CN109137770A - 一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法，包括信息采集单元、控制处理单元和若干个独立诱导单元；信息采集单元与控制处理单元通过有线方式连接，控制处理单元与若干个独立诱导单元通过无线方式进行连接，若干个独立诱导单元分布在行车道路两侧的护栏立柱上；独立诱导单元包括车辆检测模块、黄色诱导灯模块、红色诱导灯模块、蓄电池、同步授时定位模块和子控制器；子控制器上连接有车辆检测模块、同步授时定位模块、黄色诱导灯模块和红色诱导灯模块，子控制器上安装有无线通信模块和蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板。该诱导装置它能为司机提供行车诱导功能，从而可以有效避免因低能见度而引发的交通事故。

Description

一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法

技术领域

本发明属于道路交通安全警示标识的技术领域，涉及一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法。

背景技术

我国高速公路事业的快速发展,给我国经济社会带来明显的经济效益,近些年,例如雾、暴雨、暴雪、雾霾、沙尘暴等恶劣气象条件尤其在山区和南方地区时有出现，其给高速公路上的汽车行驶带来巨大的安全隐患，根据国家交通管理部门权威统计，在我国道路交通事故中由于能见度较低发生的交通事故占整个总量的十分之一。在高速公路交通事故中，低能见度是最重要的诱因。

现阶段，针对低能见度路况，一般采取交通管制、信息发布、放置简易雾灯的方式实现，通过在道路两旁放置简易的雾灯来起到道路轮廓强化和诱导功能，虽然这种方法可以降低事故发生，但是雾灯闪烁大多相互独立，没有同步闪烁功能，或是通过软件延时达到短暂同步效果，长期使用又会出现闪烁混乱现象，这种无序闪烁会对驾驶员造成炫目，造成视觉疲劳，对驾驶员提示起到反作用，容易引发交通事故。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种用于诱导装置上的同步授时和定位方法，它能为司机提供行车诱导功能，从而可以有效避免因低能见度而引发的交通事故。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种诱导装置，包括信息采集单元、控制处理单元和若干个独立诱导单元；所述的信息采集单元与控制处理单元通过有线方式连接，控制处理单元与若干个独立诱导单元通过无线方式进行连接，若干个独立诱导单元分布在行车道路两侧的护栏立柱上；所述的独立诱导单元包括车辆检测模块、无线通信模块、黄色诱导灯模块、红色诱导灯模块、太阳能电池板、蓄电池、同步授时定位模块和子控制器；所述的子控制器上连接有车辆检测模块、同步授时定位模块、黄色诱导灯模块和红色诱导灯模块，子控制器上安装有无线通信模块和蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板。

所述的控制处理单元包括主控制机、防雨主机箱、太阳能电池板和无线通信模块；所述的主控制机安装在防雨主机箱内，主控制机上安装有蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板，主控制机上设置有无线通信模块，主控制机通过无线通信模块与独立诱导单元上的无线通信模块通信。

所述的信息采集单元包括能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪；能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪均直接连接到控制处理单元上。

所述的车辆检测模块包括超声波传感器、激光对射传感器、红外对射传感器和微波车检器；所述的无线通信模块包括Zigbee、Lora和AM通信模块。

所述的黄色和红色诱导灯模块可实现常亮、频闪、亮度可调功能；

所述的太阳能电池板是多晶硅滴胶板、PET层压板或者高性能单晶硅太阳能电池板；

所述的蓄电池是聚合物锂电池、18650动力锂电池、铅酸蓄电池、镍氢电池或者镍铬电池；

所述的独立诱导单元间隔50米一个，通过转接头安装在行车道路护栏立柱上；控制处理单元依据现场需要2-5公里设置一个，一个控制处理单元可管辖其范围内所有独立诱导单元。

所述的诱导装置还包括一个信息发布单元，信息发布单元安装在该诱导装置前方200处；所述的信息发布单元包括LED可变情报板和声光报警器。

所述的控制处理单元还与高速公路控制中心通过GPRS 4G模块或网线进行连接。

所述的同步授时定位模块是GPS全球卫星定位系统或者BDS北斗卫星定位系统。

一种用于诱导装置上的同步授时和定位方法，包括以下步骤：

1)独立诱导单元的子控制器上电后，同步授时定位模块启动，然后子控制器通过串口向同步授时定位模块发送初始化命令，待同步授时定位模块初始化完成后，同步授时定位模块进入搜星状态；

2)待同步授时定位模块搜星成功后，子控制器通过中断接收的方式接收同步授时定位模块发送的PPS秒脉冲信号；

3)当子控制器接收到有效的PPS秒脉冲信号后，子控制器控制独立诱导单元的诱导灯实现同步闪烁功能；

4)子控制器通过串口接收的方式接收同步授时定位模块发送的卫星数据，并从接收到的卫星数据中得到有效的卫星数据；

5)子控制器对从步骤4)中得到的有效卫星数据进行解析，得到北京时间的时钟数据，完成系统的同步授时功能；

6)子控制器授时成功后，子控制器处理卫星数据中相应的经纬度信息，得到当前诱导灯所处位置的经纬度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法，不仅能为司机提供行车诱导功能，且解决了传统雾灯无序闪烁的不足以及系统对能见度数据的存储无时间地点等重要信息的问题，保证了低能见度下高速公路安全行车问题，保证了行车间距，所述诱导装置内的诱导单元，不分时间、地域可实现同步闪烁诱导功能，精度高，稳定可靠；各诱导单元均有与国家标准授时中心北京时间高度一致的时间标签，且各诱导单元均具有位置服务，高速公路控制中心可查阅任何诱导单元的位置，其为以后高速公路提供了具有可信时间戳的法律依据，为以后智能交通发展提供数据调研、分析的可靠条件。

附图说明

图1为本发明提供的诱导装置的结构示意图一；

图2为本发明提供的诱导装置的结构示意图二

图3为本发明提供的用于诱导装置上的同步授时和定位方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图2，一种诱导装置，包括信息采集单元、控制处理单元和若干个独立诱导单元；所述的信息采集单元与控制处理单元通过有线方式连接，控制处理单元与若干个独立诱导单元通过无线方式进行连接，若干个独立诱导单元分布在行车道路两侧的护栏立柱上；所述的独立诱导单元包括车辆检测模块、无线通信模块、黄色诱导灯模块、红色诱导灯模块、太阳能电池板、蓄电池、同步授时定位模块和子控制器；所述的子控制器上连接有车辆检测模块、同步授时定位模块、黄色诱导灯模块和红色诱导灯模块，子控制器上安装有无线通信模块和蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板。

所述的控制处理单元包括主控制机、防雨主机箱、太阳能电池板和无线通信模块；所述的主控制机安装在防雨主机箱内，主控制机上安装有蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板，主控制机上设置有无线通信模块，主控制机通过无线通信模块与独立诱导单元上的无线通信模块通信。

所述的信息采集单元包括能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪；能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪均直接连接到控制处理单元上。

所述的车辆检测模块包括超声波传感器、激光对射传感器、红外对射传感器和微波车检器。

所述的无线通信模块可以是Zigbee、Lora、AM等通信模块。

所述的黄色和红色诱导灯模块可实现常亮、频闪、亮度可调功能；

所述的太阳能电池板可以是多晶硅滴胶板、PET层压板，也可以是高性能单晶硅太阳能电池板；

所述的蓄电池可以是聚合物锂电池、18650动力锂电池、铅酸蓄电池、镍氢电池和镍铬电池等；

所述的同步授时定位模块是GPS全球卫星定位系统，也可以是BDS北斗卫星定位系统。同步授时定位模块，可以进行同步授时，使所有的诱导灯实现同步闪烁。

所述的独立诱导单元间隔50米一个，通过转接头安装在行车道路护栏立柱上；控制处理单元依据现场需要2-5公里设置一个，一个控制处理单元可管辖其范围内所有独立诱导单元。

所述的诱导装置还包括一个信息发布单元，信息发布单元安装在该诱导装置前方200处，信息发布单元安装方式为F型悬臂式安装方式。

所述的信息发布单元包括LED可变情报板和声光报警器。LED可变情报板上可以显示动态限速标志，可变情报板可以显示汉字，也可以显示图案。

所述的控制处理单元还与高速公路控制中心通过GPRS 4G模块或网线进行连接。

具体的，一套完整的诱导装置包含一个信息采集单元、一个控制处理单元、一个信息发布单元和若干个独立诱导单元组成，独立诱导单元分布在行车道两侧护栏立柱上。

控制处理单元包括主控制机、防雨主机箱、太阳能电池板、无线通信模块、4G网络模块。所述车辆检测模块可以是超声波传感器、激光对射传感器、红外对射传感器、微波车检器等。

所述信息采集单元包括能见度传感器、测速雷达、气象传感器，能见度传感器负责采集当前一定区域内的大气能见度状况，测速雷达负责采集当前车辆的行驶速度，气象传感器负责采集当前天气状况下的气象数据，包括雨、风速、风向、温度、湿度、气压等。

控制处理单元与独立诱导单元通过无线通信模块链接，与高速公路控制中心通过GPRS 4G模块或网线进行连接。

独立诱导单元通过车辆检测模块的遮挡或感应实现车辆检测功能，通过同步授时定位模块的秒脉冲和卫星同步时间来进行系统授时，并通过卫星进行自身模块定位功能。

诱导装置工作流程如下：

系统通过信息采集单元中的各传感器采集能见度和气象信息，根据系统预设的工作模式来执行相应的功能，通过控制处理单元向道路两侧的独立诱导单元发送指令，独立诱导单元接收指令后执行相应警示功能，警示功能包括慢闪模式、快闪模式、尾迹模式和轮廓模式。

所述慢闪模式为2s闪烁一次，快闪模式为1s闪烁一次，尾迹模式以车辆触发传感器为起点，沿车辆后方100-300米为红色警示灯闪烁，其余未检测到车的诱导灯为黄色闪烁。诱导灯亮度可进行12级调节。

同时控制处理单元通过测速雷达检测相应车辆速度并通过前方200处led可变情报板显示当前车速以及限速信息，提示过往车辆降速行驶，系统实时可将当前能见度数据通过4G/网络的方式上传至高速公路控制中心，可变情报板控制中心具有数据备份和历史查询功能，同时可以进行手动远程控制诱导装置实现特定的警示策略。

所述手动和自动运行模式下的触发条件和运行规则以及运行模式如下表所示：

本发明提供的诱导装置，该装置主要安装在高速公路低能见度多发路段，可以对该路段的气象条件进行实时采集，当出现低能见度路况时，诱导装置根据预设条件自动启动警示控制策略，通过控制道路两边的诱导灯闪烁频率、颜色、以及动态尾迹跟踪模式，提醒驾驶员降速并保持安全车距。该装置还在安装路段的前方200米设置LED可变情报板，通过该装置可以有效避免因低能见度而引发的交通事故。

参见图3，一种用于诱导装置上的同步授时和定位方法，包括以下步骤：

1)独立诱导单元的子控制器上电后，同步授时定位模块启动，然后子控制器通过串口向同步授时定位模块发送初始化命令，待同步授时定位模块初始化完成后，同步授时定位模块进入搜星状态；

2)待同步授时定位模块搜星成功后，子控制器通过中断接收的方式接收同步授时定位模块发送的PPS秒脉冲信号；

3)当子控制器接收到有效的PPS秒脉冲信号后，子控制器控制独立诱导单元的诱导灯实现同步闪烁功能；

4)子控制器通过串口接收的方式接收同步授时定位模块发送的卫星数据，并从接收到的卫星数据中得到有效的卫星数据；

5)子控制器对从步骤4)中得到的有效卫星数据进行解析，得到北京时间的时钟数据，完成系统的同步授时功能；

6)子控制器授时成功后，子控制器处理卫星数据中相应的经纬度信息，得到当前诱导灯所处位置的经纬度。

本发明提供的用于诱导装置上的同步授时和定位方法，该方法可以实现以下三种功能。

由于设置同步授时定位模块，可以使所有诱导灯达到同步闪烁功能，其同步效果无地域、时间限制，即不在同一诱导装置下也可以实现同步闪烁功能，本装置诱导灯同步精度高，其同步误差可忽略不计。

由于设置同步授时定位模块，可使非同一诱导装置下的各独立诱导单元时间同步，各独立诱导单元在实现闪烁功能时可以同步，其同步效果无地域、时间限制。

所述该方法可以为各独立诱导单元提供同步授时功能，即该诱导单元内部时钟与国家标准北京时间完全一致，无地域、时间限制。

所述该方法可以为各诱导灯提供位置服务，通过高速公路控制中心，可以很直观查到当前诱导单元所处位置信息。

所述本发明专利的载体为一种诱导装置，该装置主要由信息采集单元、控制处理单元、独立诱导单元、信息发布单元。

所述该装置通过信息采集单元采集相应的能见度数据，然后将数据送入控制处理单元，控制处理单元通过预设的控制诱导策略控制独立诱导单元实现相应的诱导闪烁效果，诱导单元中的LED灯可实现常亮、快闪、慢闪、尾迹跟踪模式等功能。

所述诱导灯同步闪烁功能可以是通过GPS全球卫星定位系统或BDS北斗卫星定位系统的秒脉冲信号或通过网络的形式进行同步。

所述诱导灯的同步授时功能可以通过GPS全球卫星定位系统或BDS北斗卫星定位系统的卫星时间或通过网络的形式进行同步授时。

所述诱导灯的位置服务可以是通过GPS全球卫星定位系统或BDS北斗卫星定位系统发布的经纬度信息进行定位服务。

具体的，一种用于诱导装置上的同步授时和定位方法，所述诱导装置通过控制处理单元控制独立诱导单元上的红色和黄色LED诱导灯，实现相应的诱导策略，该独立诱导单元通过同步授时定位模块实现同步授时定位功能，该同步授时定位模块可以是GPS全球卫星定位系统或BDS北斗卫星定位系统，同步授时定位模块通过串口通信方式与独立诱导单元上的子控制器进行通信，通过读取相应卫星数据信息和PPS秒脉冲信号来实现对诱导灯的同步闪烁、授时和定位服务。

本发明提供的一种诱导装置及用于诱导装置上的同步授时和定位方法，不仅能为司机提供行车诱导功能，且解决了传统雾灯无序闪烁的不足以及系统对能见度数据的存储无时间地点等重要信息的问题，保证了低能见度下高速公路安全行车问题，保证了行车间距，所述诱导装置内的诱导单元，不分时间、地域可实现同步闪烁诱导功能，精度高，稳定可靠；各诱导单元均有与国家标准授时中心北京时间高度一致的时间标签，且各诱导单元均具有位置服务，高速公路控制中心可查阅任何诱导单元的位置，其为以后高速公路提供了具有可信时间戳的法律依据，为以后智能交通发展提供数据调研、分析的可靠条件。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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)

1.一种诱导装置，其特征在于，包括信息采集单元、控制处理单元和若干个独立诱导单元；所述的信息采集单元与控制处理单元通过有线方式连接，控制处理单元与若干个独立诱导单元通过无线方式进行连接，若干个独立诱导单元分布在行车道路两侧的护栏立柱上；所述的独立诱导单元包括车辆检测模块、无线通信模块、黄色诱导灯模块、红色诱导灯模块、太阳能电池板、蓄电池、同步授时定位模块和子控制器；所述的子控制器上连接有车辆检测模块、同步授时定位模块、黄色诱导灯模块和红色诱导灯模块，子控制器上安装有无线通信模块和蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板。

2.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的控制处理单元包括主控制机、防雨主机箱、太阳能电池板和无线通信模块；所述的主控制机安装在防雨主机箱内，主控制机上安装有蓄电池，蓄电池上连接有太阳能电池板，主控制机上设置有无线通信模块，主控制机通过无线通信模块与独立诱导单元上的无线通信模块通信。

3.根据权利要求1或2所述的诱导装置，其特征在于，所述的信息采集单元包括能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪；能见度传感器、气象传感器、测速雷达、光照强度传感器和环境监测仪均直接连接到控制处理单元上。

4.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的车辆检测模块包括超声波传感器、激光对射传感器、红外对射传感器和微波车检器；所述的无线通信模块包括Zigbee、Lora和AM通信模块。

5.根据权利要求1或2所述的诱导装置，其特征在于，所述的黄色和红色诱导灯模块可实现常亮、频闪、亮度可调功能；

所述的太阳能电池板是多晶硅滴胶板、PET层压板或者高性能单晶硅太阳能电池板；

所述的蓄电池是聚合物锂电池、18650动力锂电池、铅酸蓄电池、镍氢电池或者镍铬电池。

6.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的独立诱导单元间隔50米一个，通过转接头安装在行车道路护栏立柱上；控制处理单元依据现场需要2-5公里设置一个，一个控制处理单元可管辖其范围内所有独立诱导单元。

7.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的诱导装置还包括一个信息发布单元，信息发布单元安装在该诱导装置前方200处；所述的信息发布单元包括LED可变情报板和声光报警器。

8.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的控制处理单元还与高速公路控制中心通过GPRS 4G模块或网线进行连接。

9.根据权利要求1所述的诱导装置，其特征在于，所述的同步授时定位模块是GPS全球卫星定位系统或者BDS北斗卫星定位系统。

10.一种用于权利要求1-9任一项所述的诱导装置上的同步授时和定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)独立诱导单元的子控制器上电后，同步授时定位模块启动，然后子控制器通过串口向同步授时定位模块发送初始化命令，待同步授时定位模块初始化完成后，同步授时定位模块进入搜星状态；

2)待同步授时定位模块搜星成功后，子控制器通过中断接收的方式接收同步授时定位模块发送的PPS秒脉冲信号；

3)当子控制器接收到有效的PPS秒脉冲信号后，子控制器控制独立诱导单元的诱导灯实现同步闪烁功能；

4)子控制器通过串口接收的方式接收同步授时定位模块发送的卫星数据，并从接收到的卫星数据中得到有效的卫星数据；

5)子控制器对从步骤4)中得到的有效卫星数据进行解析，得到北京时间的时钟数据，完成系统的同步授时功能；

6)子控制器授时成功后，子控制器处理卫星数据中相应的经纬度信息，得到当前诱导灯所处位置的经纬度。