CN109243184B - 基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置 - Google Patents

基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，包括单片机，并且还包括车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置和语音提示装置；在右转车道的前方上设置车辆速度感应器及语音提示系统；安全预警装置工作时，车辆速度感应器测量出车辆速度，行人速度感应装置测出任一斑马线上过街行人的方向和速度，单片机计算右转车辆刚进入某一冲突区域和出该冲突区域的时间范围之间，与过街行人刚进入某一冲突区域和出该冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。本装置通过及时准确的获得过街行人速度、过街的方向，提醒车辆减速慢行，使得右转车辆避让行人准确有效，降低交通事故发生率。

Description

基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置
技术领域
本发明涉及一种交通安全保护设备，具体涉及一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置。
背景技术
近年来，随着中国经济的快速发展，至2017年底，中国机动车保有量已达3.10亿辆。城市交通事故数量居高不下，其中过街行人伤亡数量约占交通事故伤亡人数的十分之一。在交叉口，通常是无右转相位的，即右转车辆到达路口即被允许右转，这就与过街行人产生了冲突。在车流量较大的多车道路口，右转车辆可能由于速度过高不能及时刹车而与正在过街的行人碰撞，引发交通事故。
国内外关于提醒右转车辆注意过街行人预警装置的应用，主要有以下三类。一是通过在路面上设置标志标线，来提醒机动车驾驶人注意前方的过街行人，进行减速。如行人安全岛。这也是现行的交通方案。重庆市在某些过街路段的人行横道处还铺设了红色沥青路面，国外一些生活区道路还设置了“减速带式人行横道”。二是为车辆或者行人设置专门的避让提醒装置。如在伦敦、纽约等国外城市以及广州、兰州等国内城市已经使用的“按钮式”行人过街设施。在南昌等城市还设有行人过街语音提醒装置。还有学者提出右转车辆与行人的警示发光标识等。三是清华大学曾经提出在交叉口设置右转专用相位。这种方法可以在根本上解决右转车辆与行人的冲突问题，但是面对我国复杂的交通状况，推广起来受到较大限制，均不能广泛而很好地解决过街行人与右转车辆的冲突问题。
发明内容
基于以上不足之处，本发明提供一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，解决右转车辆与行人的冲突问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，包括单片机，并且还包括车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置和语音提示装置；在右转车道的前方上设置车辆速度感应器及语音提示系统，右转车道依次与两条斑马线交叉，视为第一冲突区域和第二冲突区域，每条交叉斑马线两侧附近的人行道上都设置有行人感应装置，信号检测器分别电信号连接两条斑马线上的人行横道信号灯，单片机分别与车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置、语音提示装置电信号连接；所述的每组行人感应装置包括行人速度感应装置和行人方向判别装置，在每条斑马线两侧的附近的人行道上由外至里的顺序安装有行人速度感应装置和人方向判别装置；安全预警装置工作时，车辆速度感应器测量出车辆速度，行人速度感应装置测出任一斑马线上过街行人的方向和速度，单片机计算右转车辆刚进入某一冲突区域和出该冲突区域的时间范围之间，与过街行人刚进入某一冲突区域和出该冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
本发明还具有如下技术特征：
1、如上所述的车辆速度感应器的安装位置按下式计算：
Figure BDA0001860159950000021
S：车辆感应装置距第一条斑马线的距离，m；
V85：该路段右转车道上的85％位车速，m/s,表示该右转车道上全部车辆的85％是在此车速以下行驶，可用此车速作为道路限制的最高车速；
t反：驾驶人的反应时间，s；
Figure BDA0001860159950000022
道路附着系数；
i：道路纵坡坡度，上坡为正，下坡为负；
g：重力加速度，g＝9.8m/s。
2、当信号检测器检测出某条斑马线上为红灯时，该条斑马线两侧行人感应装置不工作，当信号检测器检测出某条斑马线上为绿灯时，该条斑马线两侧行人感应装置开始工作，当某一行人感应装置判别行人为过马路方向前进时，将测得的行人速度信号传送给单片机；当判别行人为后退时，行人速度感应装置不工作。
3、当第一冲突区域所在的斑马线上为绿灯时，此时第二冲突区域所在的斑马线上为红灯，只考虑第一冲突区域所在的斑马线上的行人与右转车辆的冲突；
第一条斑马线左侧的行人感应装置判别左侧行人为过马路方向前进时，将测得的左侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线左侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，第一条斑马线右侧行人感应装置判别右侧行人为过马路方向前进时，将测得的右侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线右侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，对于第一冲突区域来说，处理器将上述两个时间范围集合取并集，得到一个新的时间范围，单片机处理器计算出车辆距离第一冲突区域的时间范围，若得到的新的时间范围与该时间范围重合，则语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
计算时间公式分别如下：
Figure BDA0001860159950000031
s1:车辆速度感应器距离相应冲突区域的距离范围；
s2:某一行人感应装置距离相应冲突区域的距离范围；
v1:车辆速度感应器测出的车辆速度值；
v2:某一行人速度感应装置测出的行人速度值；
t1:右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围；
t2:过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围。
设置一个容许时间范围，即右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域的时间范围，与过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
本发明的有益效果在于：本装置通过及时准确的获得过街行人速度、过街的方向，提醒车辆减速慢行，使得右转车辆避让行人准确有效，降低交通事故发生率。
附图说明
图1是本发明的车辆避让行人安全预警装置示意图；
图2是本发明行人感应装置分区图；
图3是本发明车辆避让行人安全预警装置工作流程图；
其中，1、第一冲突区域；2、第二冲突区域，3、语音提示装置，4、车辆速度感应器，5、行人速度感应装置，6、压力传感器A，7、压力传感器B，1-1、第一条斑马线左侧的行人感应装置，1-2、第一条斑马线右侧的行人感应装置，2-1、第二条斑马线左侧的行人感应装置，2-2、第二条斑马线右侧的行人感应装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，包括单片机，并且还包括车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置和语音提示装置；在右转车道的前方上设置车辆速度感应器及语音提示系统，右转车道依次与两条斑马线交叉，视为第一冲突区域和第二冲突区域，每条交叉斑马线两侧附近的人行道上都设置有行人感应装置，信号检测器分别电信号连接两条斑马线上的人行横道信号灯，单片机分别与车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置、语音提示装置电信号连接；所述的每组行人感应装置包括行人速度感应装置和行人方向判别装置，在每条斑马线两侧的附近的人行道上由外至里的顺序安装有行人速度感应装置和人方向判别装置；安全预警装置工作时，车辆速度感应器测量出车辆速度，行人速度感应装置测出任一斑马线上过街行人的方向和速度，单片机计算右转车辆刚进入某一冲突区域和出该冲突区域的时间范围之间，与过街行人刚进入某一冲突区域和出该冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
如上所述的车辆速度感应器的安装位置按下式计算：
Figure BDA0001860159950000051
S：车辆感应装置距第一条斑马线的距离，m；
V85：该路段右转车道上的85％位车速，m/s,表示该右转车道上全部车辆的85％是在此车速以下行驶，可用此车速作为道路限制的最高车速；
t反：驾驶人的反应时间，s；
Figure BDA0001860159950000052
道路附着系数；
i：道路纵坡坡度，上坡为正，下坡为负；
g：重力加速度，g＝9.8m/s。
如图2所示行人感应装置分为两个部分：行人速度感应装置和一组行人方向判别装置。行人速度感应装置采集通过该区域的行人的速度，每组行人方向判别装置包括压力传感器A(1区)和压力传感器B(2区)，它们通过采集行人过街的压力信号来判断行人行走的方向。当行人走过压力传感器A和B时，系统会分别收集压力传感器的信号Ai和Bi，其中A表示1区，B表示2区，i表示该行人的压力值，当有一人或者多人的时候系统收集到的是关于Ai和Bi的序列。系统会根据传回来的序列进行排列，进而判定出某个人的过街方向。设定AiBi为前进，BiAi为后退。那么当Ai先出现时可判定其为前进，同理Bi先出现时可判定某一序列为后退。压力式传感器中的单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。人走到压力感应区等候时，压力式传感器可以把瞬间的压力值P记录。传感器将获得的信号传送给处理器来处理。
当信号检测器检测出某条斑马线上为红灯时，该条斑马线两侧行人感应装置不工作，当信号检测器检测出某条斑马线上为绿灯时，该条斑马线两侧行人感应装置开始工作，当某一行人感应装置判别行人为过马路方向前进时，将测得的行人速度信号传送给单片机；当判别行人为后退时，行人速度感应装置不工作。
当第一冲突区域所在的斑马线上为绿灯时，此时第二冲突区域所在的斑马线上为红灯，只考虑第一冲突区域所在的斑马线上的行人与右转车辆的冲突；
第一条斑马线左侧的行人感应装置判别左侧行人为过马路方向前进时，将测得的左侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线左侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，第一条斑马线右侧行人感应装置判别右侧行人为过马路方向前进时，将测得的右侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线右侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，对于第一冲突区域来说，处理器将上述两个时间范围集合取并集，得到一个新的时间范围，单片机处理器计算出车辆距离第一冲突区域的时间范围，若得到的新的时间范围与该时间范围重合，则语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
计算时间公式分别如下：
Figure BDA0001860159950000071
s1:车辆速度感应器距离相应冲突区域的距离范围；
s2:某一行人感应装置距离相应冲突区域的距离范围；
v1:车辆速度感应器测出的车辆速度值；
v2:某一行人速度感应装置测出的行人速度值；
t1:右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围；
t2:过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围。
设置一个容许时间范围，即右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域的时间范围，与过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
当冲突区域2所在的人行横道线为绿灯时过程同上述过程相同。

Claims (3)

1.一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，包括单片机，其特征在于，还包括车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置和语音提示装置；在右转车道的前方上设置车辆速度感应器及语音提示系统，右转车道依次与两条斑马线交叉，视为第一冲突区域和第二冲突区域，每条交叉斑马线两侧附近的人行道上都设置有行人感应装置，信号检测器分别电信号连接两条斑马线上的人行横道信号灯，单片机分别与车辆速度感应器、信号检测器、四组行人感应装置、语音提示装置电信号连接；所述的每组行人感应装置包括行人速度感应装置和行人方向判别装置，在每条斑马线两侧的附近的人行道上由外至里的顺序安装有行人速度感应装置和行人方向判别装置；安全预警装置工作时，车辆速度感应器测量出车辆速度，行人感应装置测出任一斑马线上过街行人的方向和速度，单片机计算右转车辆刚进入某一冲突区域和出该冲突区域的时间范围，与过街行人刚进入某一冲突区域和出该冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行；当第一冲突区域所在的斑马线上为绿灯时，此时第二冲突区域所在的斑马线上为红灯，只考虑第一冲突区域所在的斑马线上的行人与右转车辆的冲突；第一条斑马线左侧的行人感应装置判别左侧行人为过马路方向前进时，将测得的左侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线左侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，第一条斑马线右侧行人感应装置判别右侧行人为过马路方向前进时，将测得的右侧行人速度信号传送给单片机处理器，单片机处理器计算出第一条斑马线右侧的行人距离第一冲突区域的时间范围，对于第一冲突区域来说，处理器将上述两个时间范围集合取并集，得到一个新的时间范围，单片机处理器计算出车辆距离第一冲突区域的时间范围，若得到的新的时间范围与该时间范围重合，则语音提示器便会提醒车辆减速慢行；
计算时间公式分别如下：
Figure FDA0004279526920000021
s1:车辆速度感应器距离相应冲突区域的距离范围；
s2:某一行人感应装置距离相应冲突区域的距离范围；
v1:车辆速度感应器测出的车辆速度值；
v2:某一行人速度感应装置测出的行人速度值；
t1:右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围；
t2:过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围；
设置一个容许时间范围，即右转车辆刚进入冲突区域和出冲突区域的时间范围，与过街行人刚进入冲突区域和出冲突区域之间的时间范围，若两者之间有重合，语音提示器便会提醒车辆减速慢行。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，其特征在于：
所述车辆速度感应器的安装位置按下式计算：
Figure FDA0004279526920000022
S：车辆感应装置距第一条斑马线的距离，m；
V85：该路段右转车道上的85％位车速，m/s,表示该右转车道上全部车辆的85％是在此车速以下行驶，用此车速作为道路限制的最高车速；
t反：驾驶人的反应时间，s；
Figure FDA0004279526920000031
道路附着系数；
i：道路纵坡坡度，上坡为正，下坡为负；
g：重力加速度，g＝9.8m/s。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的右转车辆避让行人安全预警装置，其特征在于：信号检测器检测出某条斑马线上为红灯时，该条斑马线两侧行人感应装置不工作，当信号检测器检测出某条斑马线上为绿灯时，该条斑马线两侧行人感应装置开始工作，当某一行人感应装置判别行人为过马路方向前进时，将测得的行人速度信号传送给单片机；当判别行人为后退时，行人速度感应装置不工作。
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