分析，判断车辆在一定时间内的最优行驶速度，然后将车辆的速度、交通信号灯实时状态信息、最优行驶速度信息编码后通过无线通讯模块发送给手机APP；

手机APP将信控模块发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机APP进行语音提醒，否则不产生语音信号。

2.根据权利要求1所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：交通信号采集模块、信控模块与无线通讯模块均设于道路交叉口的交通信号机的机箱内。

3.根据权利要求1所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：所述车载装置包括速度传感器、红外测距传感器、电子指南针、车载无线传输模块，所述速度传感器、红外测距传感器、电子指南针分别连接车载无线传输模块，其中：

所述的速度传感器采集车辆的速度，并将获得的车辆的速度通过车载无线传输模块传输至信控模块；

所述的红外测距传感器安装在车体前侧，用于采集本车与前车的行车间距，并将获得的本车与前车的行车间距通过车载无线传输模块传输至信控模块；

所述的电子指南针采集车辆的实时位置信息，并判断车辆的行驶方向，并将车辆的实时位置信息及行驶方向通过车载无线传输模块传输至信控模块。

4.根据权利要求1所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：所述手机APP包括手机中央处理单元、手机通讯单元、手机显示单元、手机语音单元，所述手机通讯单元与手机中央处理单元的通讯端连接，手机显示单元、手机语音单元分别与手机中央处理单元的输出端连接，其中：

手机中央处理单元通过手机通讯单元无线接收信控模块发送的信号解码后进行处理分析，判断车辆的速度是否大于最优行驶速度，若车辆的速度大于最优行驶速度，则手机中央处理单元控制手机语音单元产生语音信号进行语音提醒，否则不产生语音信号；同时无论是否产生语音信号，手机中央处理单元控制手机显示单元显示交通信号灯实时状态信息。

5.根据权利要求1所述的基于手机APP的交通信号灯提示系统，其特征在于：信控模块中的最优速度关系式，以车辆的速度v_s、行车间距d_h为自变量，建立如公式(1)所示的最优行驶速度V_p关系式：

V_p＝v_s{1-α·exp[(d-d_h)/(β·v_s)]} (1)，

式中α、β为常数项，基于多次实验标定，d为安全车距，基于多次试验标定。