CN113936468A - 一种道路转角预警系统及控制方法 - Google Patents

一种道路转角预警系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种道路转角预警系统及控制方法，包括压力传感器、速度传感器、超声波无线传感器、系统控制单元、屏幕支架以及状态显示屏；所述压力传感器、速度传感器、超声波无线传感器相互独立，用于进行汽车和行人的状态检测；系统控制单元用于信号处理和发出系统检测状态；状态显示屏用于显示预警信号，为行人和车辆展示道路盲区的道路数据；屏幕支架用于支撑状态显示屏。本发明采用多传感器、控制处理平台和显示设备构建了状态预警系统，不仅减少了设备成本，还可通过多传感器与控制器的有效配合提高检测的稳定性和准确性。

Description

一种道路转角预警系统及控制方法
技术领域
本发明属于道路预警技术领域，具体涉及一种道路转角预警系统及控制方法。
背景技术
在各类交通事故问题中，由于转弯道路的道路死角、视野盲区等问题，导致这类死角转弯道路的事故发生概率较高，对行人和机动车驾驶员造成较大安全威胁。目前国内针对道路死角问题，交通部门在道路转角处和视野盲区设置了广角镜，但广角镜容易受环境条件影响，在黑夜和恶劣气候环境下无法有效发挥作用；相对于广角镜，智能视觉状态则具有较好的适应性，可以进行醒目的状态提示，但智能视觉装置成本较高，且需要配置图像识别系统，通过图像检测算法进行状态识别，整体设置成本较高。
对于道路死角预警装置，其需要保证快速且准确的预警状态提示，已减小道路安全隐患，因此预警装置会对预警速度和检测准确性具有较高的要求，因此如何保证快速、稳定的状态检测预警以及尽可能降低预警设备的设置成本是目前尚待解决的重要问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种道路转角预警系统及控制方法，该方法采用多传感器、控制处理平台和显示设备构建了状态预警系统，该系统不仅减少了设备成本，还可通过多传感器与控制器的有效配合提高检测的稳定性和准确性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种道路转角预警系统，包括压力传感器1、速度传感器2、超声波无线传感器、系统控制单元3、屏幕支架4以及状态显示屏5；
所述压力传感器1、速度传感器2、超声波无线传感器相互独立，用于进行汽车和行人的状态检测；系统控制单元3用于信号处理和发出系统检测状态；状态显示屏5用于显示预警信号，为行人和车辆展示道路盲区的道路数据；屏幕支架4用于支撑状态显示屏5。
所述压力传感器1设置于两个检测区域的入口处，压力传感器1以固定间隔横向排列布置，横穿布满整个道路，用于车辆预警状态检测，考虑到传感器设置位置需预留一定的安全距离，压力传感器1设置于距转角路口50m处。
所述速度传感器2与压力传感器1布置位置相同，设置于两个检测区域入口处的道路一侧，用于行人和车辆预警状态检测。
所述超声波无线传感器包括超声波无线传感器A6、超声波无线传感器B7、超声波无线传感器C8和超声波无线传感器D9，超声波无线传感器A6和超声波无线传感器D9设置于两个检测区域的道路一侧，用于行人状态检测，超声波无线传感器A6和超声波无线传感器D9设置于距转角路口20m处；
所述超声波无线传感器B7和超声波无线传感器C8设置于两个检测区域出口处的道路一侧，用于检测行人或车辆是否离开检测区域。
所述屏幕支架4与状态显示屏5相连，设置于检测区域出口处，用于提示检测区域的状态数据。
所述状态显示屏5用于提示车辆、行人、故障预警三种道路状态，状态显示屏5提示状态时，对应的状态显示为红色并进行闪烁提示。
所述超声波无线传感器型号为TSPC-21S/21SRM/25P，压力传感器1型号为JLBU-1，速度传感器2型号为ROLS-P激光远距离测速传感器。
所述超声波无线传感器、压力传感器、速度传感器各自配置自身的独立信号采集单元，信号采集单元对信号进行模数转化处理后，通过各自的无线通信模块(5G或局域组网通信方式)将采集数据传输至检测系统控制单元，控制单元将接收的传感器检测数据与处理后的道路状态数据通过5G通讯方式发送至云端数据存储平台。
一种道路转角预警系统的控制方法，包括以下步骤；
(1)超声波无线传感器、压力传感器1、速度传感器2分别用于检测道路检测区段的车辆、行人的状态，压力传感器1与速度传感器2配合使用，用于检测车辆或者行人是否进入，同时压力传感器1也用于检测车辆是否离开检测区域；超声波无线传感器A6、超声波无线传感器D9用于检测行人是否到达预警区间，同时也用于检测车辆是否在检测区间内正常前进；超声波无线传感器B7、超声波无线传感器C8用于检测行人与车辆的离开状态；
(2)当检测区间存在车辆或行人时，状态显示屏5的车辆或行人显示为红色并进行闪烁提示；而当检测区间内部传感器未正常配合检测到车辆或行人时，为避免出现危险情况，状态显示屏5会进行故障状态预警，保证道路安全；
(3)超声波无线传感器、压力传感器1、速度传感器2用于检测道路状态数据，传感器检测数据会实时传输至信号采集单元；采集单元接收数据后通过无线通信模块传输至检测系统控制单元3；控制单元根据传感器数据判定右转、左转检测区域的道路状态，确定区域是否存在车辆或行人；控制单元确定道路状态后，控制显示屏会提示预警对应的状态；控制单元将接收的传感器检测数据与处理后的道路状态数据发送至云端数据存储平台，以方便相关人员进行管理和查询，当系统判定检测区域为故障告警状态时，管理查询终端也会予以提示，以便于工作人员进行故障处理；同时，云端处理数据也可发送移动终端设备，方便车主提早做出行车反应；
(4)当个体进入检测区域后，压力传感器1与速度传感器2传输检测数据至处理平台，当压力传感器1与速度传感器2检测数据大于设定阈值时，判定进入个体为车辆，后续进行车辆状态监测；当压力传感器1与速度传感器2检测数据小于设定阈值时，判定进入个体为行人，后续进行行人状态监测；
(5)判定车辆进入检测区域后，控制单元会控制状态显示屏5显示车辆标识并闪烁；之后，若超声波A、超声波B前后检测到个体信号，则说明车辆已正常通过，待超声波B检测到信号时，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；若超声波A或超声波B未检测到信号，则需进一步确定压力传感器1信号，若检测到车辆压力数据，则说明车辆已调头行驶出检测区域，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；若压力传感器1未检测到车辆压力数据，则说明检测区域的传感器单元出现故障或车辆停止在检测区域内部，此时需进行告警提示。
(6)判定行人进入检测区域后，状态屏不进行提示，若超声波无线传感器A6未检测到个体数据，同时速度传感器2也未检测到行人数据，则说明状态显示屏5进行故障告警；若超声波无线传感器A6检测到个体数据后，控制单元会控制状态显示屏5显示行人标识并闪烁，之后若超声波无线传感器A6B检测到个体信号，则说明行人已正常通过；若超声波无线传感器A6检测到个体数据，而超声波无线传感器B7未检测到个体信号，同时，短暂间隔后超声波无线传感器A6再次检测到个体数据，则说明行人车辆已调头走出检测区域，警示屏熄灭；若超声波无线传感器A6检测到个体数据，而超声波无线传感器B7未检测到个体信号，同时一段时间后超声波无线传感器A6也未检测到数据，则需通过速度传感器2判定是否有行人数据，若检测到行人数据则说明行人已离开检测区域，警示屏熄灭，若未检测到行人数据，则说明检测区域的传感器单元出现故障或行人停止在检测区域内部，此时需进行告警提示；
(7)当个体正常通过右转区域进入左转检测区域后，状态显示屏5会根据车辆或行人进行对应标识提示，若为车辆，则当压力传感器1检测到车辆压力数据时，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；而当压力传感器1未检测到车辆压力数据时，状态显示屏5进行故障告警，若为行人，则通过超声波无线传感器D9判定行人是否离开检测区间，若超声波无线传感器D9正常检测到行人信号，则警示屏熄灭；而当超声波无线传感器D9未检测到行人信号时，状态显示屏5进行故障报警；
(8)通过预警系统可对行人和车辆进行有效的状态检测，并进行状态提示；同时当系统存在不正常状态时，系统也会予以警示，尽可能降低道路出现概率，提高道路死角盲区的安全指数。
所述步骤(4)中，考虑到压力传感器主要通过压力来判定汽车和人，采用人的最大重量选取阈值(资料显示400KG的人已无法站立，更不用说行走了，而一般汽车重量均大于400KG，因此可选取400KG作为选取标准，F＝mg，P＝F/S总，最终可计算出设定的压力值)；
同理速度传感器通过速度来判定汽车和人，因此可采用人的速度选取阈值，(成人大概的跑步速度是5km/h-10km/h，而一般汽车过弯速度大于20km/h＝5.56m/s，因此可选取上限10km/h＝2.78m/s为标准，同时为避免误判，可增加一定裕度，如预留20％裕度，则可设定速度传感器阈值为2.78×1.2＝3.33m/s)。
本发明的有益效果：
(1)本发明提出了道路转角预警系统安装结构，通过压力传感器、速度传感器、超声波无线传感器、系统控制单元、屏幕支架以及状态显示屏六个主要部分构建了预警系统，其中压力传感器、速度传感器、超声波无线传感器相互独立，用于进行汽车和行人的状态检测；系统控制单元用于信号处理和发出系统检测状态；状态显示屏用于显示预警信号，为行人和车辆展示道路盲区的道路数据。同时，本发明还对预警系统中主要六个部分安装位置进行了说明。
(2)本发明提出的道路转角预警系统可实现对行人和车辆的有效状态检测，并进行状态提示；同时当系统存在不正常状态时，系统也会予以警示，尽可能降低道路出现概率，提高道路死角盲区的安全指数。
(3)本发明采用无线通讯模块进行数据传输，简化了系统结构。同时，系统实时数据将传输至云端平台以方便管理人员进行查询和管理，当检测系统出现故障预警时，实现快速故障排查；云端处理数据也可发送移动终端设备，方便车主提早做出行车反应。
附图说明
图1为本发明系统安装结构图。
图2为本发明预警系统状态显示装置示意图。
图3为本发明预警系统运行原理图。
图4a为个体检测流程图。
图4b为车辆运行状态检测流程图。
图4c为车辆运行状态检测流程图。
图4d为车辆运行状态检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
(1)本发明提及的道路转角预警系统，特别适用于道路转角处或道路视野盲区处等场所，系统结构应受到重点保护，如图1、图2所示，具体为：压力传感器设置于两个检测区域的入口处，压力传感器以固定间隔横向排列布置，横穿布满整个道路，用于车辆预警状态检测。考虑到传感器设置位置需预留一定的安全距离，压力传感器设置于距转角路口50m处；速度传感器与压力传感器布置位置相同，设置于两个检测区域入口处的道路一侧，用于行人和车辆预警状态检测；超声波无线传感器A、D设置于两个检测区域的道路一侧，用于行人状态检测，考虑到安全距离，压力传感器设置于距转角路口20m处；超声波无线传感器B、C设置于两个检测区域出口处的道路一侧，用于检测行人或车辆是否离开检测区域；屏幕支架与状态显示屏相连，设置于检测区域出口处，用于提示检测区域的状态数据；状态显示屏用于提示车辆、行人、故障预警三种道路状态，显示屏提示状态时，对应的状态显示为红色并进行闪烁提示。
(2)预警系统状态检测判定策略是预警系统实现道路检测与预警的核心内容，系统状态检测判定策略应受到重点保护，如图4所示，通过个体检测、车辆运行状态检测、行人运行状态检测、转向后的道路状态检测，实现对检测区段道路的行人和车辆的有效状态检测，并进行状态提示；同时当系统存在不正常状态时，系统也会予以警示，尽可能降低道路出现概率，提高道路死角盲区的安全指数。
(3)本技术方案采用无线通讯模块进行数据传输，简化了系统结构，方便设备进行灵活选取安装位置，能够大大提升了系统对于各种安装环境的适应性；
(4)本技术确立了预警系统运行原理，原理图如图3所示，超声波无线传感器、压力传感器、速度传感器用于检测道路状态数据。传感器检测数据会实时传输至信号采集单元；采集单元接收数据后通过无线通信模块传输至检测系统控制单元；控制单元根据传感器数据判定右转、左转检测区域的道路状态，确定区域是否存在车辆或行人；控制单元确定道路状态后，控制显示屏会提示预警对应的状态；控制单元将接收的传感器检测数据与处理后的道路状态数据发送至云端数据存储平台，以方便相关人员进行管理和查询，当系统判定检测区域为故障告警状态时，管理查询终端也会予以提示，以便于工作人员进行故障处理；同时，云端处理数据也可发送移动终端设备，方便车主提早做出行车反应。

Claims (8)

1.一种道路转角预警系统，其特征在于，包括压力传感器(1)、速度传感器(2)、超声波无线传感器、系统控制单元(3)、屏幕支架(4)以及状态显示屏(5)；
所述压力传感器(1)、速度传感器(2)、超声波无线传感器相互独立，用于进行汽车和行人的状态检测；系统控制单元(3)用于信号处理和发出系统检测状态；状态显示屏(5)用于显示预警信号，为行人和车辆展示道路盲区的道路数据；屏幕支架(4)用于支撑状态显示屏(5)。
2.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述压力传感器(1)设置于两个检测区域的入口处，压力传感器(1)以固定间隔横向排列布置，横穿布满整个道路，用于车辆预警状态检测，压力传感器(1)设置于距转角路口50m处。
3.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述速度传感器(2)与压力传感器(1)布置位置相同，设置于两个检测区域入口处的道路一侧，用于行人和车辆预警状态检测。
4.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述超声波无线传感器包括超声波无线传感器A(6)、超声波无线传感器B(7)、超声波无线传感器C(8)和超声波无线传感器D(9)，超声波无线传感器A(6)和超声波无线传感器D(9)设置于两个检测区域的道路一侧，用于行人状态检测，超声波无线传感器A(6)和超声波无线传感器D(9)设置于距转角路口20m处；
所述超声波无线传感器B(7)和超声波无线传感器C(8)设置于两个检测区域出口处的道路一侧，用于检测行人或车辆是否离开检测区域。
5.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述屏幕支架(4)与状态显示屏(5)相连，设置于检测区域出口处，用于提示检测区域的状态数据。
6.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述状态显示屏(5)用于提示车辆、行人、故障预警三种道路状态，状态显示屏(5)提示状态时，对应的状态显示为红色并进行闪烁提示。
7.根据权利要求1所述的一种道路转角预警系统，其特征在于，所述超声波无线传感器型号为TSPC-21S/21SRM/25P，压力传感器(1)型号为JLBU-1，速度传感器(2)型号为ROLS-P激光远距离测速传感器。
8.基于权利要求1-7任一项所述的一种道路转角预警系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)超声波无线传感器、压力传感器(1)、速度传感器(2)分别用于检测道路检测区段的车辆、行人的状态，压力传感器(1)与速度传感器(2)配合使用，用于检测车辆或者行人是否进入，同时压力传感器(1)也用于检测车辆是否离开检测区域；超声波无线传感器A(6)、超声波无线传感器D(9)用于检测行人是否到达预警区间，同时也用于检测车辆是否在检测区间内正常前进；超声波无线传感器B(7)、超声波无线传感器C(8)用于检测行人与车辆的离开状态；
(2)当检测区间存在车辆或行人时，状态显示屏(5)的车辆或行人显示为红色并进行闪烁提示；而当检测区间内部传感器未正常配合检测到车辆或行人时，为避免出现危险情况，状态显示屏(5)会进行故障状态预警，保证道路安全；
(3)超声波无线传感器、压力传感器(1)、速度传感器(2)用于检测道路状态数据，传感器检测数据会实时传输至信号采集单元；采集单元接收数据后通过无线通信模块传输至检测系统控制单元(3)；控制单元根据传感器数据判定右转、左转检测区域的道路状态，确定区域是否存在车辆或行人；控制单元确定道路状态后，控制显示屏会提示预警对应的状态；控制单元将接收的传感器检测数据与处理后的道路状态数据发送至云端数据存储平台，以方便相关人员进行管理和查询，当系统判定检测区域为故障告警状态时，管理查询终端也会予以提示，以便于工作人员进行故障处理；同时，云端处理数据也可发送移动终端设备，方便车主提早做出行车反应；
(4)当个体进入检测区域后，压力传感器(1)与速度传感器(2)传输检测数据至处理平台，当压力传感器(1)与速度传感器(2)检测数据大于设定阈值时，判定进入个体为车辆，后续进行车辆状态监测；当压力传感器(1)与速度传感器(2)检测数据小于设定阈值时，判定进入个体为行人，后续进行行人状态监测；
(5)判定车辆进入检测区域后，控制单元会控制状态显示屏(5)显示车辆标识并闪烁；之后，若超声波无线传感器A(6)、超声波无线传感器B(7)前后检测到个体信号，则说明车辆已正常通过，待超声波无线传感器B(7)检测到信号时，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；若超声波无线传感器A(6)或超声波无线传感器B(7)未检测到信号，则需进一步确定压力传感器(1)信号，若检测到车辆压力数据，则说明车辆已调头行驶出检测区域，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；若压力传感器(1)未检测到车辆压力数据，则说明检测区域的传感器单元出现故障或车辆停止在检测区域内部，此时需进行告警提示。
(6)判定行人进入检测区域后，状态屏不进行提示，若超声波无线传感器A(6)未检测到个体数据，同时速度传感器(2)也未检测到行人数据，则说明状态显示屏(5)进行故障告警；若超声波无线传感器A(6)检测到个体数据后，控制单元会控制状态显示屏(5)显示行人标识并闪烁，之后若超声波无线传感器A(6)检测到个体信号，则说明行人已正常通过；若超声波无线传感器A(6)检测到个体数据，而超声波无线传感器B(7)未检测到个体信号，同时，短暂间隔后超声波无线传感器A(6)再次检测到个体数据，则说明行人车辆已调头走出检测区域，警示屏熄灭；若超声波无线传感器A(6)检测到个体数据，而超声波无线传感器B(7)未检测到个体信号，同时一段时间后超声波无线传感器A(6)也未检测到数据，则需通过速度传感器(2)判定是否有行人数据，若检测到行人数据则说明行人已离开检测区域，警示屏熄灭，若未检测到行人数据，则说明检测区域的传感器单元出现故障或行人停止在检测区域内部，此时需进行告警提示；
(7)当个体正常通过右转区域进入左转检测区域后，状态显示屏(5)会根据车辆或行人进行对应标识提示，若为车辆，则当压力传感器(1)检测到车辆压力数据时，控制状态屏的车辆标识消失、警示屏熄灭；而当压力传感器(1)未检测到车辆压力数据时，状态显示屏(5)进行故障告警，若为行人，则通过超声波无线传感器D(9)判定行人是否离开检测区间，若超声波无线传感器D(9)正常检测到行人信号，则警示屏熄灭；而当超声波无线传感器D(9)未检测到行人信号时，状态显示屏(5)进行故障报警；
(8)通过预警系统可对行人和车辆进行有效的状态检测，并进行状态提示；同时当系统存在不正常状态时，系统也会予以警示，尽可能降低道路出现概率，提高道路死角盲区的安全指数。
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