CN207651002U - 一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，包括：导航模块、车道识别模块、第一控制器、声光输出模块、第一Zigbee模块、无线信号接收模块、车速传感器和第二控制器；导航模块和车道识别模块分别与第一控制器连接；第一Zigbee模块埋置于出口匝道路侧，并预先写入与出口匝道线形相适应的安全建议速度范围；无线信号接收模块和车速传感器分别与第二控制器连接。本实用新型可识别车辆所在车道以及距离互通式立交出口的距离，并根据该信息提示变道和驶出时机，辅助驾驶员在合适时机安全驶离高速公路；同时还可根据匝道线形实时提醒驾驶员按安全建议速度驾驶，保障驾驶员在驶离高速公路过程中的安全。

Description

一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置

技术领域

本实用新型涉及道路交通安全技术领域，具体涉及一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置。

背景技术

互通式立交范围内的道路、交通和环境条件较为复杂，因而互通式立交区域往往多发事故。根据现有研究，互通式立交范围内的交通事故占到全部高速公路交通事故的20％，而事故主要原因有：①在互通式立交出口，车辆未及时变道到最右侧车道，而是在临近出口时才突然连续变道到最右侧车道驶出，导致后方直行车辆反应不及而诱发追尾、侧向碰撞、碰撞固定物等事故；②车辆驶入互通式立交出口匝道后未及时减速，导致车辆以超速冲入匝道小半径弯道，造成翻车、碰撞护栏等事故。

针对前一问题，现有的导航系统只是简单提示前方出口位置，而未针对车辆所在车道具体提醒变道时机，导致驾驶员在互通式立交出口不能及时变道驶出；针对后一问题，现有限速标志和导航系统只是提供了单一限速值，而未根据车辆在匝道上行驶时速度是不断变化的这一事实为驾驶员提供实时限速值，导致驾驶员在在匝道上不按安全速度行驶的现象频发，并不能很好的辅助驾驶员安全驾驶。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，可提醒驾驶员在互通式立交出口及时驶出，并以安全的速度通过匝道，保障驾驶员在互通式立交出口的行车安全。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，包括：导航模块、车道识别模块、第一控制器、声光输出模块、第一Zigbee模块、无线信号接收模块、车速传感器和第二控制器；所述导航模块和所述车道识别模块分别与所述第一控制器的对应输入端连接，所述第一控制器的输出模块与所述声光输出模块的第一输入端连接；所述导航模块用于获取车辆距离所述出口匝道的出口距离；所述车道识别模块用于获取车辆所处的行车车道；所述第一控制器用于根据所述导航模块获取的出口距离和所述车道识别模块获取的行车车道，确定变道信息，并发送至所述声光输出模块；所述第一Zigbee模块埋置于出口匝道路侧，并预先写入与出口匝道线形相适应的安全建议速度范围，所述安全建议速度范围包含安全建议速度上限值和安全建议速度下限值；所述无线信号接收模块和所述车速传感器分别与所述第二控制器的对应输入端连接，所述第二控制器的输出端与所述声光输出模块的第二输入端连接；所述无线信号接收模块用于接收所述第一Zigbee模块所发射的安全建议速度范围；所述车速传感器用于获取车辆在驶入所述出口匝道后的实时车速；所述第二控制器用于判断所述车速传感器获取的实时车速是否在所述安全建议速度范围内，否则，发送提醒信息至所述声光输出模块；所述声光输出模块用于向驾驶员发出变道信息或提醒信息。

根据本实用新型的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，导航模块用于检测车辆距离出口匝道的出口距离，车道识别模块用于检测车辆所处的行车车道，导航模块将其获取的出口距离传输至第一控制器，车道识别模块将其识别的行车车道传输至第一控制器，第一控制器根据出口距离和行车车道，确定车辆变道信息，并发送至声光输出模块，声光输出模块提醒驾驶员，使驾驶员可以及时变道，安全驶出主路，进入出口匝口，避免变道不及时所发生的交通事故；当车辆驶入出口匝口后，无线信号接收模块接收到第一Zigbee模块发出的安全建议速度范围，并将其发送至第二控制器，同时车速传感器开始向第二控制器发送车辆的实时车速，第二控制器判断车辆的实时车速是否在安全建议速度范围内，若不在，向声光输出模块发送提醒信息，提醒驾驶员调整车速，避免车辆在在匝道上不按安全速度行驶所发生的交通事故。

上述技术方案的特点和进一步的改进为：

所述第一Zigbee模块为多个，分别在自分流鼻至匝道小半径圆曲线中点范围内等间距埋置。

所述第一Zigbee模块与高速公路监控系统通过线缆连接，所述高速公路监控系统用于更新第一Zigbee模块的安全建议速度范围。

所述互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置还包括第二Zigbee模块，所述第二Zigbee模块与高速公路监控系统通过线缆连接，第二Zigbee模块接近埋置第一Zigbee模块的出口匝道，所述第二Zigbee模块与所述第一Zigbee模块无线连接；所述高速公路监控系统通过第二Zigbee模块更新第一Zigbee模块的安全建议速度范围。

所述互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置还包括独立电源，所述独立电源与所述第一Zigbee模块连接，用于向所述第一Zigbee模块供电。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置可识别车辆所在车道并根据车辆所在车道、车辆距离互通式立交出口的距离等信息提示变道和驶出时机，辅助驾驶员在合适时机安全地驶离高速公路，进入匝道；同时，当车辆进入匝道后，还可根据匝道线形实时提醒驾驶员按安全建议速度驾驶，保障驾驶员在驶离高速公路过程中的安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

图1是本实用新型的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置的运行原理示意图；

图2是本实用新型的第一Zigbee模块埋置于出口匝道的结构示意图。

图中：1导航模块；2车道识别模块；3第一控制器；4声光输出模块；5第一Zigbee模块；6无线信号接收模块；7车速传感器；8第二控制器；9第二Zigbee模块；10独立电源；11高速公路监控系统；12出口匝道。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。

参考图1和图2，本实用新型实施例提供互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，包括：导航模块1、车道识别模块2、第一控制器3、声光输出模块4、第一Zigbee模块5、无线信号接收模块6、车速传感器7和第二控制器8；所述导航模块1和所述车道识别模块2分别与所述第一控制器3的对应输入端连接，所述第一控制器3的输出模块与所述声光输出模块4的第一输入端连接；所述导航模块1用于获取车辆距离所述出口匝道12的出口距离；所述车道识别模块2用于获取车辆所处的行车车道；所述第一控制器3用于根据所述导航模块1获取的出口距离和所述车道识别模块2获取的行车车道，确定变道信息，并发送至所述声光输出模块4；所述第一Zigbee模块5埋置于出口匝道12路侧，并预先写入与出口匝道12线形相适应的安全建议速度范围，所述安全建议速度范围包含安全建议速度上限值和安全建议速度下限值；所述无线信号接收模块6和所述车速传感器7分别与所述第二控制器8的对应输入端连接，所述第二控制器8的输出端与所述声光输出模块4的第二输入端连接；所述无线信号接收模块6用于接收所述第一Zigbee模块5所发射的安全建议速度范围；所述车速传感器7用于获取车辆在驶入所述出口匝口后的实时车速；所述第二控制器8用于判断所述车速传感器7获取的实时车速是否在所述安全建议速度范围内，否则，发送提醒信息至所述声光输出模块4；所述声光输出模块4用于向驾驶员发出变道信息或提醒信息。

具体的，

进一步的，所述第一Zigbee模块5为多个，分别在自分流鼻至匝道小半径圆曲线中点范围内等间距埋置。

进一步的，所述第一Zigbee模块5与高速公路监控系统11通过线缆连接，所述高速公路监控系统11用于更新第一Zigbee模块5的安全建议速度范围。

进一步的，所述互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置还包括第二Zigbee模块9，所述第二Zigbee模块9与高速公路监控系统11通过线缆连接，第二Zigbee模块9接近埋置第一Zigbee模块5的出口匝道12，所述第二Zigbee模块9与所述第一Zigbee模块5无线连接；所述高速公路监控系统11通过第二Zigbee模块9更新第一Zigbee模块5的安全建议速度范围。

进一步的，所述互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置还包括独立电源10，所述独立电源10与所述第一Zigbee模块5连接，用于向所述第一Zigbee模块5供电。

根据本实用新型的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，导航模块1、车道识别模块2、第一控制器3、声光输出模块4、无线信号接收模块6、车速传感器7和第二控制器8构成车辆的车载系统，由车辆的车载电源供电；第一Zigbee模块5由独立电源10供电，第一Zigbee模块5、第二Zigbee模块9构成路侧预埋速度提示系统。

导航模块1用于检测车辆距离出口匝道12的出口距离，车道识别模块2用于检测车辆所处的行车车道，导航模块1和车道识别模块2将其获得出口距离和行车车道发送至第一控制器3，第一控制器3根据出口距离和行车车道，判断车辆是否应该变道，发送变动信息至声光输出模块4，声光输出模块4提醒驾驶员，使驾驶员可以及时变道，安全驶出主路，进入出口匝口，避免变道不及时所发生的交通事故。

其中，导航模块1可用常规的车载导航，利用车载GPS配合电子地图进行；车道识别模块2有图像输入装置以及控制单元构成，首先利用图像输入装置在多个不同时间拍摄原始图像，然后利用控制单元将这些原始图像对应的区域连接并转换成鸟瞰图像，得到多个鸟瞰图像，再通过多个鸟瞰图像创建合成鸟瞰图像；最后通过使用原始图像或者鸟瞰图像的信息检测候选车道线，并基于候选车道线的信息估计车道线位置，从而获取车辆所处的车道。

当车辆驶入出口匝道12后，无线信号接收模块接收到第一Zigbee模块5发出的信号，并将该信号发送至第二控制器8；车速传感器7设置于车辆的变速器的轮轴上，此时，车速传感器7向第二控制器8发送车辆的实时速度，第二控制器8判断车辆的实时车速是否在安全建议速度范围内，若不在，向声光输出模块4发出提醒信息，声光输出模块4向驾驶员发出提醒信息。

本实施例在第一Zigbee模块5自分流鼻至匝道小半径圆曲线中点范围内每隔10m埋置一个第一Zigbee模块5，每个第一Zigbee模块5内预先写有与匝道路形相适应的安全建议速度上限值和下限值，车辆在出口匝道12上行驶时，依次接收到埋置于匝道上的第一Zigbee模块5发出的信号，提醒驾驶员以安全的速度在匝道上行驶，避免发生交通事故。

安全建议速度上限值参考匝道该点曲率半径所能适应的最大安全速度值确定，并考虑能使车辆以安全的减速度减速驶入匝道，即要求相邻两点速差在合理范围内；安全建议速度下限值由匝道上车辆运行速度值确定，其目的是防止匝道上同一点不同车辆速差过大。

另外，第一Zigbee模块5通过线缆与高速公路监控系统11连接，高速公路监控系统11可根据天气、交通状况等实际情况更新第一Zigbee模块5内的安全建议速度范围值。

此外，还可以通过加装第二Zigbee模块9达到上述更新第一Zigbee模块5内的安全建议速度范围的目的，第二Zigbee模块9通过线缆与高速公路监控系统11连接，高速公路监控系统11可根据天气、交通状况等实际情况通过第二Zigbee模块9更新第一Zigbee模块5内的安全建议速度范围值，从而对第一Zigbee模块5内的安全建议速度值进行适时调整，进而更好的辅助驾驶员安全驶过匝口。

示例性的，本实用新型提供一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，以主线设计速度为120km/h的双向6车道高速公路为例，对该装置具体工作过程介绍如下：

当导航模块1检测到车辆距离目标出口2km时，声光输出模块4向驾驶员声音提示“前方2km出口”。

当导航模块1检测到车辆距离目标出口1km时，提示“前方1km出口，请变至右侧车道”。

当导航模块1检测到车辆距离目标出口500m时，车道识别模块2识别出车辆所在车道：若车辆位于最左侧车道，则提示“请向右变更车道”；若车辆位于中间车道或最右侧车道，则提示“前方500出口”。

当导航模块1检测到车辆距离目标出口375m时，根据车道识别模块2所识别的车辆所在车道提示如下：若车辆位于最左侧车道，则提示“即将错过出口，请向右变更车道”，并伴以“滴滴”警报声；若车辆位于中间车道，则提示“请向右变更车道”；若车辆位于最右侧车道，则不提示。

当导航模块1检测到车辆距离目标出口250m时，根据车道识别模块2所识别的车辆所在车道提示如下：若车辆仍然位于最左侧车道，则提示“已错过出口，请直行至下一出口”，并伴以“咚咚”警报声；若车辆位于中间车道，则提示“即将错过出口，请向右变更车道”，并伴以“滴滴”警报声；若车辆位于最右侧车道，则不提示。

当导航模块1检测到车辆距离目标出口125m时，根据车道识别模块2所识别的车辆所在车道提示如下：若车辆位于最左侧车道，则提示“请直行”；若车辆仍然位于中间车道，则提示“已错过出口，请直行至下一出口”，并伴以“咚咚”警报声；若车辆位于最右侧车道，则提示“前方出口，请驶入减速车道”。

当车辆驶入出口匝道12后，无线信号接收模块将开始接收到路侧预埋的第一Zigbee模块5发射的安全建议速度信息，车辆每经过一个第一Zigbee模块5预埋点，无线信号接收模块6将接收该处安全建议速度值，声光输出模块4同时以声音或图形方式展示该点安全建议速度范围。第二控制器8根据该处安全建议速度值与车速传感器7提供的车辆实际速度对比结果给出相应安全提示：若实际车速高于安全建议速度上限，则提示“请减速”；若实际车速低于安全建议速度下限，则提示“车速过低，谨防追尾”。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，其特征在于，包括：导航模块、车道识别模块、第一控制器、声光输出模块、第一Zigbee模块、无线信号接收模块、车速传感器和第二控制器；

所述导航模块和所述车道识别模块分别与所述第一控制器的对应输入端连接，所述第一控制器的输出模块与所述声光输出模块的第一输入端连接；

所述导航模块用于获取车辆距离出口匝道的出口距离；

所述车道识别模块用于获取车辆所处的行车车道；

所述第一控制器用于根据所述导航模块获取的出口距离和所述车道识别模块获取的行车车道，确定变道信息，并发送至所述声光输出模块；

所述第一Zigbee模块埋置于出口匝道路侧，并预先写入与出口匝道线形相适应的安全建议速度范围，所述安全建议速度范围包含安全建议速度上限值和安全建议速度下限值；

所述无线信号接收模块和所述车速传感器分别与所述第二控制器的对应输入端连接，所述第二控制器的输出端与所述声光输出模块的第二输入端连接；

所述无线信号接收模块用于接收所述第一Zigbee模块所发射的安全建议速度范围；

所述车速传感器用于获取车辆在驶入所述出口匝道后的实时车速；

所述第二控制器用于判断所述车速传感器获取的实时车速是否在所述安全建议速度范围内，否则，发送提醒信息至所述声光输出模块；

所述声光输出模块用于向驾驶员发出变道信息或提醒信息。

2.根据权利要求1所述的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，其特征在于，所述第一Zigbee模块为多个，分别在自分流鼻至出口匝道小半径圆曲线中点范围内等间距埋置。

3.根据权利要求1所述的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，其特征在于，所述第一Zigbee模块与高速公路监控系统通过线缆连接，所述高速公路监控系统用于更新第一Zigbee模块的安全建议速度范围。

4.根据权利要求1所述的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，其特征在于，还包括第二Zigbee模块，所述第二Zigbee模块与高速公路监控系统通过线缆连接，第二Zigbee模块接近埋置第一Zigbee模块的出口匝道，所述第二Zigbee模块与所述第一Zigbee模块无线连接；所述高速公路监控系统通过第二Zigbee模块更新第一Zigbee模块的安全建议速度范围。

5.根据权利要求1所述的互通式立交出口变道与梯度限速提醒装置，其特征在于，还包括独立电源，所述独立电源与所述第一Zigbee模块连接，用于向所述第一Zigbee模块供电。