CN113034974A - 一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法，其中涉及的一种高速公路安全车距动态警示装置，包括支架、钢缆、指示牌、LED测距线模块，所述支架上安装有驱动模块、从动滑轮、环境处理模块、电源模块；所述钢缆呈环形且分别安装于驱动模块、从动滑轮上；所述指示牌固定于钢缆上；所述LED测距线模块安装于高速公路地面。本发明可以在不同限速的车道上，提供当前天气状况下当前车道的安全距离指示，并且对当前车道小于安全距离的车辆提出警示。

Description

一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法
技术领域
本发明涉及交通安全的技术领域，尤其涉及一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法。
背景技术
高速公路的车速较快，保持足够的车距是行车安全的基本保障，驾驶员对车距的判断往往不够准确，高速公路车距确认指示牌和测距线的目的是建立参照，帮助驾驶员判断安全距离。《道路交通安全法》规定，高速公路上行驶的车辆，车速超过每小时100公里时，应与同车道前车保持100米以上距离，车速在每小时100公里以下时，可适当缩短与同车道前车车距，但应保持50米以上距离。然而，实际情况远比交通规则规定的复杂，特别是天气状况对安全车距的影响重大，如湿滑的雨天相较于晴天，制动距离显然更长，因此安全车距应该增大，以此类推，雾天、雪天、夜间都应该有不同安全车距，而现有的车距确认指示牌和测距线系统无法根据不同的天气状况提供对应的安全车距确认信息。此外，高速公路不同车道的限速不一，慢车道可能限速60-100公里/小时，而快车道则可能是100-120公里/小时，现有车距牌并不区分车道，如果快车道的驾驶员误以50米处的车距确认指示牌来判断安全车距，则违背道路安全法规定，容易发生危险。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种高速公路安全车距动态警示装置，包括支架、钢缆、指示牌、LED测距线模块，所述支架上安装有驱动模块、从动滑轮、环境处理模块、电源模块；所述钢缆呈环形且分别安装于驱动模块、从动滑轮上；所述指示牌固定于钢缆上；所述LED测距线模块安装于高速公路地面。
进一步的，所述指示牌包括显示模块、壳体、通讯模块、悬挂架、紧固件、滚轮；所述显示模块设置于壳体表面，所述通讯模块设置于壳体内部；所述悬挂架包括第一悬挂支架和第二悬挂支架，第一悬挂支架和第二悬挂支架的一端分别固定于壳体上，第一悬挂支架的另一端通过紧固件固定于钢缆上，第二悬挂支架的另一端通过滚轮固定于钢缆上。
进一步的，所述环境处理模块包括天气传感器、第一通讯处理模块；所述天气传感器与第一通讯处理模块通讯连接。
进一步的，所述驱动模块包括驱动轮、双向电机、计数器、控制器；所述双向电机设置于驱动轮下方，所述计数器设置于双向电机的一侧。
进一步的，所述指示牌还包括取电接口，所述取电接口设置于悬挂架中，取电接口与电源模块连接。
进一步的，所述滚轮内置滚珠轴承；所述取电接口内置拉伸弹簧。
进一步的，所述支架上还安装有车辆信息监控模块，所述车辆信息监控模块包括摄像头、第二通讯处理模块，摄像头与第二通讯处理模块通讯连接。
相应的，还提供一种高速公路安全车距动态警示方法，包括：
S1.获取天气传感器感知的天气信息；
S2.对获取到的天气信息进行处理，得到高速公路各车道的安全距离，并且根据得到的安全距离计算当前指示牌待移动的方向和距离；
S3.根据计算出的待移动方向和距离，向控制器发送控制指令，控制器控制双向电机，使双向电机驱动驱动轮以带动钢缆转动，以使指示牌随着钢缆的转动而移动，并记录指示牌最终移动到的位置信息；
S4.将记录的位置信息发送至指示牌中的通讯模块以及LED测距线模块，以使指示牌的显示模块显示当前位置信息，LED测距线模块中与指示牌对应的LED测距线高亮。
进一步的，所述步骤S3之后还包括：
计数器记录驱动轮的转动圈数，并计算钢缆和指示牌的移动距离和方向，将计算得到的移动距离和方向传输至控制器。
进一步的，所述步骤S4之后还包括：
S5.车辆信息监控模块的摄像头获取高速公路各车道上车辆的运动情况，并将获取到的各车道上车辆的运动情况传输至第二通讯处理模块；
S6.第二通讯处理模块接收摄像头传输的各车道上车辆的运动情况，以及接收当前天气下高速公路各车道的安全距离，并根据接收到的各车道的运动情况计算各车道两车之间的距离信息；
S7.将计算得到的各车道两车之间的距离信息与当前天气下高速公路各车道的安全距离进行对比；若两车之间的距离小于当前车道的安全距离时，前车尾部的LED测距线将高亮闪烁并随着前车向前推进，直到两车的距离大于安全距离时警示停止。
与现有技术相比，本发明高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法，在高速公路车距确认路段的起始处以及该路段受天气影响的安全车距变化范围的起始和终点处设置一系列支架，可以在不同限速的车道上，提供当前天气状况下当前车道的安全距离指示，并且对当前车道小于安全距离的车辆提出警示。
附图说明
图1是实施例一提供的一种高速公路安全车距动态警示装置结构图；
图2是实施例一提供的安全车距确认指示装置结构示意图；
图3是实施例一提供的指示牌示意图；
图4是实施例一提供的环境处理模块、驱动模块结构示意图；
图5是实施例一提供的传动方式示意图；
图6是实施例一提供的车辆信息监控模块示意图；
图7是实施例三提供的一种高速公路安全车距动态警示原理示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种高速公路安全车距动态警示装置及其警示方法。
实施例一
本实施例提供的一种高速公路安全车距动态警示装置，如图1-2所示，包括支架8、钢缆5、指示牌1、LED测距线模块10，支架8上安装有驱动模块2、从动滑轮3、环境处理模块4、电源模块；钢缆8呈环形且分别安装于驱动模块2、从动滑轮3上；指示牌1固定于钢缆8上；LED测距线模块10安装于高速公路地面；其中，电源模块包括电源正极6和电源负极7。
本实施例在高速公路车距确认路段的起始处以及该路段受天气影响的安全车距变化范围的起始和终点处，如图1中的0m、50m、75m、100m和125m处设置一系列支架，0m处的支架上分车道悬挂LED指示牌或普通指示牌，显示0m信息。在安全车距变化区间的支架上根据车道限速情况，分车道设置指示牌传输系统。在中间区域支架(如50m支架)上设置环境处理模块，在最末支架的中间悬挂地面道路车辆信息监控模块，安全车距确认区间地面每隔一定距离(图1中为5m)设置LED测距线模块。
如图2所示，本实施例以高速公路中的某一个安全车距确认指示装置进行详细说明。
支架8包括第一支架8-1和第二支架8-2，本实施例中第一支架8-1和第二支架8-2之间的距离为25m，但两个支架之间的距离不仅限于本实施例指出的，可根据之际情况来设定。
在第一支架8-1上安装有驱动模块2、环境处理模块4、电源正极6的一端、电源负极7的一端，在第二支架8-2上安装有从动滑轮3、电源正极6的另一端、电源负极7的另一端，其中，从动滑轮3和驱动模块2的位置相对应；钢缆5分别环绕于驱动模块2和从动滑轮3上，使钢缆5呈环状跑道形；指示牌1固定安装于钢缆5上，以便前后移动。
本实施例的钢缆5由驱动模块2驱动，在从动滑轮3的配合下，钢缆5可以带动指示牌1进行往复运动，电源正极6、电源负极7为指示牌1供电。
如图3所示，为指示牌1的结构示意图，指示牌1包括显示模块101、壳体102、通讯模块103、悬挂架104、紧固件105、滚轮106、取电接口107；显示模块101固定设置于壳体102表面，显示由通讯模块103接收的当前天气下的安全车距信息；通讯模块103固定设置于壳体102内部，接收环境处理模块4传输的信息；悬挂架104包括第一悬挂支架104-1和第二悬挂支架104-2，第一悬挂支架104-1和第二悬挂支架104-2的一端分别固定于壳体上，第一悬挂支架104-1的另一端通过紧固件105固定于钢缆5上，其中，紧固件105通过旋转丝杠方式将钢缆5紧密固定在第一悬挂架104-1上；第二悬挂支架104-2的另一端通过滚轮106固定于钢缆5上，其中，滚轮106内置滚珠轴承贴合钢缆5，可使第二悬挂支架104-2自由滚动；取电接口107分别设置于第一悬挂架104-1、第二悬挂支架104-2中，且取电接口107内置拉伸弹簧，可以紧贴电源的正极6、电源的负极7取电。
在本实施例中，钢缆呈首尾相连的环状，且悬挂架两侧钢缆运动方向相反，本机构可以保障指示牌平稳沿着紧固侧钢缆的运动方向移动。
如图4所示，环境处理模块4包括天气传感器401和第一通讯处理模块402，天气传感器401与第一通讯处理模块402通讯连接；天气传感模块401获取天气的信息，并将获取的天气信息传给第一通讯处理模块402，第一通讯处理模块402根据天气情况计算出各车道安全距离，并且根据安全距离计算当前指示牌位置待移动的方向和距离。其中，本实施例预先存储各种天气情况下对应各车道的安全距离数据库，因此天气传感器模块401获取到天气信息后，与预存的数据库进行比对，即可得到当前天气情况下各车道的安全距离。
如图4所示，驱动模块2包括驱动轮201、双向电机202、计数器203、控制器204；双向电机202设置于驱动轮201下方，计数器203设置于双向电机202的一侧。驱动轮201咬合钢缆5，且驱动轮201由双向电机202驱动，双向电机202由控制器204控制，控制器204接收第一通讯处理模块402传输的信息。驱动模块2的具体实现方式为：当控制器204接收到第一通讯处理模块402传输的控制指令，控制器204控制双向电机202的运动，双向电机202运动时带动钢缆5按照如图5所示的方向转动，钢缆5的转动进而带动指示牌1进行向后移动；在指示牌1移动到当前天气的安全距离位置，双向电机202停止运动。第一通讯处理模块402将位置信息发给指示牌1中的通讯模块103和地面LED测距线模块10中的控制器，指示牌的显示模块101显示当前位置信息，LED测距线模块10中与指示牌相对应的LED测距线的位置高亮。
在本实施例中，计数器203记录驱动轮201的旋转圈数，并进一步结合旋转方向和旋转半径来计算钢缆5和指示牌1的移动距离和方向，将计算得到的数据反馈给控制器204，控制器204通过反馈的数据来控制电机是否继续运动。
需要说明的是，由于本实施例选择的是双向电机，因此电机的转动方向除了图5中指出的方向外还可以朝着与图5相反的方向旋转，进而带动指示牌向前运动。
本实施例的安全车距确认指示装置还包括车辆信息监控模块，如图6所示为车辆信息监控模块示意图，由摄像头11和内置的第二通讯处理模块12组成，车辆信息监控模块悬挂固定在第二支架8-2的中间区域，如电源正极6和电源负极7之间。摄像头11可以捕捉车距确认全范围内(如本例中的0m～125m)各车道上车辆的运动情况，并将捕捉到的各车道上车辆的运动情况传输至第二通讯处理模块12，第二通讯处理模块12根据各车道上车辆的运动情况计算各车道车辆距离信息；第二通讯处理模块12还会接收第一通讯处理模块402发送的各车道的安全距离信息，此时第二通讯处理模块12会对计算得到的各车道车辆距离信息以及第一通讯处理模块402发送的各车道的安全距离信息进行比较，当两车车距小于该车道安全车距时，前车尾部的LED测距线将高亮闪烁并随着前车向前推进，警示后车注意，直到距离大于安全车距时警示停止。
本实施例的高速公路安全车距动态警示装置可以在不同限速的车道上，提供当前天气状况下当前车道的安全距离指示，并且对当前车道小于安全距离的车辆提出警示。
实施例二
本实施例提供一种高速公路安全车距动态警示方法，包括：
S1.获取天气传感器感知的天气信息；
S2.对获取到的天气信息进行处理，得到高速公路各车道的安全距离，并且根据得到的安全距离计算当前指示牌待移动的方向和距离；
S3.根据计算出的待移动方向和距离，向控制器发送控制指令，控制器控制双向电机，使双向电机驱动驱动轮以带动钢缆转动，以使指示牌随着钢缆的转动而移动，并记录指示牌的最终移动到的位置信息；
S4.将记录的位置信息发送至指示牌中的通讯模块以及LED测距线模块，以使指示牌的显示模块显示当前位置信息，LED测距线模块中与指示牌对应的LED测距线高亮。
需要说明的是，本实施例提供的一种高速公路安全车距动态警示方法是基于实施例一的一种高速公路安全车距动态警示装置实现的。
在步骤S1中，获取天气传感器感知的天气信息。
天气传感模块获取天气的信息，并将获取的天气信息传给第一通讯处理模块，第一通讯处理模块接收天气传感器获取的天气信息。
在步骤S2中，对获取到的天气信息进行处理，得到高速公路各车道的安全距离，并且根据得到的安全距离计算当前指示牌待移动的方向和距离
第一通讯处理模块根据获取的天气情况计算出各车道安全距离，并且根据安全距离计算当前指示牌位置待移动的方向和距离。
在步骤S3中，根据计算出的待移动方向和距离，向控制器发送控制指令，控制器控制双向电机，使双向电机驱动驱动轮以带动钢缆转动，以使指示牌随着钢缆的转动而移动，并记录指示牌最终移动到的位置信息。
第一通讯处理模块向控制器传输控制指令，当控制器接收到第一通讯处理模块传输的控制指令，控制器控制双向电机的运动，双向电机运动时带动钢缆转动，钢缆的转动进而带动指示牌进行移动；当指示牌移动到当前天气的安全距离位置，双向电机202停止运动。
在本实施例中，还包括计数器记录驱动轮的旋转圈数，并进一步结合旋转方向和旋转半径来计算钢缆和指示牌的移动距离和方向，将计算得到的数据反馈给控制器，控制器通过反馈的数据来控制电机是否继续运动。
在步骤S4中，将记录的位置信息发送至指示牌中的通讯模块以及LED测距线模块，以使指示牌的显示模块显示当前位置信息，LED测距线模块中与指示牌对应的LED测距线高亮。
第一通讯处理模块将位置信息发给指示牌中的通讯模块和地面LED测距线模块中的控制器，指示牌的显示模块显示当前位置信息，LED测距线模块中与指示牌相对应的LED测距线的位置高亮。
在本实施例中，步骤S4之后还包括：
S5.车辆信息监控模块的摄像头获取高速公路各车道上车辆的运动情况，并将获取到的各车道上车辆的运动情况传输至第二通讯处理模块；
S6.第二通讯处理模块接收摄像头传输的各车道上车辆的运动情况，以及接收当前天气下高速公路各车道的安全距离，并根据接收到的各车道的运动情况计算各车道两车之间的距离信息；
S7.将计算得到的各车道两车之间的距离信息与当前天气下高速公路各车道的安全距离进行对比；若两车之间的距离小于当前车道的安全距离时，前车尾部的LED测距线将高亮闪烁并随着前车向前推进，直到两车的距离大于安全距离时警示停止。
需要说明的是，本实施例的一种高速公路安全车距动态警示方法与实施例一类似，在此不多做赘述。
本实施例可以在不同限速的车道上，提供当前天气状况下当前车道的安全距离指示，并且对当前车道小于安全距离的车辆提出警示。
实施例三
本实施例提供的一种高速公路安全车距动态警示方法与实施例二的不同之处在于：
本实施例以3车道高速公路车距确认路段为例进行说明。
如图7所示，由内往外3车道限速分别为100公里/小时～120公里/小时的快车道，80公里/小时～120公里/小时的行车道以及60公里/小时～100公里/小时的慢车道。由于最低时速超过100公里，除了入口固定的0m指示牌外，快车道仅设置1块指示牌，初始位置100m处，指示牌紧贴支架(支架同时作为限位器)；行车道和慢车道设有2块指示牌，初始位置为50m和100m处，同样均紧贴支架。
天气传感器感知当前的天气信息，并传送给第一通讯处理模块，第一通讯处理模块根据感知的天气计算出各车道当前的安全距离，与初始状态值进行比较，得到差值，并将差值对应的移动方向和距离信息传送给控制器，控制器控制双向电机开始运作，双向电机驱动驱动轮，以使钢缆带动指示牌移动，同时计数器根据转动圈数和半径来计算移动距离，并将结果反馈给控制器，当计数器统计得到的移动距离达到安全距离时，控制器制动电机，指示牌移动到位。第一通讯处理模块将安全距离信息传给各指示牌的通讯模块，显示模块显示信息。图7中，快车道安全距离为105m，行车道由于车速可能在100公里/小时以上或者以下，因此安全距离为55或105m，而慢车道安全距离为55m，但是保留105米的显示(两次安全距离确认路段)。
当各指示牌移动到位时，第一通讯处理模块将安全距离信息同时传给LED测距线模块的控制器，指示牌对应的安全测距线高亮显示，图7中，105m处三车道，55m处行车道和慢车道的安全测距线亮起。
摄像头捕捉整个车距确认路段各车道上车辆的车辆信息，并将信息传给第二通讯处理模块，同时第一通讯处理模块也将各车道当前天气条件下的安全距离传给第二通讯处理模块。第二通讯处理模块对各车道车辆信息进行图像识别，计算出实时的车辆距离，当车辆距离小于安全距离时，前车尾部的LED测距线将高亮闪烁并随着前车向前推进，警示后车注意，直到距离大于安全车距时警示停止。图7中慢车道内相邻两辆车的安全距离均小于55m，因此第1辆和第2辆车后LED测距线高亮闪烁。而快车道中两辆车的安全距离小于105m，因此第1辆车后的LED测距线高亮闪烁。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，包括支架、钢缆、指示牌、LED测距线模块，所述支架上安装有驱动模块、从动滑轮、环境处理模块、电源模块；所述钢缆呈环形且分别安装于驱动模块、从动滑轮上；所述指示牌固定于钢缆上；所述LED测距线模块安装于高速公路地面。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述指示牌包括显示模块、壳体、通讯模块、悬挂架、紧固件、滚轮；所述显示模块设置于壳体表面，所述通讯模块设置于壳体内部；所述悬挂架包括第一悬挂支架和第二悬挂支架，第一悬挂支架和第二悬挂支架的一端分别固定于壳体上，第一悬挂支架的另一端通过紧固件固定于钢缆上，第二悬挂支架的另一端通过滚轮固定于钢缆上。
3.根据权利要求1所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述环境处理模块包括天气传感器、第一通讯处理模块；所述天气传感器与第一通讯处理模块通讯连接。
4.根据权利要求3所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述驱动模块包括驱动轮、双向电机、计数器、控制器；所述双向电机设置于驱动轮下方，所述计数器设置于双向电机的一侧。
5.根据权利要求2所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述指示牌还包括取电接口，所述取电接口设置于悬挂架中，取电接口与电源模块连接。
6.根据权利要求5所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述滚轮内置滚珠轴承；所述取电接口内置拉伸弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种高速公路安全车距动态警示装置，其特征在于，所述支架上还安装有车辆信息监控模块，所述车辆信息监控模块包括摄像头、第二通讯处理模块，摄像头与第二通讯处理模块通讯连接。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的一种高速公路安全车距动态警示装置的警示方法，其特征在于，包括：
S1.获取天气传感器感知的天气信息；
S2.对获取到的天气信息进行处理，得到高速公路各车道的安全距离，并且根据得到的安全距离计算当前指示牌待移动的方向和距离；
S3.根据计算出的待移动方向和距离，向控制器发送控制指令，控制器控制双向电机，使双向电机驱动驱动轮以带动钢缆转动，以使指示牌随着钢缆的转动而移动，并记录指示牌最终移动到的位置信息；
S4.将记录的位置信息发送至指示牌中的通讯模块以及LED测距线模块，以使指示牌的显示模块显示当前位置信息，LED测距线模块中与指示牌对应的LED测距线高亮。
9.根据权利要求8所述的一种高速公路安全车距动态警示方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括：
计数器记录驱动轮的转动圈数，并计算钢缆和指示牌的移动距离和方向，将计算得到的移动距离和方向传输至控制器。
10.根据权利要求8所述一种高速公路安全车距动态警示方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：
S5.车辆信息监控模块的摄像头获取高速公路各车道上车辆的运动情况，并将获取到的各车道上车辆的运动情况传输至第二通讯处理模块；
S6.第二通讯处理模块接收摄像头传输的各车道上车辆的运动情况，以及接收当前天气下高速公路各车道的安全距离，并根据接收到的各车道的运动情况计算各车道两车之间的距离信息；
S7.将计算得到的各车道两车之间的距离信息与当前天气下高速公路各车道的安全距离进行对比；若两车之间的距离小于当前车道的安全距离时，前车尾部的LED测距线将高亮闪烁并随着前车向前推进，直到两车的距离大于安全距离时警示停止。
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