一種用于高速公路的安全速度與距離警示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及交通安全領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于高速公路的安全速度與距離警示系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前的高速公路安全距離警示系統(tǒng)多為汽車自帶防護(hù)系統(tǒng)，車輛通過超聲波、雷 達(dá)等非接觸式傳感器檢測(cè)車輛周圍環(huán)境，如果檢測(cè)到與其他車輛距離過近，且自身車速過 高，則警示系統(tǒng)采取相應(yīng)制動(dòng)控制，W最大程度降低駕駛?cè)藗Α５\(yùn)種車輛安全距離警示 系統(tǒng)為被動(dòng)式安全防護(hù)系統(tǒng)，即車輛要在就將發(fā)生碰撞時(shí)警示系統(tǒng)才生效，如果碰撞距離 和速度超出警示系統(tǒng)的控制范圍，駕駛?cè)瞬豢杀苊獾氖艿絺?。另外主?dòng)式安全防護(hù)系統(tǒng)， 該類系統(tǒng)多為實(shí)時(shí)采集道路環(huán)境信息，通過遠(yuǎn)程傳輸把路況天氣信息傳給監(jiān)控中屯、，監(jiān)控 中屯、處理并生成警示信息，然后將警示信息通過多媒體渠道發(fā)布出去，駕駛員必須在進(jìn)入 復(fù)雜路段之前查詢好道路狀況信息，或則在特定時(shí)段收聽特定的電臺(tái)了解道路狀況。運(yùn)種 預(yù)報(bào)系統(tǒng)存在著實(shí)時(shí)信息被滯后傳播，W及駕駛員獲取信息不方便等問題。
[0003] 傳統(tǒng)車距確認(rèn)標(biāo)志上的文字由反光漆或反光膜制作，在夜間、多雨、大霧等復(fù)雜天 氣狀況下車輛需要開啟大燈才能看清，傳統(tǒng)車距確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)存在可視距離短，不易引起司機(jī) 注意等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種用于高速公路的安全速度 與距離警示系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種用于高速公路的安全速度與距離警示系統(tǒng)，包括路況信息采集系統(tǒng)、中央處 理器系統(tǒng)、車距確認(rèn)系統(tǒng)及警示信息顯示系統(tǒng);所述路況信息采集系統(tǒng)采集信號(hào)傳輸?shù)街?央處理器系統(tǒng)，中央處理器系統(tǒng)分別與車距確認(rèn)系統(tǒng)及警示信息顯示系統(tǒng)連接。
[0007] 所述路況信息采集系統(tǒng)包括采集道路車流視頻的攝像頭模塊或雷達(dá)測(cè)速模塊、采 集道路環(huán)境信息的光照傳感器及溫濕度傳感器，每條車道安裝一個(gè)攝像頭模塊或雷達(dá)測(cè)速 模塊，具體安裝在龍口架下梁，且位于路面正上方，所述光照傳感器及溫濕度傳感器安裝在 龍口架右上方。
[000引所述中央處理器系統(tǒng)包括依次連接的信息處理模塊及無(wú)線發(fā)送模塊。
[0009] 所述警示信息顯示系統(tǒng)包括相互連接的顯示屏驅(qū)動(dòng)控制模塊及用于顯示車輛當(dāng) 速度、安全速度及安全距離的L邸顯示屏組。
[0010] 所述車距確認(rèn)系統(tǒng)由四組用于接收來自信息處理模塊的天氣狀況信息的無(wú)線接 收與控制模塊及四組車距確認(rèn)顯示屏構(gòu)成。
[0011] 無(wú)線接收與控制模塊由GPRS接收器、51單片機(jī)處理器、行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成， 具體為，GPRS接收器接到無(wú)線發(fā)送模塊的數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸給51單片機(jī)處理器，51單片機(jī)處理器 處理成行列信號(hào)來驅(qū)動(dòng)車距確認(rèn)顯示屏。
[0012] 中央處理器系統(tǒng)接收路況采集系統(tǒng)采集的視頻信號(hào)，獲得車速及車型信息，中央 處理器系統(tǒng)接收溫濕度傳感器和光照傳感器檢測(cè)環(huán)境狀況，獲取天氣狀況信息，數(shù)據(jù)處理 后輸出安全速度及安全車距信息。
[0013] 所述安全速度的計(jì)算公式為：
[0014]
[0015]
[0016] 式中Vsafe-一車輛的安全行駛速度;m-一車型影響系數(shù);虹一一天氣狀況影響系 數(shù)；
[001 7] Vdesign-道路設(shè)計(jì)行車速度；X廣溫度影響系數(shù)；yi-道路環(huán)境溫度值；X2-濕度影 響系數(shù);y2-道路環(huán)境濕度值;X3-光照影響系數(shù);y3-道路環(huán)境光照值；
[0018] 安全距離計(jì)算公式如下：
[0019]
[0020] 式中Lsafe-安全距離;VO-車輛當(dāng)前行駛速度；t-駕駛員制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間和車輛制 動(dòng)起作用時(shí)間；ni-車型影響系數(shù);ri2-車型影響系數(shù)對(duì)車輛最短間距影響折換系數(shù);mi- 天氣狀況影響系數(shù);m2-天氣狀況影響系數(shù)對(duì)安全距離影響折換系數(shù);SO-車輛最短間距； Bc一車輛標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)加速度。
[0021] 所述攝像頭模塊采集實(shí)時(shí)車流視頻，視頻存儲(chǔ)周期為5帖，超過5帖則刪除前一帖 圖像。
[0022] 所述四組車距確認(rèn)顯示屏顯示的內(nèi)容分別為"車距確認(rèn)/前方200米"、"Om"、"50m" 及"100m"。
[0023] 本發(fā)明所設(shè)及的警示裝置為主動(dòng)式安全防護(hù)，當(dāng)車輛處于非安全駕駛情況下，警 示系統(tǒng)顯示警示信息，運(yùn)些信息一部分是車輛當(dāng)前速度信息，用于提醒司機(jī)不要超速行駛， 另一部分是建議的安全速度和安全距離，提示司機(jī)安全駕駛。
[0024] 本發(fā)明的有益效果：
[0025] 本發(fā)明可W應(yīng)用在高速公路等道路場(chǎng)所，特別是山區(qū)高速公路，因山區(qū)高速公路 多處于氣候條件復(fù)雜地帶。本發(fā)明能有效監(jiān)控高速公路的車輛運(yùn)行狀況和天氣狀況，并將 兩者信息結(jié)合計(jì)算，推薦安全速度和安全車距，提醒駕駛員安全駕駛，減少交通事故，保障 道路安全。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明無(wú)線接收與控制模塊的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不 限于此。
[0030] 實(shí)施例
[0031] 如圖2所示，一種用于高速公路的安全速度與距離警示系統(tǒng)，包括路況信息采集系 統(tǒng)、中央處理器系統(tǒng)、車距確認(rèn)系統(tǒng)及警示信息顯示系統(tǒng);所述路況信息采集系統(tǒng)采集信號(hào) 傳輸?shù)街醒胩幚砥飨到y(tǒng)，中央處理器系統(tǒng)分別與車距確認(rèn)系統(tǒng)及警示信息顯示系統(tǒng)連接。
[0032] 所述路況信息采集系統(tǒng)包括采集道路車流視頻的攝像頭模塊或雷達(dá)測(cè)速模塊、采 集道路環(huán)境信息的光照傳感器及溫濕度傳感器，每條車道安裝一個(gè)攝像頭模塊或雷達(dá)測(cè)速 模塊，具體安裝在龍口架下梁，且位于路面正上方，所述光照傳感器及溫濕度傳感器安裝在 龍口架右上方。
[0033] 所述攝像頭模塊:使用攝像頭模塊采集道路車流視頻，通過串行總線發(fā)送給中央 處理器系統(tǒng)。圖2中C表示化mera或者CMOS傳感器，選用奧尼公司生產(chǎn)的酷眷皿1080P攝像 頭，該攝像頭采用CMOS傳感器，Realtek rts5822型號(hào)忍片，具備30帖/秒錄制視頻，具備夜 間自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，在夜間、雨天等復(fù)雜天氣條件下也識(shí)別出車輛。
[0034] 光照傳感器:光照傳感器利用光電轉(zhuǎn)換模塊，將光照強(qiáng)度值轉(zhuǎn)化為電壓值，再經(jīng)調(diào) 理電路和AD轉(zhuǎn)換后將此電壓值進(jìn)行數(shù)字輸出給中央處理器系統(tǒng)。本系統(tǒng)選用云輝GY-30數(shù) 字光照傳感器，光照度范圍為0-655351X。
[0035] 溫濕度傳感器:采用盛世瑞恩生產(chǎn)的細(xì)Tll數(shù)字溫濕度傳感器，采集環(huán)境中的溫 度、相對(duì)濕度信息，通過一個(gè)高性能8位單片機(jī)處理后輸出數(shù)字量，通過單總線數(shù)據(jù)格式與 中央處理器系統(tǒng)通訊。DHTll數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度 復(fù)合傳感器，包括一個(gè)電容式聚合體測(cè)濕元件和一個(gè)能隙式測(cè)溫元件，并與一個(gè)14位的A/D 轉(zhuǎn)換器W及串行接口電路在同一忍片上實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，測(cè)濕精度± 3.0 %畑，有效范圍0 % RH-IOO%畑，測(cè)溫精度±0.4°C，有效范圍-40°C-100°C，具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能 力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。
[0036] 本實(shí)施例中，如圖1所示，在常出現(xiàn)復(fù)雜天氣的路段設(shè)置安全速度與距離警示系 統(tǒng)。在單向道路上方安裝龍口架，對(duì)應(yīng)每條車道在龍口架下梁上安裝攝像頭模塊獲取道路 車流信息，在龍口架上安裝大型Lm)顯示屏并使用鋼架加固，在龍口架右上角安裝光照傳感 器、溫濕度傳感器、信息處理模塊、無(wú)線發(fā)送模塊等電子元器件，在龍口架下游200米安裝第 一個(gè)車距確認(rèn)顯示屏，依次間隔200米、50米、50米安裝第二個(gè)、第=、第四個(gè)車距確認(rèn)顯示 屏。攝像頭模塊實(shí)時(shí)獲取道路車流量，在夜間會(huì)開啟照明輔助設(shè)備。光照傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán) 境中光照強(qiáng)度，反映路段是處于白天、黑夜、陰天等信息，溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中溫 濕度，反映道路環(huán)境所處于晴天、雨天等信息。
[0037] 所述預(yù)警顯示系統(tǒng)包括相互連接的顯示屏驅(qū)動(dòng)控制模塊及用于顯示車輛當(dāng)速度、 安全速度及安全距離的L邸顯示屏組。
[0038] 顯示屏驅(qū)動(dòng)控制模塊對(duì)來自信息處理模塊的行驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行功率驅(qū)動(dòng)，對(duì)列信號(hào) 進(jìn)行列驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)亮顯示屏相應(yīng)LED器件。L抓顯示屏最大亮度達(dá)到6000流明，所用楠圓形LED 管忍的水平發(fā)光角度最少達(dá)120度，顯示屏的畫面刷新頻率要達(dá)到240帖/秒W上，換帖頻率 要達(dá)到60帖/秒W上，使顯示屏在3米至200米有很好的可視體驗(yàn)。L抓顯示屏組顯示內(nèi)容為 車輛當(dāng)前速度、安全速度和安全距離。
[0039] 所述車距確認(rèn)系統(tǒng)由四組用于