CN112458945B - 车辆通过山区急转弯道安全控制方法 - Google Patents

车辆通过山区急转弯道安全控制方法 Download PDF

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Abstract

车辆通过山区急转弯道安全控制方法，包括以下步骤：在弯道的拐弯处设置设备放置室；在设备放置室内设置自发电机构、自鸣笛机构、减速板机构、控制器和蓄电池，在弯道的拐角外侧部设置智能反光镜组件，在设备放置室上方的路面上设置减速板机构；减速板机构通过动力传动机构同时与自发电机构、自鸣笛机构的动力输入端传动连接，智能反光镜组件上设有气喇叭，自鸣笛机构通过辅助气管与气喇叭连接。本发明利用车辆过弯道时对减速板机构的冲击，通过动力传动机构同时驱动自发电机构和自鸣笛机构，将冲击能量转化为电能储存，同时鸣笛，这样不仅使得车辆过弯道时能减速，另外也使得能量得到了回收；通过智能反光镜组件判断车辆类型，提升辨识准确度，提高通过弯道时的安全性。

Description

车辆通过山区急转弯道安全控制方法
技术领域
本发明属于山区安全行车技术领域，具体涉及一种车辆通过山区急转弯道安全控制方法。
背景技术
随着经济发展和生活水平的提高，汽车等交通工具已经被越来越多人使用。由于驾驶员 的疏忽或道路原因，交通意外时有发生，特别是在山区弯道等急转弯地方。因此，为了让驾驶员能提前知道对向道路的交通情况，通常会在急转弯的道路外侧设置反光镜。但是，传统的反光镜为了提升野外的工作可靠性，大部分采用不锈钢制造，随着服役时间的变化，表面有灰尘、赃物等，影响了观看的效果。另外，传统的反光镜需要驾驶员主动、长时间的观察，查看对向道路是否存在车辆通行情况，这影响了其自身车辆的安全行驶。
申请号“201710787864.6”的发明专利“一种市政道路交通弯道转弯盲区反射镜装置”，公开了一种市政道路交通弯道转弯盲区反射镜装置，包括底座、支撑架、定位环、反射镜、定位轴、旋管。该发明所要解决的技术问题是提供一种可以方便对反射镜进行水平转动调节，可以使反射镜绕定位环实现水平转动调节，减少了道路交通弯道转弯盲区。
申请号“200910301807.8”的发明专利“道路指示反射镜”，公开了一种道路指示反射镜，其用于为行驶车辆提供指示；包括外壳、镜片、反射膜、感测模块、指示模块、微处理器及电源；该发明通过指示模块主动投射出的光线，经过反射膜透射后形成指示标识，可提高指示标识的可识别性。
申请号“201821991589.6”的发明专利“一种自动清洗道路反光镜”，公开了一种自动清洗道路反光镜，包括反光镜，立杆，水箱，蓄电池，太阳能电池板，控制装置，该发明提供一种自动清洗道路反光镜，在不影响道路反光镜的成像效果的前提下，可自动擦洗道路反光镜。
但是，对于山区道路而言，由于树木较多，太阳能和风力发电性价比不高，因此带电控装置的反光镜由于存在用电困难；另外，由于野外环境恶劣，存在突发的电气故障现象，而这对于道路安全装置而言，也存在一定的隐患。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种辨识度高、安全可靠性强、无须额外能源的车辆通过山区急转弯道安全控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：车辆通过山区急转弯道安全控制方法，包括以下步骤：
Ⅰ、在弯道的拐弯处的上行车道30和下行车道31路面下方分别设置一个设备放置室，在设备放置室底部铺设钢板9；
Ⅱ、在钢板9上设置自发电机构1、自鸣笛机构2、减速板机构4、控制器5和蓄电池6，在弯道的拐角外侧部设置智能反光镜组件3，在设备放置室上方的路面上设置减速板机构4；减速板机构4通过动力传动机构同时与自发电机构1、自鸣笛机构2的动力输入端传动连接，智能反光镜组件3上设有气喇叭7，自鸣笛机构2通过辅助气管8与气喇叭7连接，自发电机构1的电源输出端和控制器5的第一I/O口的连接；控制器的第二I/O口分别与智能反光镜组件3的电源输入端和蓄电池6相连接；
Ⅲ、当车辆通过减速板机构4时，减速板机构4受到车辆的冲击压力而变形下移，通过动力传动机构同时驱动自发电机构1和自鸣笛机构2工作，自发电机构1工作发电将电能储存到蓄电池6内，自鸣笛机构2工作产生的气流使与气喇叭7发出鸣笛声为过往车辆的司机提醒；同时减速板机构4将车辆重量的信号传输到控制器5，智能反光镜组件3将监测到的车辆信息也传输到控制器5；
Ⅳ、控制器5根据采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法与支持向量机SVM相混合的智能辨识方法，用于测量待检测车辆的类型，车辆类型分为小型车辆、大型车辆、无车辆三种，为智能反光镜装置的显示提供信息；
Ⅴ、车辆的车轮通过减速板机构4后，在动力传动机构的作用下，减速板机构4、自发电机构1、自鸣笛机构2复位。
减速板机构4包括空心且顶部呈弧形顶结构的耐磨橡胶表层402，耐磨橡胶表层402的弧形顶结构内部嵌设有也为弧形的金属夹层403，在金属夹层403最高处的上表面设有嵌设在耐磨橡胶表层402内的压力传感器401，压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的车轴重量；耐磨橡胶表层402的弧形顶结构底部设有对金属夹层403和耐磨橡胶表层402稳定支撑的支撑架404；
动力传动机构包括左右间隔布置在钢板9上的两个底座10，底座10上沿竖向设有弹簧套筒11，弹簧套筒11内同轴线由外向内依次设有外弹簧12、阻尼筒和内弹簧，外弹簧12、阻尼筒和内弹簧下端位于同一高度，外弹簧12上端高于内弹簧上端，内弹簧上端高于阻尼筒上端，两个外弹簧12的上端之间设有安装架14，安装架14上沿竖向设有导杆13与支撑架404底部固定连接，导杆13穿过设备放置室上方的路面，导杆13外部设有与路面滑动且密封配合的隔水套，安装架14上沿前后水平方向固定设有一根驱动杆15，驱动杆15的前端与自鸣笛机构2的动力输入端传动连接，驱动杆15的后侧部与自发电机构1的动力输入端传动连接。
自发电机构1位于两个底座10的前侧，自发电机构1包括第一支座111、第二支座112、发电机101、第一连杆105、第一大齿轮106、第一小齿轮104、第二大齿轮103、第二小齿轮102、第一传动轴110和第二传动轴107，第一支座111、第二支座112和发电机101均设置在钢板9上，第一连杆105前低后高倾斜设置，驱动杆15后侧部沿长度方向开设有一条驱动滑孔108，第一连杆105后上端设有伸入并滑动连接在驱动滑孔108内的滑轴109，第一连杆105前下部通过第一传动轴110转动连接在第一支座111上，第一大齿轮106一体设置在第一连杆105前下端，第一大齿轮106和第一传动轴110具有同一条中心线，第二传动轴107转动连接在第二支座112上，第一小齿轮104的内圈通过单向棘轮结构113安装在第二传动轴107上，第一小齿轮104与第一大齿轮106啮合，第二大齿轮103安装在第二传动轴107上，第二小齿轮102安装在发电机101的输入轴上，第二大齿轮103与第二小齿轮102啮合，发电机101通过控制器5为蓄电池6充电；
自鸣笛机构2包括上气动杆201、下气动杆202、气囊203、第二连杆204、单向阀207、减压阀208、F形推杆210和导向座211，第二连杆204前高后低倾斜设置，第二连杆204的前上端与驱动杆15的前端铰接，第二连杆204的中部与第一连杆105的中部铰接形成剪叉结构，导向座211和气囊203均设置在钢板9上，导向座211位于第一支座111和第二支座112的后侧，气囊203位于导向座211后侧，气囊203内部设有上腔室和下腔室，上气动杆201和下气动杆202分别滑动连接在上腔室和下腔室内，导向座211上沿前后方向设有导向槽209，F形推杆210的下端部通过滑块滑动连接在导向槽209内，第二连杆204后下端与F形推杆210的前侧下部铰接，F形推杆210上的两个推杆均前后水平设置，F形推杆210上侧的推杆长度大于下侧的推杆长度，上气动杆201和下气动杆202分别与F形推杆210上下侧的推杆前后对应，气喇叭7设有两个，辅助气管8设有两根，两根辅助气管8对应与两个气喇叭7一一连接，上气动杆201和下气动杆的后端连接在气囊203的前端部，辅助气管8的进气口分别连接在上腔室和下腔室的后端口，单向阀207和减压阀208设置在气囊203顶部并与上腔室、下腔室连通；
智能反光镜组件3包括第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303、第二LED提醒指示灯304、警示灯管305、立杆306、遮雨条307和反光镜镜体308；立杆306下端固定设在地面下，反光镜镜体308安装在立杆306上部，警示灯管305和两个气喇叭7均安装在反光镜镜体308顶部，第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303和第二LED提醒指示灯304均安装在反光镜镜体308的镜面上部，遮雨条307安装在反光镜镜体308的镜面上侧边沿；单向阀207通过导气管与警示灯管305连接；
控制器5包括第一I/O口、第二I/O口、第三I/O口、ARM处理器、电压控制模块和以太网模块；第一I/O口与发电机101的电源输出端相连接；第二I/O口与蓄电池6相连接，实现蓄电池6的充电；第三I/O口与减速板机构4的压力传感器401相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量；ARM处理器分别与电压控制模块、第三I/O口和以太网模块相连接；电压控制模块与第一I/O口和第二I/O口相连接，在ARM处理器的控制下，对通过第一I/O口的输入的交流电进行整流后通过第二I/O口给负载和蓄电池6提供动力；以太网模块通过网线与智能反光镜组件的第一摄像头301和第二摄像头302相连接。
步骤Ⅲ中减速板机构4受到车辆的冲击压力而变形下移的具体过程为：当车辆通过时，耐磨橡胶表层402和金属夹层403在车辆重力的作用下向下移动，无车辆时减速板机构(4在原位，耐磨橡胶表层402起到缓冲、减轻磨损、提升驾乘体验的作用；金属夹层403在压力作用下会产生变形，车辆重量是3吨，使金属夹层403下压8-10mm, 车辆重量是5吨，使金属夹层403下压18-20mm；压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取当前车辆的车轴重量，判断出待检测车辆的类型，车辆的类型包括小型车辆、大型车辆、无车辆；安装架14受压向下移动，与安装架14下部相连的两个外弹簧12最先被压缩，当压力更大时，两个内弹簧也被压缩，外弹簧12和内弹簧下端被分别同轴固定在弹簧套筒11中，阻尼筒作用是保持外弹簧12和内弹簧沿垂直方向平稳运动；
步骤Ⅲ中自发电机构1工作发电的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构4中的耐磨橡胶表层402和金属夹层403被压下，支撑架404也随着向下移动，驱动安装架14向下移动，安装架14上固定连接的驱动杆15的后侧部驱动第一连杆105的后端以第一传动轴110为支点向下转动，第一连杆105后上端的滑轴109在驱动滑孔108内向后滑动，第一连杆105前下端的第一大齿轮106驱动第一小齿轮104旋转，第一小齿轮104通过单向棘轮结构113驱动第二传动轴107转动，安装在第二传动轴107上的第二大齿轮103驱动第二小齿轮102旋转，从而驱动发电机101的输入轴旋转，由于第一大齿轮106与第一小齿轮104啮合实现第一次增速，再经第二大齿轮103与第二小齿轮102的啮合传动实现第二次增速，两次增速后，达到发电机101的输入轴高速旋转，达到发电的目的；发电机101发出的电能储存到蓄电池6内，蓄电池6通过辅助电气线缆对第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303、第一LED提醒指示灯304和警示灯管305提供电力供应。
步骤Ⅲ中自鸣笛机构2工作产生的气流使与气喇叭7发出鸣笛声的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构4中的耐磨橡胶表层402和金属夹层403被压下，支撑架404也随着向下移动，驱动安装架14向下移动，安装架14上固定连接的驱动杆15的前侧部驱动第二连杆204前端向下转动，第二连杆204后端以与第一连杆105的铰接点为支点向上并向右移动，第二连杆204后端驱动F形推杆210下端部的滑块在导向槽209内向后移动，上气动杆201和下气动杆202在F形推杆210的推动下压缩气囊203中的空气，气囊203上安装单向阀207用来保证高速气流只能单向流动，安装减压阀208防止气喇叭7被高速气流破坏，被压缩的空气形成1Mpa的高速气流通过辅助气管8接通固定在智能反光镜组件上的两个气喇叭7，布置在金属夹层403下部的压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量，当小型车辆通过时，F形推杆210的上部推杆只能推动上气动杆201，在气囊203的上腔室内形成高压空气，上腔室内的高速气流通过辅助气管8使一个气喇叭7发出低频率声音；当大型车辆通过时，F形推杆210可以同时推动上气动杆201和下气动杆202，此时，气囊203上腔室和下腔室内的高速气流通过辅助气管8使两个气喇叭7发出高低频率混合的声音；当没有车辆通过时，F形推杆210处于静止状态；气囊203中不能形成高速气流，因此两个气喇叭7处于静音状态；
步骤Ⅲ中智能反光镜组件3监测车辆信息的过程为：第一摄像头301、第二摄像头302横向并排安装在反光镜镜体308的遮雨条307的下方用来采集路口的实时画面；同时，遮雨条307可满足雨雪天气条件下两个摄像头和两个LED提醒指示灯的正常使用；第一LED提醒指示灯303、第二LED提醒指示灯304分别安装在第一摄像头301、第二摄像头302下部，这样司机可以通过LED提醒指示灯得知路口交通信息；警示灯管305为司机显示警示信号；当对面有车驶入时，第一LED提醒指示灯303和第二LED提醒指示灯304分别显示对应车道的车辆信息，警示灯管305在通过单向阀207输送气流的作用下转动；两个气喇叭7安装在警示灯管305的左右两边，反光镜镜体308可实现与道路方向最大20°的倾角方向的转动，对使用环境适应性更好。
步骤Ⅴ中减速板机构4、自发电机构1、自鸣笛机构2复位的过程为：车辆的车轮通过减速板机构4后，耐磨橡胶表层402和金属夹层403上的压力消失，在外弹簧12和内弹簧的弹力作用下，将安装架14、驱动杆15和支撑架404向上顶起复位，第二连杆204后端向前F形推杆210下端部的滑块在导向槽209内向前移动复位；同时第一连杆105后上端以第一传动轴110为支点向上转动，第一大齿轮106驱动第一小齿轮104反转，由于第二传动轴107上设置的单向棘轮结构113，第一小齿轮104反转不会带动第二传动轴107旋转，此时第二传动轴107和第二大齿轮103仍然会在惯性力下继续和第二小齿轮102啮合，高速转动，第二大齿轮103的重量为400-600g，在惯性作用下可以持续转动一定时间，这样可充分提高发电效率。
自适应权重的金字塔式YOLO3算法输入图像为第一摄像头301和第二摄像头302的图像；第一摄像头301和第二摄像头302实时监控画面图像的分辨率w×h像素，优选的，w取值为1280像素，h取值为720像素；
为了提升检测速度，减少电能的消耗，对原始输入的w×h像素关键帧进行矩形窗口裁剪，所述矩形窗口裁剪的起点和终点分别标记为A（x1,y1）和B（x2,y2）两点，其所述起点A（x1,y1）和终点B（x2,y2）的按如下方式确定：
⑴、对历史检测的数据进行分析，获取最近7天所述的自适应权重的金字塔式YOLO3算法标记出的目标对象热点最大外接矩形区域的坐标，分别标记为S1{(x11，y11) ，(x21，y21)}、S2{(x12，y12) ，(x22，y22)} 、S3{(x13，y13) ，(x23，y23)} 、Sn{(x1n，y1n) ，(x2n，y2n)}；
⑵、将所述x11，x12，x13，…，x1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
；计算所述起点A（x1,y1）的X方向坐标，如下式1）所示：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
1) 上式1）中，[n/2]为n/2向下取整；同理，将所述y11，y12，y13，…，y1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
，计算所述起点A（x1,y1）的Y方向坐标，如下式2）所示：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
2) 判断计算x1 和y1的坐标是否越界，如果x1 或者y1的值小于1，那么x1 或者y1的值就为1，否则分别向下取整；
⑶、将所述x21，x22，x23，…，x2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
；计算所述终点B（x2,y2）的X方向坐标，如下式3）所示：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
3) 同理，将所述y21，y22，y23，…，y2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
，计算所述终点B（x2,y2）的Y方向坐标，如下式4）所示：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
4) 判断计算x2 和y2的坐标是否越界，如果x2 大于1280，那么x2的值就为1280，r如果y2的值大于720，那么y2的值就为720，否则分别向下取整；
⑷、如果历史数据的时间累计天数小于7天，所述起点A的坐标设置为（1，1），所述终点B的坐标设置为（1280，720），也即是x1=1，x2=1280，y1=1，y2=720。
自适应权重的金字塔式YOLO3算法处理方法如下：
①、当前车道的减速板机构4的压力传感器401每间隔10ms采集到信号后，判断其阈值是否大于5000kgf，如果大于此值，转入步骤②，否则继续执行当前步骤①；
②、如果当前车道是上行车道30，获取所述第一摄像头301当前时刻的关键帧通过矩形窗口裁剪后的图像，记作图像A；进一步，以当前时刻为起点，获取前500ms和前2秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像B和C，算法流程转到下一步，也即是步骤③；
③、首先，对图像A进行YOLO3的目标对象检测，计算当前图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率（[0,1]），标记为P{a, b, c}，所述YOLO3算法提前离线针对上述三种目标进行过训练；进一步，对图像A按长度和宽度方向进行2等分，分割成A1、A2、A3和A4四个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P1、P2、P3和P4，所述的P1、P2、P3和P4与所述P一样，也是三维向量；筛选所述4个子图像的P1、P2、P3和P4每个维度的最大值，记作P5{d, e, f}；更进一步，对图像A按长度和宽度方向进行4等分，分割成A11…A44等分的16个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P11…P44，所述的P11…P44与所述P一样，也是三维向量；筛选所述16个子图像的P11…P44每个维度的最大值，记作P55{g, h,i}；通过三层金字塔式YOLO3算法辨识后，其图像A最终的目标检测概率如下式5）：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
为权重，其值随所述YOLO3的检测结果动态变权，其计算如下式6）~8），
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
④、接着，参照对所述图像A进行自适应权重的金字塔式YOLO3方法，对所述图像B和C进行处理，获取所述图像B和C最终的目标检测概率，记作PB和PC；
⑤取出所述三幅图像A、B和C所对应的最终的目标检测概率PA、PB和PC中维度最大值，采用最大值判定原则，得出当前时刻上行车道最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；{实例：当计算结果为PA={1，0，0}，PB={0.56，0.16，0}，PC={0.46，0.09，0}，PA、PB和PC中维度最大值出现在第一维度，故依据最大值判定原则，判断当前上行车道最终的检测结果是小型汽车}
⑥、如果当前车道是下行车道31，获取所述第二摄像头302当前时刻的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，记作图像D；进一步，以当前时刻为起点，获取前300ms和前1.5秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像E和F，算法流程参考上行车道30的处理方法，此处不再赘述，得出当前时刻下行车道31最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；
上行车道30和下行车道31检测完毕后，重新进入下一轮的检测，转入步骤①进行处理。
支持向量机（SVM）算法处理方法如下：
⒈上行车道30路面的减速板机构4的压力传感器401首次采集到信号后首次是指减速板机构4的压力传感器401的信号从无变有，采集当前车辆的各个轴重，直到压力传感器401的信号从有变无, 计算当前车辆的车轴数量（Caxle）和总重量（Wweight）；
⒉计算当前车辆通过上行车道30路面的减速板机构4的通行时间（Tpass），如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）小于300kg，取当前车辆的长度为1.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在300~2500kg区间内，取当前车辆的长度为4.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在2500~5000kg区间内，取当前车辆的长度为7m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）大于2，取当前车辆的长度为12m；依据所述上行车道减速板的通行时间（Tpass）和所述车辆的长度，计算当前车辆上行车道减速板的车速（Vpass）；
⒊采用支持向量机（SVM）对当前上行车道的车辆类型进行辨识，支持向量机（SVM）的输入为车轴数量（Caxle）、总重量（Wweight）和车速（Vpass），输出结果为车辆类型（大型车辆、小型车辆和无车辆）的概率；所述支持向量机（SVM）离线通过采集到的实验数据进行训练，并将参数固化到所述控制器内部；
⒋下行车道31的车辆类型辨识与上行车道30的车辆类型辨识相同，此处不再赘述。
相混合的智能辨识方法，采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法的输出（O1）与支持向量机（SVM）算法的输出（O2）进行智能加权融合，得出最终的上行或者下行车道的车辆类型，其处理算法如下表所示，依据总重量（Wweight）和车速（Vpass）进行抉择：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
相混合的智能辨识方法不能工作在夜间或者光照不足的时候，比如大雾、大雨天气；当智能辨识方法不能工作时，关闭自适应权重的金字塔式YOLO3算法，最终的辨识结果只采用所述支持向量机（SVM）算法的输出。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
（1）利用车辆过弯道时对减速板机构的冲击，将其能量转化为电能储存，这样不仅使得车辆过弯道时能减速，另外也使得能量得到了回收，避免了浪费；
（2）利用车辆过减速板机构时下压的冲击能量，使得本发明不仅仅能实现智能的声光报警，还能通过压缩气囊产生的高速空气带动喇叭自动鸣笛（轿车和大型车辆鸣笛音不同），提醒对向车道的车辆或者行人注意道路安全；
（3）本发明中的控制器采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法与支持向量机（SVM）相混合的智能辨识方法，通过将传统的物理量（车轴重量、轴数和车速）和摄像头拍照的图像进行智能融合，判断车辆类型，提升辨识准确度，提高通过弯道时的安全性；
（4）本发明采用的减速板机构在受到冲击后，通过动力传动机构同时驱动自发电机构和自鸣笛机构，采用的动力传动结构设计巧妙，结构紧凑，能量传递迅速，效率高，可靠性强。
附图说明
图1 是本发明在弯道处安装布局示意图；
图2是 本发明中各机构的控制原理框图；
图3 是本发明中设备放置室内安装的各机构的立体结构示意图；
图4是自发电机构的结构示意图；
图5是智能反光镜组件的结构示意图；
图6是减速板机构示意图；
图7是图6的侧视图；
图8矩形窗口裁剪示意图;
图9 自适应权重的金字塔式YOLO3车辆目标检测算法流程图；
图10 基于多物理量的SVM车辆目标检测结构示意图；
图11 本发明装置的车辆目标检测流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、
“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或是本产品使用
时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置
或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，或者用于区分不同结构或部件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图11所示，本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种辨识度高、安全可靠性强、无须额外能源的车辆通过山区急转弯道安全控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：车辆通过山区急转弯道安全控制方法，包括以下步骤：
Ⅰ、在弯道的拐弯处的上行车道30和下行车道31路面下方分别设置一个设备放置室，在设备放置室底部铺设钢板9；
Ⅱ、在钢板9上设置自发电机构1、自鸣笛机构2、减速板机构4、控制器5和蓄电池6，在弯道的拐角外侧部设置智能反光镜组件3，在设备放置室上方的路面上设置减速板机构4；减速板机构4通过动力传动机构同时与自发电机构1、自鸣笛机构2的动力输入端传动连接，智能反光镜组件3上设有气喇叭7，自鸣笛机构2通过辅助气管8与气喇叭7连接，自发电机构1的电源输出端和控制器5的第一I/O口的连接；控制器的第二I/O口分别与智能反光镜组件3的电源输入端和蓄电池6相连接；
Ⅲ、当车辆通过减速板机构4时，减速板机构4受到车辆的冲击压力而变形下移，通过动力传动机构同时驱动自发电机构1和自鸣笛机构2工作，自发电机构1工作发电将电能储存到蓄电池6内，自鸣笛机构2工作产生的气流使与气喇叭7发出鸣笛声为过往车辆的司机提醒；同时减速板机构4将车辆重量的信号传输到控制器5，智能反光镜组件3将监测到的车辆信息也传输到控制器5；
Ⅳ、控制器5根据采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法与支持向量机SVM相混合的智能辨识方法，用于测量待检测车辆的类型，车辆类型分为小型车辆、大型车辆、无车辆三种，为智能反光镜装置的显示提供信息；
Ⅴ、车辆的车轮通过减速板机构4后，在动力传动机构的作用下，减速板机构4、自发电机构1、自鸣笛机构2复位。
减速板机构4包括空心且顶部呈弧形顶结构的耐磨橡胶表层402，耐磨橡胶表层402的弧形顶结构内部嵌设有也为弧形的金属夹层403，在金属夹层403最高处的上表面设有嵌设在耐磨橡胶表层402内的压力传感器401，压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的车轴重量；耐磨橡胶表层402的弧形顶结构底部设有对金属夹层403和耐磨橡胶表层402稳定支撑的支撑架404；
动力传动机构包括左右间隔布置在钢板9上的两个底座10，底座10上沿竖向设有弹簧套筒11，弹簧套筒11内同轴线由外向内依次设有外弹簧12、阻尼筒和内弹簧，外弹簧12、阻尼筒和内弹簧下端位于同一高度，外弹簧12上端高于内弹簧上端，内弹簧上端高于阻尼筒上端，两个外弹簧12的上端之间设有安装架14，安装架14上沿竖向设有导杆13与支撑架404底部固定连接，导杆13穿过设备放置室上方的路面，导杆13外部设有与路面滑动且密封配合的隔水套，安装架14上沿前后水平方向固定设有一根驱动杆15，驱动杆15的前端与自鸣笛机构2的动力输入端传动连接，驱动杆15的后侧部与自发电机构1的动力输入端传动连接。
自发电机构1位于两个底座10的前侧，自发电机构1包括第一支座111、第二支座112、发电机101、第一连杆105、第一大齿轮106、第一小齿轮104、第二大齿轮103、第二小齿轮102、第一传动轴110和第二传动轴107，第一支座111、第二支座112和发电机101均设置在钢板9上，第一连杆105前低后高倾斜设置，驱动杆15后侧部沿长度方向开设有一条驱动滑孔108，第一连杆105后上端设有伸入并滑动连接在驱动滑孔108内的滑轴109，第一连杆105前下部通过第一传动轴110转动连接在第一支座111上，第一大齿轮106一体设置在第一连杆105前下端，第一大齿轮106和第一传动轴110具有同一条中心线，第二传动轴107转动连接在第二支座112上，第一小齿轮104的内圈通过单向棘轮结构113安装在第二传动轴107上，第一小齿轮104与第一大齿轮106啮合，第二大齿轮103安装在第二传动轴107上，第二小齿轮102安装在发电机101的输入轴上，第二大齿轮103与第二小齿轮102啮合，发电机101通过控制器5为蓄电池6充电；
自鸣笛机构2包括上气动杆201、下气动杆202、气囊203、第二连杆204、单向阀207、减压阀208、F形推杆210和导向座211，第二连杆204前高后低倾斜设置，第二连杆204的前上端与驱动杆15的前端铰接，第二连杆204的中部与第一连杆105的中部铰接形成剪叉结构，导向座211和气囊203均设置在钢板9上，导向座211位于第一支座111和第二支座112的后侧，气囊203位于导向座211后侧，气囊203内部设有上腔室和下腔室，上气动杆201和下气动杆202分别滑动连接在上腔室和下腔室内，导向座211上沿前后方向设有导向槽209，F形推杆210的下端部通过滑块滑动连接在导向槽209内，第二连杆204后下端与F形推杆210的前侧下部铰接，F形推杆210上的两个推杆均前后水平设置，F形推杆210上侧的推杆长度大于下侧的推杆长度，上气动杆201和下气动杆202分别与F形推杆210上下侧的推杆前后对应，气喇叭7设有两个，辅助气管8设有两根，两根辅助气管8对应与两个气喇叭7一一连接，上气动杆201和下气动杆的后端连接在气囊203的前端部，辅助气管8的进气口分别连接在上腔室和下腔室的后端口，单向阀207和减压阀208设置在气囊203顶部并与上腔室、下腔室连通；
智能反光镜组件3包括第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303、第二LED提醒指示灯304、警示灯管305、立杆306、遮雨条307和反光镜镜体308；立杆306下端固定设在地面下，反光镜镜体308安装在立杆306上部，警示灯管305和两个气喇叭7均安装在反光镜镜体308顶部，第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303和第二LED提醒指示灯304均安装在反光镜镜体308的镜面上部，遮雨条307安装在反光镜镜体308的镜面上侧边沿；单向阀207通过导气管与警示灯管305连接；
控制器5包括第一I/O口、第二I/O口、第三I/O口、ARM处理器、电压控制模块和以太网模块；第一I/O口与发电机101的电源输出端相连接；第二I/O口与蓄电池6相连接，实现蓄电池6的充电；第三I/O口与减速板机构4的压力传感器401相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量；ARM处理器分别与电压控制模块、第三I/O口和以太网模块相连接；电压控制模块与第一I/O口和第二I/O口相连接，在ARM处理器的控制下，对通过第一I/O口的输入的交流电进行整流后通过第二I/O口给负载和蓄电池6提供动力；以太网模块通过网线与智能反光镜组件的第一摄像头301和第二摄像头302相连接。
步骤Ⅲ中减速板机构4受到车辆的冲击压力而变形下移的具体过程为：当车辆通过时，耐磨橡胶表层402和金属夹层403在车辆重力的作用下向下移动，无车辆时减速板机构(4在原位，耐磨橡胶表层402起到缓冲、减轻磨损、提升驾乘体验的作用；金属夹层403在压力作用下会产生变形，车辆重量是3吨，使金属夹层403下压8-10mm, 车辆重量是5吨，使金属夹层403下压18-20mm；压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取当前车辆的车轴重量，判断出待检测车辆的类型，车辆的类型包括小型车辆、大型车辆、无车辆；安装架14受压向下移动，与安装架14下部相连的两个外弹簧12最先被压缩，当压力更大时，两个内弹簧也被压缩，外弹簧12和内弹簧下端被分别同轴固定在弹簧套筒11中，阻尼筒作用是保持外弹簧12和内弹簧沿垂直方向平稳运动；
步骤Ⅲ中自发电机构1工作发电的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构4中的耐磨橡胶表层402和金属夹层403被压下，支撑架404也随着向下移动，驱动安装架14向下移动，安装架14上固定连接的驱动杆15的后侧部驱动第一连杆105的后端以第一传动轴110为支点向下转动，第一连杆105后上端的滑轴109在驱动滑孔108内向后滑动，第一连杆105前下端的第一大齿轮106驱动第一小齿轮104旋转，第一小齿轮104通过单向棘轮结构113驱动第二传动轴107转动，安装在第二传动轴107上的第二大齿轮103驱动第二小齿轮102旋转，从而驱动发电机101的输入轴旋转，由于第一大齿轮106与第一小齿轮104啮合实现第一次增速，再经第二大齿轮103与第二小齿轮102的啮合传动实现第二次增速，两次增速后，达到发电机101的输入轴高速旋转，达到发电的目的；发电机101发出的电能储存到蓄电池6内，蓄电池6通过辅助电气线缆对第一摄像头301、第二摄像头302、第一LED提醒指示灯303、第一LED提醒指示灯304和警示灯管305提供电力供应。
步骤Ⅲ中自鸣笛机构2工作产生的气流使与气喇叭7发出鸣笛声的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构4中的耐磨橡胶表层402和金属夹层403被压下，支撑架404也随着向下移动，驱动安装架14向下移动，安装架14上固定连接的驱动杆15的前侧部驱动第二连杆204前端向下转动，第二连杆204后端以与第一连杆105的铰接点为支点向上并向右移动，第二连杆204后端驱动F形推杆210下端部的滑块在导向槽209内向后移动，上气动杆201和下气动杆202在F形推杆210的推动下压缩气囊203中的空气，气囊203上安装单向阀207用来保证高速气流只能单向流动，安装减压阀208防止气喇叭7被高速气流破坏，被压缩的空气形成1Mpa的高速气流通过辅助气管8接通固定在智能反光镜组件上的两个气喇叭7，布置在金属夹层403下部的压力传感器401与控制器5中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量，当小型车辆通过时，F形推杆210的上部推杆只能推动上气动杆201，在气囊203的上腔室内形成高压空气，上腔室内的高速气流通过辅助气管8使一个气喇叭7发出低频率声音；当大型车辆通过时，F形推杆210可以同时推动上气动杆201和下气动杆202，此时，气囊203上腔室和下腔室内的高速气流通过辅助气管8使两个气喇叭7发出高低频率混合的声音；当没有车辆通过时，F形推杆210处于静止状态；气囊203中不能形成高速气流，因此两个气喇叭7处于静音状态；
步骤Ⅲ中智能反光镜组件3监测车辆信息的过程为：第一摄像头301、第二摄像头302横向并排安装在反光镜镜体308的遮雨条307的下方用来采集路口的实时画面；同时，遮雨条307可满足雨雪天气条件下两个摄像头和两个LED提醒指示灯的正常使用；第一LED提醒指示灯303、第二LED提醒指示灯304分别安装在第一摄像头301、第二摄像头302下部，这样司机可以通过LED提醒指示灯得知路口交通信息；警示灯管305为司机显示警示信号；当对面有车驶入时，第一LED提醒指示灯303和第二LED提醒指示灯304分别显示对应车道的车辆信息，警示灯管305在通过单向阀207输送气流的作用下转动；两个气喇叭7安装在警示灯管305的左右两边，反光镜镜体308可实现与道路方向最大20°的倾角方向的转动，对使用环境适应性更好。
步骤Ⅴ中减速板机构4、自发电机构1、自鸣笛机构2复位的过程为：车辆的车轮通过减速板机构4后，耐磨橡胶表层402和金属夹层403上的压力消失，在外弹簧12和内弹簧的弹力作用下，将安装架14、驱动杆15和支撑架404向上顶起复位，第二连杆204后端向前F形推杆210下端部的滑块在导向槽209内向前移动复位；同时第一连杆105后上端以第一传动轴110为支点向上转动，第一大齿轮106驱动第一小齿轮104反转，由于第二传动轴107上设置的单向棘轮结构113，第一小齿轮104反转不会带动第二传动轴107旋转，此时第二传动轴107和第二大齿轮103仍然会在惯性力下继续和第二小齿轮102啮合，高速转动，第二大齿轮103的重量为400-600g，在惯性作用下可以持续转动一定时间，这样可充分提高发电效率。
自适应权重的金字塔式YOLO3算法输入图像为第一摄像头301和第二摄像头302的图像；第一摄像头301和第二摄像头302实时监控画面图像的分辨率w×h像素，优选的，w取值为1280像素，h取值为720像素；
为了提升检测速度，减少电能的消耗，对原始输入的w×h像素关键帧进行矩形窗口裁剪，如图8所示，所述矩形窗口裁剪的起点和终点分别标记为A（x1,y1）和B（x2,y2）两点，其所述起点A（x1,y1）和终点B（x2,y2）的按如下方式确定：
⑴、对历史检测的数据进行分析，获取最近7天所述的自适应权重的金字塔式YOLO3算法标记出的目标对象热点最大外接矩形区域的坐标，分别标记为S1{(x11，y11) ，(x21，y21)}、S2{(x12，y12) ，(x22，y22)} 、S3{(x13，y13) ，(x23，y23)} 、Sn{(x1n，y1n) ，(x2n，y2n)}；
⑵、将所述x11，x12，x13，…，x1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE014
；计算所述起点A（x1,y1）的X方向坐标，如下式1）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
1) 上式1）中，[n/2]为n/2向下取整；同理，将所述y11，y12，y13，…，y1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，计算所述起点A（x1,y1）的Y方向坐标，如下式2）所示：
Figure 310681DEST_PATH_IMAGE004
2) 判断计算x1 和y1的坐标是否越界，如果x1 或者y1的值小于1，那么x1 或者y1的值就为1，否则分别向下取整；
⑶、将所述x21，x22，x23，…，x2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE017
；计算所述终点B（x2,y2）的X方向坐标，如下式3）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE018
3) 同理，将所述y21，y22，y23，…，y2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE019
，计算所述终点B（x2,y2）的Y方向坐标，如下式4）所示：
Figure 11177DEST_PATH_IMAGE008
4) 判断计算x2 和y2的坐标是否越界，如果x2 大于1280，那么x2的值就为1280，r如果y2的值大于720，那么y2的值就为720，否则分别向下取整；
⑷、如果历史数据的时间累计天数小于7天，所述起点A的坐标设置为（1，1），所述终点B的坐标设置为（1280，720），也即是x1=1，x2=1280，y1=1，y2=720。
自适应权重的金字塔式YOLO3算法处理方法如下：
①、当前车道的减速板机构4的压力传感器401每间隔10ms采集到信号后，判断其阈值是否大于5000kgf，如果大于此值，转入步骤②，否则继续执行当前步骤①；
②、如果当前车道是上行车道30（如图1所示），获取所述第一摄像头301当前时刻的关键帧通过矩形窗口裁剪后的图像，记作图像A；进一步，以当前时刻为起点，获取前500ms和前2秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像B和C，算法流程转到下一步，也即是步骤③；
③、首先，如图9所示，对图像A进行YOLO3的目标对象检测，计算当前图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率（[0,1]），标记为P{a, b, c}，所述YOLO3算法提前离线针对上述三种目标进行过训练；进一步，对图像A按长度和宽度方向进行2等分，分割成A1、A2、A3和A4四个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P1、P2、P3和P4，所述的P1、P2、P3和P4与所述P一样，也是三维向量；筛选所述4个子图像的P1、P2、P3和P4每个维度的最大值，记作P5{d, e, f}；更进一步，对图像A按长度和宽度方向进行4等分，分割成A11…A44等分的16个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P11…P44，所述的P11…P44与所述P一样，也是三维向量；筛选所述16个子图像的P11…P44每个维度的最大值，记作P55{g, h, i}；通过三层金字塔式YOLO3算法辨识后，其图像A最终的目标检测概率如下式5）：
Figure 368078DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure 169811DEST_PATH_IMAGE010
为权重，其值随所述YOLO3的检测结果动态变权，其计算如下式6）~8），
Figure DEST_PATH_IMAGE020
④、接着，参照对所述图像A进行自适应权重的金字塔式YOLO3方法，对所述图像B和C进行处理，获取所述图像B和C最终的目标检测概率，记作PB和PC；
⑤取出所述三幅图像A、B和C所对应的最终的目标检测概率PA、PB和PC中维度最大值，采用最大值判定原则，得出当前时刻上行车道最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；{实例：当计算结果为PA={1，0，0}，PB={0.56，0.16，0}，PC={0.46，0.09，0}，PA、PB和PC中维度最大值出现在第一维度，故依据最大值判定原则，判断当前上行车道最终的检测结果是小型汽车}
⑥、如果当前车道是下行车道31（如图1所示），获取所述第二摄像头302当前时刻的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，记作图像D；进一步，以当前时刻为起点，获取前300ms和前1.5秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像E和F，算法流程参考上行车道30的处理方法，（此处不再赘述），得出当前时刻下行车道31最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；
上行车道30和下行车道31检测完毕后，重新进入下一轮的检测，转入步骤①进行处理。
支持向量机（SVM）算法处理方法（图10）如下：
⒈上行车道30路面的减速板机构4的压力传感器401首次采集到信号后首次是指减速板机构4的压力传感器401的信号从无变有，采集当前车辆的各个轴重，直到压力传感器401的信号从有变无, 计算当前车辆的车轴数量（Caxle）和总重量（Wweight）；
⒉计算当前车辆通过上行车道30路面的减速板机构4的通行时间（Tpass），如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）小于300kg，取当前车辆的长度为1.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在300~2500kg区间内，取当前车辆的长度为4.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在2500~5000kg区间内，取当前车辆的长度为7m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）大于2，取当前车辆的长度为12m；依据所述上行车道减速板的通行时间（Tpass）和所述车辆的长度，计算当前车辆上行车道减速板的车速（Vpass）；
⒊采用支持向量机（SVM）对当前上行车道的车辆类型进行辨识，支持向量机（SVM）的输入为车轴数量（Caxle）、总重量（Wweight）和车速（Vpass），输出结果为车辆类型（大型车辆、小型车辆和无车辆）的概率；所述支持向量机（SVM）离线通过采集到的实验数据进行训练，并将参数固化到所述控制器内部；
⒋下行车道31的车辆类型辨识与上行车道30的车辆类型辨识相同，此处不再赘述。
相混合的智能辨识方法，采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法的输出（O1）与支持向量机（SVM）算法的输出（O2）进行智能加权融合，得出最终的上行或者下行车道的车辆类型，其处理算法如下表所示，依据总重量（Wweight）和车速（Vpass）进行抉择：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
相混合的智能辨识方法不能工作在夜间或者光照不足的时候，比如大雾、大雨天气；当智能辨识方法不能工作时，关闭自适应权重的金字塔式YOLO3算法，最终的辨识结果只采用所述支持向量机（SVM）算法的输出。其辨识逻辑如图11所示。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：包括以下步骤，
Ⅰ、在弯道的拐弯处的上行车道（30）和下行车道（31）路面下方分别设置一个设备放置室，在设备放置室底部铺设钢板（9）；
Ⅱ、在钢板（9）上设置自发电机构（1）、自鸣笛机构（2）、减速板机构（4）、控制器（5）和蓄电池（6），在弯道的拐角外侧部设置智能反光镜组件（3），在设备放置室上方的路面上设置减速板机构（4）；减速板机构（4）通过动力传动机构同时与自发电机构（1）、自鸣笛机构（2）的动力输入端传动连接，智能反光镜组件（3）上设有气喇叭（7），自鸣笛机构（2）通过辅助气管（8）与气喇叭（7）连接，自发电机构（1）的电源输出端和控制器（5）的第一I/O口的连接；控制器的第二I/O口分别与智能反光镜组件（3）的电源输入端和蓄电池（6）相连接；
Ⅲ、当车辆通过减速板机构（4）时，减速板机构（4）受到车辆的冲击压力而变形下移，通过动力传动机构同时驱动自发电机构（1）和自鸣笛机构（2）工作，自发电机构（1）工作发电将电能储存到蓄电池（6）内，自鸣笛机构（2）工作产生的气流使与气喇叭（7）发出鸣笛声为过往车辆的司机提醒；同时减速板机构（4）将车辆重量的信号传输到控制器（5），智能反光镜组件（3）将监测到的车辆信息也传输到控制器（5）；
Ⅳ、控制器（5）根据采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法与支持向量机（SVM）相混合的智能辨识方法，用于测量待检测车辆的类型，车辆类型分为小型车辆、大型车辆、无车辆三种，为智能反光镜装置的显示提供信息；
Ⅴ、车辆的车轮通过减速板机构（4）后，在动力传动机构的作用下，减速板机构（4）、自发电机构（1）、自鸣笛机构（2）复位；
减速板机构（4）包括空心且顶部呈弧形顶结构的耐磨橡胶表层（402），耐磨橡胶表层（402）的弧形顶结构内部嵌设有也为弧形的金属夹层（403），在金属夹层（403）最高处的上表面设有嵌设在耐磨橡胶表层（402）内的压力传感器（401），压力传感器（401）与控制器（5）中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的车轴重量；耐磨橡胶表层（402）的弧形顶结构底部设有对金属夹层（403）和耐磨橡胶表层（402）稳定支撑的支撑架（404）；
动力传动机构包括左右间隔布置在钢板（9）上的两个底座（10），底座（10）上沿竖向设有弹簧套筒（11），弹簧套筒（11）内同轴线由外向内依次设有外弹簧（12）、阻尼筒和内弹簧，外弹簧（12）、阻尼筒和内弹簧下端位于同一高度，外弹簧（12）上端高于内弹簧上端，内弹簧上端高于阻尼筒上端，两个外弹簧（12）的上端之间设有安装架（14），安装架（14）上沿竖向设有导杆（13）与支撑架（404）底部固定连接，导杆（13）穿过设备放置室上方的路面，导杆（13）外部设有与路面滑动且密封配合的隔水套，安装架（14）上沿前后水平方向固定设有一根驱动杆（15），驱动杆（15）的前端与自鸣笛机构（2）的动力输入端传动连接，驱动杆（15）的后侧部与自发电机构（1）的动力输入端传动连接；
自发电机构（1）位于两个底座（10）的前侧，自发电机构（1）包括第一支座（111）、第二支座（112）、发电机（101）、第一连杆（105）、第一大齿轮（106）、第一小齿轮（104）、第二大齿轮（103）、第二小齿轮（102）、第一传动轴（110）和第二传动轴（107），第一支座（111）、第二支座（112）和发电机（101）均设置在钢板（9）上，第一连杆（105）前低后高倾斜设置，驱动杆（15）后侧部沿长度方向开设有一条驱动滑孔（108），第一连杆（105）后上端设有伸入并滑动连接在驱动滑孔（108）内的滑轴（109），第一连杆（105）前下部通过第一传动轴（110）转动连接在第一支座（111）上，第一大齿轮（106）一体设置在第一连杆（105）前下端，第一大齿轮（106）和第一传动轴（110）具有同一条中心线，第二传动轴（107）转动连接在第二支座（112）上，第一小齿轮（104）的内圈通过单向棘轮结构（113）安装在第二传动轴（107）上，第一小齿轮（104）与第一大齿轮（106）啮合，第二大齿轮（103）安装在第二传动轴（107）上，第二小齿轮（102）安装在发电机（101）的输入轴上，第二大齿轮（103）与第二小齿轮（102）啮合，发电机（101）通过控制器（5）为蓄电池（6）充电；
自鸣笛机构（2）包括上气动杆（201）、下气动杆（202）、气囊（203）、第二连杆（204）、单向阀（207）、减压阀（208）、F形推杆（210）和导向座（211），第二连杆（204）前高后低倾斜设置，第二连杆（204）的前上端与驱动杆（15）的前端铰接，第二连杆（204）的中部与第一连杆（105）的中部铰接形成剪叉结构，导向座（211）和气囊（203）均设置在钢板（9）上，导向座（211）位于第一支座（111）和第二支座（112）的后侧，气囊（203）位于导向座（211）后侧，气囊（203）内部设有上腔室和下腔室，上气动杆（201）和下气动杆（202）分别滑动连接在上腔室和下腔室内，导向座（211）上沿前后方向设有导向槽（209），F形推杆（210）的下端部通过滑块滑动连接在导向槽（209）内，第二连杆（204）后下端与F形推杆（210）的前侧下部铰接，F形推杆（210）上的两个推杆均前后水平设置，F形推杆（210）上侧的推杆长度大于下侧的推杆长度，上气动杆（201）和下气动杆（202）分别与F形推杆（210）上下侧的推杆前后对应，气喇叭（7）设有两个，辅助气管（8）设有两根，两根辅助气管（8）对应与两个气喇叭（7）一一连接，上气动杆（201）和下气动杆的后端连接在气囊（203）的前端部，辅助气管（8）的进气口分别连接在上腔室和下腔室的后端口，单向阀（207）和减压阀（208）设置在气囊（203）顶部并与上腔室、下腔室连通；
智能反光镜组件（3）包括第一摄像头（301）、第二摄像头（302）、第一LED提醒指示灯（303）、第二LED提醒指示灯（304）、警示灯管（305）、立杆（306）、遮雨条（307）和反光镜镜体（308）；立杆（306）下端固定设在地面下，反光镜镜体（308）安装在立杆（306）上部，警示灯管（305）和两个气喇叭（7）均安装在反光镜镜体（308）顶部，第一摄像头（301）、第二摄像头（302）、第一LED提醒指示灯（303）和第二LED提醒指示灯（304）均安装在反光镜镜体（308）的镜面上部，遮雨条（307）安装在反光镜镜体（308）的镜面上侧边沿；单向阀（207）通过导气管与警示灯管（305）连接；
控制器（5）包括第一I/O口、第二I/O口、第三I/O口、ARM处理器、电压控制模块和以太网模块；第一I/O口与发电机（101）的电源输出端相连接；第二I/O口与蓄电池（6）相连接，实现蓄电池（6）的充电；第三I/O口与减速板机构（4）的压力传感器（401）相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量；ARM处理器分别与电压控制模块、第三I/O口和以太网模块相连接；电压控制模块与第一I/O口和第二I/O口相连接，在ARM处理器的控制下，对通过第一I/O口的输入的交流电进行整流后通过第二I/O口给负载和蓄电池（6）提供动力；以太网模块通过网线与智能反光镜组件的第一摄像头（301）和第二摄像头（302）相连接。
2.根据权利要求1所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：步骤Ⅲ中减速板机构（4）受到车辆的冲击压力而变形下移的具体过程为：当车辆通过时，耐磨橡胶表层（402）和金属夹层（403）在车辆重力的作用下向下移动，无车辆时减速板机构（4）在原位，耐磨橡胶表层（402）起到缓冲、减轻磨损、提升驾乘体验的作用；金属夹层（403）在压力作用下会产生变形，车辆重量是3吨，使金属夹层（403）下压8-10mm, 车辆重量是5吨，使金属夹层（403）下压18-20mm；压力传感器（401）与控制器（5）中的第三I/O口相连接，获取当前车辆的车轴重量，判断出待检测车辆的类型，车辆的类型包括小型车辆、大型车辆、无车辆；安装架（14）受压向下移动，与安装架（14）下部相连的两个外弹簧（12）最先被压缩，当压力更大时，两个内弹簧也被压缩，外弹簧（12）和内弹簧下端被分别同轴固定在弹簧套筒（11）中，阻尼筒作用是保持外弹簧（12）和内弹簧沿垂直方向平稳运动；
步骤Ⅲ中自发电机构（1）工作发电的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构（4）中的耐磨橡胶表层（402）和金属夹层（403）被压下，支撑架（404）也随着向下移动，驱动安装架（14）向下移动，安装架（14）上固定连接的驱动杆（15）的后侧部驱动第一连杆（105）的后端以第一传动轴（110）为支点向下转动，第一连杆（105）后上端的滑轴（109）在驱动滑孔（108）内向后滑动，第一连杆（105）前下端的第一大齿轮（106）驱动第一小齿轮（104）旋转，第一小齿轮（104）通过单向棘轮结构（113）驱动第二传动轴（107）转动，安装在第二传动轴（107）上的第二大齿轮（103）驱动第二小齿轮（102）旋转，从而驱动发电机（101）的输入轴旋转，由于第一大齿轮（106）与第一小齿轮（104）啮合实现第一次增速，再经第二大齿轮（103）与第二小齿轮（102）的啮合传动实现第二次增速，两次增速后，使发电机（101）的输入轴高速旋转，达到发电的目的；发电机（101）发出的电能储存到蓄电池（6）内，蓄电池（6）通过辅助电气线缆对第一摄像头（301）、第二摄像头（302）、第一LED提醒指示灯（303）、第一LED提醒指示灯（304）和警示灯管（305）提供电力供应。
3.根据权利要求2所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：步骤Ⅲ中自鸣笛机构（2）工作产生的气流使与气喇叭（7）发出鸣笛声的具体过程为：当有车辆通过弯道时，减速板机构（4）中的耐磨橡胶表层（402）和金属夹层（403）被压下，支撑架（404）也随着向下移动，驱动安装架（14）向下移动，安装架（14）上固定连接的驱动杆（15）的前侧部驱动第二连杆（204）前端向下转动，第二连杆（204）后端以与第一连杆（105）的铰接点为支点向上并向右移动，第二连杆（204）后端驱动F形推杆（210）下端部的滑块在导向槽（209）内向后移动，上气动杆（201）和下气动杆（202）在F形推杆（210）的推动下压缩气囊（203）中的空气，气囊（203）上安装单向阀（207）用来保证高速气流只能单向流动，安装减压阀（208）防止气喇叭（7）被高速气流破坏，被压缩的空气形成1Mpa的高速气流通过辅助气管（8）接通固定在智能反光镜组件上的两个气喇叭（7），布置在金属夹层（403）下部的压力传感器（401）与控制器（5）中的第三I/O口相连接，获取待检测车辆的当前车轴重量，当小型车辆通过时，F形推杆（210）的上部推杆只能推动上气动杆（201），在气囊（203）的上腔室内形成高压空气，上腔室内的高速气流通过辅助气管（8）使一个气喇叭（7）发出低频率声音；当大型车辆通过时，F形推杆（210）可以同时推动上气动杆（201）和下气动杆（202），此时，气囊（203）上腔室和下腔室内的高速气流通过辅助气管（8）使两个气喇叭（7）发出高低频率混合的声音；当没有车辆通过时，F形推杆（210）处于静止状态；气囊（203）中不能形成高速气流，因此两个气喇叭（7）处于静音状态；
步骤Ⅲ中智能反光镜组件（3）监测车辆信息的过程为：第一摄像头（301）、第二摄像头（302）横向并排安装在反光镜镜体（308）的遮雨条（307）的下方用来采集路口的实时画面；同时，遮雨条（307）可满足雨雪天气条件下两个摄像头和两个LED提醒指示灯的正常使用；第一LED提醒指示灯（303）、第二LED提醒指示灯（304）分别安装在第一摄像头（301）、第二摄像头（302）下部，这样司机可以通过LED提醒指示灯得知路口交通信息；警示灯管（305）为司机显示警示信号；当对面有车驶入时，第一LED提醒指示灯（303）和第二LED提醒指示灯（304）分别显示对应车道的车辆信息，红绿灯灯管（305）在通过单向阀（207）输送气流的作用下转动；两个气喇叭（7）安装在红路灯灯管（305）的左右两边，反光镜镜体（308）可实现与道路方向最大20°的倾角方向的转动，对使用环境适应性更好。
4.根据权利要求3所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：步骤Ⅴ中减速板机构（4）、自发电机构（1）、自鸣笛机构（2）复位的过程为：车辆的车轮通过减速板机构（4）后，耐磨橡胶表层（402）和金属夹层（403）上的压力消失，在外弹簧（12）和内弹簧的弹力作用下，将安装架（14）、驱动杆（15）和支撑架（404）向上顶起复位，第二连杆（204）后端向前F形推杆（210）下端部的滑块在导向槽（209）内向前移动复位；同时第一连杆（105）后上端以第一传动轴（110）为支点向上转动，第一大齿轮（106）驱动第一小齿轮（104）反转，由于第二传动轴（107）上设置的单向棘轮结构（113），第一小齿轮（104）反转不会带动第二传动轴（107）旋转，此时第二传动轴（107）和第二大齿轮（103）仍然会在惯性力下继续和第二小齿轮（102）啮合，高速转动，第二大齿轮（103）的重量为400-600g，在惯性作用下可以持续转动一定时间，这样可充分提高发电效率。
5.根据权利要求4所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：自适应权重的金字塔式YOLO3算法输入图像为第一摄像头（301）和第二摄像头（302）的图像；第一摄像头（301）和第二摄像头（302）实时监控画面图像的分辨率w×h像素，w取值为1280像素，h取值为720像素；
为了提升检测速度，减少电能的消耗，对原始输入的w×h像素关键帧进行矩形窗口裁剪，所述矩形窗口裁剪的起点和终点分别标记为A（x1,y1）和B（x2,y2）两点，其所述起点A（x1,y1）和终点B（x2,y2）的按如下方式确定：
⑴、对历史检测的数据进行分析，获取最近7天所述的自适应权重的金字塔式YOLO3算法标记出的目标对象热点最大外接矩形区域的坐标，分别标记为S1{(x11，y11) ，(x21，y21)}、S2{(x12，y12) ，(x22，y22)} 、S3{(x13，y13) ，(x23，y23)} 、Sn{(x1n，y1n) ，(x2n，y2n)}；
⑵、将所述x11，x12，x13，…，x1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；计算所述起点A（x1,y1）的X方向坐标，如下式1）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
1) 上式1）中，[n/2]为n/2向下取整；同理，将所述y11，y12，y13，…，y1n按小到大进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，计算所述起点A（x1,y1）的Y方向坐标，如下式2）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
2) 判断计算x1 和y1的坐标是否越界，如果x1 或者y1的值小于1，那么x1 或者y1的值就为1，否则分别向下取整；
⑶、将所述x21，x22，x23，…，x2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；计算所述终点B（x2,y2）的X方向坐标，如下式3）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
3) 同理，将所述y21，y22，y23，…，y2n按大到小进行排序，取前50%的数据系列，记作
Figure DEST_PATH_IMAGE007
，计算所述终点B（x2,y2）的Y方向坐标，如下式4）所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
4) 判断计算x2 和y2的坐标是否越界，如果x2 大于1280，那么x2的值就为1280，r如果y2的值大于720，那么y2的值就为720，否则分别向下取整；
⑷、如果历史数据的时间累计天数小于7天，所述起点A的坐标设置为（1，1），所述终点B的坐标设置为（1280，720），也即是x1=1，x2=1280，y1=1，y2=720。
6.根据权利要求5所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：自适应权重的金字塔式YOLO3算法处理方法如下：
①、当前车道的减速板机构（4）的压力传感器（401）每间隔10ms采集到信号后，判断其阈值是否大于5000kgf，如果大于此值，转入步骤②，否则继续执行当前步骤①；
②、如果当前车道是上行车道（30），获取所述第一摄像头（301）当前时刻的关键帧通过矩形窗口裁剪后的图像，记作图像A；进一步，以当前时刻为起点，获取前500ms和前2秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像B和C，算法流程转到下一步，也即是步骤③；
③、首先，对图像A进行YOLO3的目标对象检测，计算当前图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率（[0,1]），标记为P{a, b, c}，所述YOLO3算法提前离线针对上述三种目标进行过训练；进一步，对图像A按长度和宽度方向进行2等分，分割成A1、A2、A3和A4四个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P1、P2、P3和P4，所述的P1、P2、P3和P4与所述P一样，也是三维向量；筛选所述4个子图像的P1、P2、P3和P4每个维度的最大值，记作P5{d, e, f}；更进一步，对图像A按长度和宽度方向进行4等分，分割成A11…A44等分的16个子图像，分别计算当前子图像中存在小型汽车、大型汽车和无车辆三种目标的最大概率，标记为P11…P44，所述的P11…P44与所述P一样，也是三维向量；筛选所述16个子图像的P11…P44每个维度的最大值，记作P55{g, h, i}；通过三层金字塔式YOLO3算法辨识后，其图像A最终的目标检测概率如下式5）：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为权重，其值随所述YOLO3的检测结果动态变权，其计算如下式6）~8），
Figure DEST_PATH_IMAGE011
④、接着，参照对所述图像A进行自适应权重的金字塔式YOLO3方法，对所述图像B和C进行处理，获取所述图像B和C最终的目标检测概率，记作PB和PC；
⑤取出所述三幅图像A、B和C所对应的最终的目标检测概率PA、PB和PC中维度最大值，采用最大值判定原则，得出当前时刻上行车道最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；{实例：当计算结果为PA={1，0，0}，PB={0.56，0.16，0}，PC={0.46，0.09，0}，PA、PB和PC中维度最大值出现在第一维度，故依据最大值判定原则，判断当前上行车道最终的检测结果是小型汽车}
⑥、如果当前车道是下行车道（31），获取所述第二摄像头（302）当前时刻的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，记作图像D；进一步，以当前时刻为起点，获取前300ms和前1.5秒的关键帧通过所述矩形窗口裁剪后的图像，分别记作图像E和F，算法流程参考上行车道（30）的处理方法，得出当前时刻下行车道（31）最终的检测结果，即是小型汽车、大型汽车或者无车辆目标；
上行车道（30）和下行车道（31）检测完毕后，重新进入下一轮的检测，转入步骤①进行处理。
7.根据权利要求6所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：支持向量机（SVM）算法处理方法如下：
1）.上行车道（30）路面的减速板机构（4）的压力传感器（401）首次采集到信号后，首次是指减速板机构（4）的压力传感器（401）的信号从无变有，采集当前车辆的各个轴重，直到压力传感器（401）的信号从有变无, 计算当前车辆的车轴数量（Caxle）和总重量（Wweight）；
2）.计算当前车辆通过上行车道（30）路面的减速板机构（4）的通行时间（Tpass），如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）小于300kg，取当前车辆的长度为1.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在300~2500kg区间内，取当前车辆的长度为4.5m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）为2并且总重量（Wweight）在2500~5000kg区间内，取当前车辆的长度为7m；如果当前车辆的车轴数量（Caxle）大于2，取当前车辆的长度为12m；依据所述上行车道减速板的通行时间（Tpass）和所述车辆的长度，计算当前车辆上行车道减速板的车速（Vpass）；
3）.采用支持向量机（SVM）对当前上行车道的车辆类型进行辨识，支持向量机（SVM）的输入为车轴数量（Caxle）、总重量（Wweight）和车速（Vpass），输出结果为车辆类型（大型车辆、小型车辆和无车辆）的概率；所述支持向量机（SVM）离线通过采集到的实验数据进行训练，并将参数固化到所述控制器内部；
4）.下行车道（31）的车辆类型辨识与上行车道（30）的车辆类型辨识相同，此处不再赘述。
8.根据权利要求6所述的车辆通过山区急转弯道安全控制方法，其特征在于：相混合的智能辨识方法，采用自适应权重的金字塔式YOLO3算法的输出（O1）与支持向量机（SVM）算法的输出（O2）进行智能加权融合，得出最终的上行或者下行车道的车辆类型，其处理算法如下表所示，依据总重量（Wweight）和车速（Vpass）进行抉择：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
相混合的智能辨识方法不能工作在夜间或者光照不足的时候，比如大雾、大雨天气；当智能辨识方法不能工作时，关闭自适应权重的金字塔式YOLO3算法，最终的辨识结果只采用所述支持向量机（SVM）算法的输出。
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