CN204303169U - 一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能交通系统领域，公开一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，包括基站装置和车载装置。其中基站装置包括第一信息处理单元和无线发送单元；车载装置包括无线接收单元、定位单元、第二信息处理单元、显示单元和声音单元。本实用新型可实时准确推送车辆行驶方向的交通信号灯信息，包括红绿灯颜色状况和倒计时情况，能够设定显示和消隐交通信号灯信息的距离，提高了该装置的实用性，有助于解决驾驶员在路口获取交通信号灯信息时存在的诸多问题，可使驾驶员轻松通过路口，提高驾驶的安全性。

Description

一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪

技术领域

本实用新型属于智能交通领域，特别涉及一种将路口实时交通信号灯信息提供给车辆驾驶员的智能车载交通信号灯显示及提醒装置。

背景技术

随着社会的发展、私家车车辆增多、叉路口交通情况复杂，驾驶员在叉路口获取交通信号灯信息时会存在诸多问题，主要包括：（1）前面高位车辆遮挡视线，看不到信号灯；（2）恶劣天气：雾霾、雨雪天气，看不清信号灯；（3）太阳光刺眼，看不清信号灯；（4）红绿灯路口太大，信号灯设置太远，看不清信号灯；（5）红绿灯老旧、显示不明显，看不清楚；（6）信号灯设置混乱，不易辨别；（7）近视患者，不易看清信号灯；（8）色盲、色弱患者，常观察不清信号灯。这些问题常常给驾驶员增加许多困扰，行驶至路口出现精神紧张、心理压力增大等现象，甚至会造成交通事故，降低道路通行能力等等。

此外，在等红灯时，无论是否有倒计时功能，驾驶员都要全神关注着交通信号灯变化，这也会给驾驶员带来了负担。

因此，需要一种装置能够给驾驶员提供实时准确的交通信号灯信息，且增加一些辅助智能提醒功能，使驾驶员减少对路口交通信号灯的主动关注，增加对道路车辆和行人的关注，可以减少交通事故、提高路口同行能力，同时也使驾驶员在通过路况复杂的路口地段时能感到轻松。

然而，已有的车载交通信号灯方法或装置在获取行驶方向交通信号灯信息方面还存在一些不足，例如需要依靠定向天线发送信号、或是采用精准度低的航迹角来确定行驶方向。使得已有的方法或装置实用性大大降低。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型主要针对背景技术中存在的问题和缺陷加以创新，提供一种高准确度高可靠性的智能车载交通信号灯信息仪。该装置采用发送参考点信息的方式来确定标定点A相对于交通信号灯装置的距离和方位，可大大提高车辆获取行驶方向交通信号灯信息的准确度。采用该技术可以确定推送方向、推送距离和消隐距离，可将交通信号灯信息实时准确地显示到车辆。

一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，包括：

基站装置，固定在路口处并与信号灯控制机相连，用于获取并发送基础信息；

车载装置，安装在车辆内，用于获取和处理交通信号灯信息并显示和提醒；

其中，所述基站装置包括第一信息处理单元和无线发送单元；所述车载装置包括无线接收单元、定位单元、第二信息处理单元、显示单元和声音单元；

所述第一信息处理单元用于获取包括交通信号灯装置参考点经纬度坐标信息、交通信号灯信息和受众方位角信息在内的基础信息数据包；

所述无线发送单元用于将所述基础信息数据包发送出去，形成无线信号覆盖区域；

所述无线接收单元用于接收所述无线发送单元所发送的基础信息数据包；

所述定位单元为GPS模块或北斗定位模块，用于获取以车辆为标定点的实时经纬度坐标信息；

所述第二信息处理单元用于解码所述无线接收单元所接收的基础信息数据包、解算所述标定点相对于参考点的相对距离和相对方位角、将相对方位角与受众方位角进行匹配、获取车辆行驶方向的交通信号灯信息、控制交通信号灯信息的输出和消隐；

所述显示单元用于将交通信号灯信息以颜色、图像形式显示；

所述声音单元用于将交通信号灯信息以声音形式提醒。

进一步地，所述第一信息处理单元和第二信息处理单元均为微控制器。

进一步地，所述微控制器为单片机。

进一步地，所述交通信号灯信息为实时准确的实际道路交通信号灯信息，并来自道路交通信号灯控制机。

进一步地，所述车载装置获取车辆行驶方向的交通信号灯信息是采用标定点相对于参考点的相对方位角匹配受众方位角的方式。

进一步地，所述无线发送单元和无线接收单元均采用短程无线通信技术。

进一步地，所述显示单元由LED灯、数码管和液晶屏组成，用于给驾驶员提供视觉信息。

进一步地，所述声音单元由单片机、扬声器组成，用于给驾驶员提供听觉信息。

本实用新型的有益效果：

（1）    可实时准确地将交通信号灯信息传送到行驶到路口的车辆上。

（2）    解决驾驶员在叉路口获取道路信号灯信息时存在的诸多问题。

（3）    主动给机动车或驾驶员提供实时准确的道路交通信号灯信息和智能提醒服务，减少驾驶员在驾车过程中主动观察交通信号灯时的负担。给出的闯红灯可能性提醒可减少驾驶员闯红灯次数，减少交通事故的概率。

附图说明

图1为智能车载交通信号灯信息仪示意图；

图2为十字路口处智能车载交通信号灯信息仪应用示意图；

图中具体编号为：

0．交通信号灯控制机，1．基站装置，2．车载装置，3．十字路口，4.圆形信号覆盖区域，5.显示距离范围，6，消隐距离范围，11．路口方位角信息，12．交通信号灯信息，13．参考点经纬度坐标信息，14．第一信息处理单元，15．无线发送单元，16．无线信号，21．无线接收单元，22．第二信息处理单元，23．定位单元，24．显示单元，25.声音单元。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

下面介绍智能车载交通信号灯显示及提醒装置工作过程。

在路口3处，设置基站1。基站1的第一信息处理单元14采用一定形式将从道路交通信号灯控制机0获取路口所有方向的交通信号灯信息12、所对应的各路口方位角信息11和参考点坐标信息13编码成所述信息数据包，交给无线发送单元15向四周发送出去，形成一个圆形信号覆盖区域4，半径L一般为100~500米。路口3的四个路口方向角分别为朝南的0°、朝东的90°、朝北的180°、朝西的270°；参考点O的经纬度坐标为（x0，y0）。

当智能车载交通信号灯信息仪2随车辆从南方道路驶向参考点O，并进入圆形信号覆盖区域4时，无线接收单元21将接收到所述信息数据包交给第二信息处理单元22。第二信息处理单元22解码信息数据包可得到参考点O经纬度坐标信息13和各个路口方向的交通信号灯信息12及所对应的受众方位角11。

智能车载交通信号灯信息仪2的第二信息处理单元22根据定位单元23提供的标定点A（车辆）经纬度坐标（x1、y1）和解码得到的参考点O经纬度坐标（x0、y0）可计算得到标定点A相对于参考点O的相对方位角θ、速度v和相对距离l。计算得到的相对方位角θ应该在0°附近。与解码得到的每个路口的受众方位角11进行对比匹配，只有与朝南方向的0°方位角最接近，因此第二信息处理单元22将朝南方向的交通信号灯信息12提取出来，得到车辆行驶方向的信号灯信息12。同样其他道路方向驶向参考点O的车辆只能得到它们行驶方向的交通信号灯信息。

其中，获取行驶方向交通信号灯信息方法如下：

由参考点O和标定点A的经纬度坐标可以得到标定点A相对于参考点O的相对距离l和相对方位角θ。将θ与各组交通信号灯信息受众方位角θs在一定误差阈值内匹配，匹配方式为：

θs-dθ<θ<θs+ dθ

其中：θs为一组交通信号信息所对应的受众方位角；dθ匹配误差阈值。

若满足匹配方式，那么车载装置2就可提取受众方位角所对应的交通信号信息，即行驶方向的交通信号灯信息。

车辆2继续前行，当标定点A相对于参考点O的距离l逐渐减小且小于设定的显示距离R时，第二信息处理单元22将行驶方向的信号灯信息12传输给显示单元24，显示单元24分别显示出行驶方向“左转”、“直行”、“右转”三路信号灯的红绿情况及倒计时信息。

在车辆驶向参考点O的过程中，若倒计时时间到达设定的信号灯转变提醒时间n秒时，则第二信息处理单元22控制声音单元25给出“红灯还有n秒开始”或“绿灯还有n秒开始”的变灯提醒。n一般取5~10。

第二信息处理单元22根据标定点A相对于参考点O的速度v和相对距离l倒计算到达路口的时间t秒，若t秒后的时刻位于绿灯时间窗口内则提醒“可以通过路口，请注意慢行”。若t秒后的时刻位于绿灯时间窗口外则提醒“可能闯红灯”。

在车辆驶离参考点的过程中，若判断出相对距离l逐渐增大且大于设定的消隐距离r时，第二信息处理单元22停止向显示单元24输出交通信号灯信息12，实现信息消隐。

至此，本实用新型完成了交通信号灯信息获取、处理、显示、提醒功能，可给驾驶员或机动车辆提供了实时、准确、方便的交通信号灯信息服务。

以上仅为本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，包括：

基站装置，固定在路口处并与信号灯控制机相连，用于获取并发送基础信息；

车载装置，安装在车辆内，用于获取和处理交通信号灯信息并显示和提醒；

其中，所述基站装置包括第一信息处理单元和无线发送单元；所述车载装置包括无线接收单元、定位单元、第二信息处理单元、显示单元和声音单元；

所述第一信息处理单元用于获取包括交通信号灯装置参考点经纬度坐标信息、交通信号灯信息和受众方位角信息在内的基础信息数据包；

所述无线发送单元用于将所述基础信息数据包发送出去，形成无线信号覆盖区域；

所述无线接收单元用于接收所述无线发送单元所发送的基础信息数据包；

所述定位单元为GPS模块或北斗定位模块，用于获取以车辆为标定点的实时经纬度坐标信息；

所述第二信息处理单元用于处理所述无线接收单元所接收的基础信息数据包、获得所述标定点相对于参考点的相对距离和相对方位角、获取车辆行驶方向的交通信号灯信息、控制交通信号灯信息的输出和消隐；

所述显示单元用于将交通信号灯信息以颜色、图像形式显示；

所述声音单元用于将交通信号灯信息以声音形式提醒。

2.根据权利要求1所述的一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，所述第一信息处理单元和第二信息处理单元均为微控制器。

3.根据权利要求2所述的一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，所述微控制器为单片机。

4.根据权利要求1所述的一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，所述无线发送单元和无线接收单元均采用短程无线通信技术。

5.根据权利要求1所述的一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，所述显示单元由LED灯、数码管和液晶屏组成，用于给驾驶员提供视觉信息。

6.根据权利要求1所述的一种基于车联网概念的智能车载交通信号灯信息仪，其特征在于，所述声音单元由单片机、扬声器组成，用于给驾驶员提供听觉信息。