Изобретение относится к технике управления дорожно-транспортным движением и касается определения местоположения транспортных средств на дорожном полотне с двусторонним однополосным движением. The invention relates to techniques for traffic control and for determining the location of vehicles on a road surface with two-way single-lane traffic.
В настоящее время проблема определения местоположения и контроля выполнения ПДД водителями транспортных средств на дорожном полотне неразрывно связана с установкой дорогостоящего оборудования на протяжении подконтрольного участка дороги. Устанавливаемое оборудование, к которому относятся многопотоковые видеокамеры с большой буферной памятью, лазерные радары и многое другое, не позволяет оценивать и выдавать результат в максимально полном объеме, так как указанные средства не в состоянии одновременно определять местоположение нескольких транспортных средств на дорожном полотне, включая их скорость. Однако не на всех особо опасных участках дорог является уместной и экономически предпочтительной установка таких сложных систем. На трассах административного уровня (регионального и межмуниципального значения) особо опасных участков дорог немало, а водителям транспортных средств производить полную оценку дорожной ситуации мешает совокупность следующих факторов: высокие скорости потоков, большие габаритные размеры транспортных средств, рельефные особенности трассы, препятствующие получению необходимой информации. Currently, the problem of determining the location and monitoring the implementation of traffic rules by drivers of vehicles on the roadbed is inextricably linked with the installation of expensive equipment throughout the controlled section of the road. The equipment being installed, which includes multi-stream video cameras with large buffer memory, laser radars, and much more, does not allow to evaluate and produce the result to the fullest extent, since these tools are not able to simultaneously determine the location of several vehicles on the road surface, including their speed . However, not all particularly dangerous road sections are appropriate and economically preferable to install such complex systems. There are a lot of especially dangerous sections of roads on administrative-level routes (regional and inter-municipal significance), and the combination of the following factors prevents the drivers of vehicles from making a full assessment of the road situation: high flow rates, large vehicle dimensions, and relief features of the route that impede the receipt of the necessary information.
Для качественной оценки дорожной ситуации перед автомобилем широкое распространение получили автоматизированные средства, функционирование которых заключается в предупреждении водителя, а также корректировании движения автомобиля в случаях изменения динамики движения впереди идущего транспортного средства. Такие средства обычно основаны на использовании лазерных радаров, с помощью которых определяется расстояние до движущегося впереди транспортного средства и его скорость, а также на сопоставлении последней со скоростью преследующего транспортного средства (DE 102005008715 A1, G01S 13/93, 31.08.2006; US 2007/0146684 A1, G01C 3/08, 28.06.2007). For a qualitative assessment of the traffic situation in front of the car, automated means have become widespread, the functioning of which is to warn the driver, as well as adjusting the movement of the car in cases of changes in the dynamics of the vehicle ahead. Such tools are usually based on the use of laser radars, which determine the distance to the vehicle moving in front and its speed, as well as comparing the latter with the speed of the pursuing vehicle (DE 102005008715 A1, G01S 13/93, 08/31/2006; US 2007 / 0146684 A1, G01C 3/08, 06/28/2007).
Известные устройства данного назначения имеют ограниченную область практического применения, охватывающую лишь контроль фронтально расположенного или движущегося препятствия.Known devices for this purpose have a limited area of practical application, covering only the control of a frontally located or moving obstacle.
Аналоги предлагаемого изобретения направлены на повышение общей безопасности дорожного движения, однако имеют принципиально иной алгоритм функционирования. Данные средства позволяют определить расстояние до встречного потока и его скорость при помощи видеокамер, датчиков, использующих лазерные лучи, радаров и доводят полученную информацию до водителя.Analogues of the invention are aimed at improving the overall road safety, however, they have a fundamentally different functioning algorithm. These tools allow you to determine the distance to the oncoming stream and its speed using cameras, sensors using laser beams, radars and bring the received information to the driver.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является «Способ предупреждения столкновения транспортного средства с объектом, перемещающимся в переднебоковой зоне транспортного средства в направлении, пересекающем направления движения транспортного средства». Вышеуказанный способ направлен на обеспечение эффективного контроля за перемещением объектов в переднебоковой зоне, если направление этого перемещения пересекает траекторию движения транспортного средства. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении безопасности движения за счет обеспечения превентивного оповещения водителя о возникающем в переднебоковой зоне движущемся препятствии и соответствующего управления параметрами движения транспортным средством (МПК: B60W30/08; №2402445 – прототип).Closest to the technical nature of the alleged invention is a "Method for preventing collision of a vehicle with an object moving in the anterolateral zone of the vehicle in the direction crossing the direction of movement of the vehicle." The above method is aimed at providing effective control over the movement of objects in the anterolateral zone, if the direction of this movement crosses the trajectory of the vehicle. The technical result achieved in this case is to increase traffic safety by providing preventive warning to the driver about a moving obstacle arising in the anterolateral zone and appropriate control of vehicle motion parameters (IPC: B60W30 / 08; No. 2402445 - prototype).
Недостатком рассмотренного выше способа является то, что он не в полной мере позволяют решить задачу предлагаемого изобретения, заключающуюся в автоматизированном определении местоположения всех транспортных средств, въезжающих в зону, контролируемую совокупностью логически функционирующих и расположенных определенным геометрическим образом устройств. Данный способ реализуются путем привязки к транспортному средству, требуя установки на нем необходимых технических средств. Отличительной особенностью предлагаемого изобретения является выполнение вышеуказанных функций автономно от транспортного средства. The disadvantage of the above method is that it does not fully solve the problem of the present invention, which consists in the automated determination of the location of all vehicles entering a zone controlled by a set of logically functioning and geometrically located devices. This method is implemented by binding to a vehicle, requiring the installation of the necessary technical means on it. A distinctive feature of the invention is the performance of the above functions autonomously from the vehicle.
Предлагаемый способ реализует функцию определения местоположения и контроля всех транспортных средств, въезжающих на рассматриваемый участок дорожного движения. The proposed method implements the function of determining the location and control of all vehicles entering the road section under consideration.
На фиг. 1 изображена реализация способа автоматизированного определения местоположения и контроля транспортных средств на дорожном полотне с двусторонним однополосным движением.In FIG. 1 shows an implementation of a method for automated location and control of vehicles on a road surface with two-way single-lane traffic.
На фиг. 1:In FIG. one:
1 – датчик генерирования инфракрасного излучения, луч света которого направлен перпендикулярно направлению дорожного движения (тип 1),1 - a sensor for generating infrared radiation, the light beam of which is directed perpendicular to the direction of traffic (type 1),
2 – датчик приема и инфракрасного излучения от датчика 1 (тип 2),2 - sensor receiving and infrared radiation from sensor 1 (type 2),
3 – датчик генерирования инфракрасного излучения, луч света которого направлен под определенным углом к направлению дорожного движения (тип 3),3 - a sensor for generating infrared radiation, the light beam of which is directed at a certain angle to the direction of traffic (type 3),
4 – датчик приема и инфракрасного излучения от датчика 3 (тип 4),4 - sensor receiving and infrared radiation from sensor 3 (type 4),
5 – шина 1ш и шина 2ш – шины передачи данных,5 - bus 1 w and bus 2 w - data bus,
6 – Т1, Т2, Т3, Т4 – беспроводные устройства, за счет которых организуется беспроводная и резервная линия, позволяющая осуществлять обмен данными между шинами,6 - T 1 , T 2 , T 3 , T 4 - wireless devices, through which a wireless and backup line is organized, allowing data exchange between buses,
7 – ЭВУ – электронно-вычислительное устройство, представляет собой аппаратно-программный контроллер, позволяющий принимать и обрабатывать данные с датчиков всех типов, в соответствии с определенным программным алгоритмом, на основе которого происходит оценка транспортных средств, въезжающих на контролируемый участок дорожного движения, и принятие определенного ряда решений по результатам дорожной ситуации, сложившейся в моменты времени, максимально приближенные к реальным,7 - EVU - electronic computing device, is a hardware-software controller that allows you to receive and process data from sensors of all types, in accordance with a specific software algorithm, based on which the assessment of vehicles entering a controlled section of the road, and acceptance a certain number of decisions based on the results of the traffic situation prevailing at time points that are as close to real
8 – камера, фиксирующая регистрационные номера транспортных средств.8 - camera, fixing registration numbers of vehicles.
На обочинах дороги, перпендикулярно направлению движения, устанавливаются два типа датчиков: устройство генерирования 1 (тип 1) и приема 2 (тип 2) инфракрасного излучения, для обнаружения транспортного средства на дорожном полотне, а также его скорости. On the roadsides, perpendicular to the direction of movement, two types of sensors are installed: a device for generating 1 (type 1) and receiving 2 (type 2) infrared radiation to detect a vehicle on the roadway, as well as its speed.
Определение местоположения транспортного средства по отношению к общей ширине дорожного полотна достигается путем установки датчиков типа 3, 4 по обеим сторонам дороги, на основе их особенного геометрического расположения. Датчики типа 3, 4, геометрически расположены так, что два соседних датчика 3 (тип 3) являются основанием мнимого равнобедренного треугольника АВС, а датчик 4 (тип 4) его вершиной.The location of the vehicle in relation to the total width of the roadway is achieved by installing sensors of type 3, 4 on both sides of the road, based on their special geometric location. Sensors of type 3, 4 are geometrically arranged so that two adjacent sensors 3 (type 3) are the base of the imaginary isosceles triangle ABC, and sensor 4 (type 4) is its vertex.
Реализация способа заключается в работе совокупности перечисленных элементов, позволяющих решить следующее:The implementation of the method consists in the operation of the totality of the listed elements, which allow to solve the following:
- определить скорости транспортных средств, въезжающих в зону опасного участка дорожного движения, с разрешенным обгоном;- determine the speeds of vehicles entering the hazardous area of the road with permitted overtaking;
- отслеживать транспортные средства на всем анализируемом отрезке пути посредством присвоения идентификационных номеров каждому транспортному средству, въезжающему на опасный участок дороги;- track vehicles throughout the analyzed section of the track by assigning identification numbers to each vehicle entering a dangerous section of the road;
- определять местоположение транспортного средства на дорожном полотне.- determine the location of the vehicle on the roadway.
Способ автоматизированного определения местоположения транспортных средств на дорожном полотне с двусторонним однополосным движением заключается в выполнении следующей последовательности действий.A method for automatically determining the location of vehicles on a road surface with two-way single-lane traffic is to perform the following sequence of actions.
Определяются скорости транспортных средств. На обочинах дороги, перпендикулярно направлению движения, устанавливаются два типа датчиков: устройство генерирования 1 (тип 1) и приема 2 (тип 2) инфракрасного излучения, позволяющие получать сведения о моменте времени прерывания луча. Для определения скорости движения транспортного средства достаточно двух пар таких устройств, установленных на определенном, заранее известном, расстоянии друг от друга. На основании последовательного прерывания двух лучей данные о моментах пересечения отправляется по шинам передачи данных (шина 1ш и шина 2ш, 5) на электронно-вычислительное устройство (ЭВУ) 7, в котором определяется интервал времени между прерываниями, что в совокупности с известным расстоянием между парами датчиков 1,2 (тип 1, 2) позволяет рассчитать скорость движения транспортного средства и определить его направление движения. Vehicle speeds are determined. On the roadsides, perpendicular to the direction of movement, two types of sensors are installed: a device for generating 1 (type 1) and receiving 2 (type 2) infrared radiation, allowing to obtain information about the time of interruption of the beam. To determine the speed of a vehicle, two pairs of such devices installed at a certain, previously known distance from each other are sufficient. Based on the serial interrupt of the two beams on the intersection points of the data sent by data buses (bus 1 m and tire 2 br, 5) on the electronic computer unit (EVU) 7, which defines the interval of time between interrupts, which together with the known distance between pairs of sensors 1,2 (type 1, 2) allows you to calculate the speed of the vehicle and determine its direction of movement.
Определение местоположения транспортного средства по отношению к общей ширине дорожного полотна достигается путем установки датчиков (1, 2, 3, 4) по обеим сторонам дороги и их особенным геометрическим расположением. Совокупность технических устройств, перечисленных выше, позволяет реализовать предлагаемое изобретение следующим образом.Determining the location of the vehicle in relation to the total width of the roadway is achieved by installing sensors (1, 2, 3, 4) on both sides of the road and their special geometric location. The combination of technical devices listed above allows you to implement the invention as follows.
Датчик 3 (тип 3) представляет собой устройство генерирования инфракрасного излучения, датчик 4 (тип 4) представляет собой устройство приема инфракрасного излучения.Sensor 3 (type 3) is a device for generating infrared radiation, sensor 4 (type 4) is a device for receiving infrared radiation.
Между лучами датчиков 3, 4 (тип 3,4), геометрически расположенных так, что пара датчиков 3 (тип 3) является основанием мнимого равнобедренного треугольника, а датчик 4 (тип 4) - его вершиной, закладываются три заранее известных расстояния: Between the beams of sensors 3, 4 (type 3,4), geometrically arranged so that a pair of sensors 3 (type 3) is the base of an imaginary isosceles triangle, and sensor 4 (type 4) is its peak, three previously known distances are laid:
b – бифуркационное расстояние между сторонами мнимого равнобедренного треугольника, где эти стороны пересекает линия разметки;b is the bifurcation distance between the sides of the imaginary isosceles triangle, where the marking line intersects these sides;
c – расстояние между сторонами мнимого равнобедренного треугольника, которое транспортное средство проезжает, двигаясь по своей полосе движения;c is the distance between the sides of the imaginary isosceles triangle, which the vehicle travels, moving in its lane;
a – расстояние между сторонами мнимого равнобедренного треугольника, которое транспортное средство проезжает по встречной полосе движения.a is the distance between the sides of the imaginary isosceles triangle, which the vehicle passes through the oncoming lane.
На основании значения величины бифуркационного расстояния b и двух других величин расстояния, которое транспортное средство проезжает по своей полосе движения с, и расстояния, которое транспортное средство проезжает по встречной полосе движения а, заложенных в ЭВУ 7, происходит анализ местоположения транспортного средства в ЭВУ 7 относительно местонахождения его на дорожном полотне. Based on the value of the bifurcation distance b and two other values of the distance that the vehicle travels in its lane c, and the distance that the vehicle travels in the oncoming lane a, embedded in the EVU 7, the location of the vehicle in the EVU 7 is analyzed relative to his whereabouts on the roadway.
Пока транспортное средство проходит большее расстояние между лучами мнимого равнобедренного треугольника, образованного двумя датчиками 3 (тип 3) (основание треугольника) и датчиком 4 (тип 4) (вершина треугольника), чем бифуркационное, в ЭВУ 7 принимается решение о том, что транспортное средство находится в своей полосе движения. При условии, когда расстояние, которое проходит транспортное средство, становится меньше, чем бифуркационное расстояние b, в ЭВУ 7 принимается решение о том, что транспортное средство находится на встречной полосе движения. While the vehicle travels a greater distance between the rays of an imaginary isosceles triangle formed by two sensors 3 (type 3) (the base of the triangle) and sensor 4 (type 4) (the top of the triangle) than the bifurcation one, a decision is made in the EVU 7 that the vehicle is in its lane. Provided that the distance the vehicle travels becomes less than the bifurcation distance b, the decision is made in the EVU 7 that the vehicle is in the oncoming lane.
В результате чего идентификационный номер тарнспортного средства будет передан на камеру 8, и при проезде транспортным средством зоны, контролируемой камерой 8, государственный регистрационный номер транспортного средства, выехавшего на полосу встречного движения, будет зафиксирован.As a result, the identification number of the transport vehicle will be transmitted to camera 8, and when the vehicle passes the zone controlled by camera 8, the state registration number of the vehicle that has entered the oncoming traffic lane will be recorded.
При условии остановки транспортного средства, информация о его местоположении заносится в буфер ЭВУ 7 и сохраняется там до момента возобновления движения транспортным средством, после чего его местоположение будет обновляться. Когда транспортное средство покидает контролируемый участок дорожного движения, его номер удаляется из ЭВУ.Provided the vehicle stops, information about its location is entered into the EVU buffer 7 and stored there until the vehicle resumes movement, after which its location will be updated. When a vehicle leaves a controlled area of traffic, its number is removed from the EVU.
