交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置及編碼方法
【專利摘要】交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置及編碼方法。本發明的組成包括：輸出控制模塊（5）、交通信號燈（1），交通信號燈包括信號燈微處理器（2）、紅LED燈電子開關A（3）、綠LED燈電子開關A（4）、紅LED燈組（8）、綠LED燈組（9），輸出控制模塊包括紅LED燈電子開關B（6）、綠LED燈電子開關B（7）、控制模塊微處理器（11）、調制驅動電路（10），紅LED燈電子開關A與紅LED燈電子開關B連接，紅LED燈電子開關B與紅LED燈組連接，綠LED燈電子開關A與綠LED燈電子開關B連接，綠LED燈電子開關B與綠LED燈組連接。本發明用于道路的數字化交通管理。
【專利說明】交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置及編碼方法
[0001]【技術領域】:
本發明涉及一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置及編碼方法。
[0002]【背景技術】:
當前交通信號系統可分為動態交通信號(實時變化的紅、綠、燈信號)、靜態的交通標例如:慢行、限行、禁行、前方施工慢行、前方施工禁行、限高5米、最大載重量40噸等大約150種標示，和汽車上的信號燈例如:左轉、右轉提示、減速、變道等，而交警大都由手勢或單一的指揮棒實現交通的輸出。上述信號體系是為人眼設計的信號系統，要靠人的眼去識別。隨著車輛的逐年增加、路況更加復雜，道路駕駛要求越來越多，交通通信號燈、繁多的識別標記、汽車的信號燈，和交警指揮手勢和指揮棒信號的識別分散了駕駛人員對道路的注意力，由于對交通信息識別不及時和識別錯誤是各類交通事故的原因之一。當前這種通過人的眼睛去識別的單一的傳統方式已經滿足不了發展的要求，機動車駕駛人員需要一種借助電子技術輔助識別的方法和裝置來減輕其壓力。另外今后出現的自動駕駛上述信號系統系統已經不能滿足需要也需要一種可數字化識別的方法。
[0003]
【發明內容】
:
本發明的目的是提供一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置及編碼方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術方案實現:
一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置，其組成包括:輸出控制模塊、交通信號燈，所述的交通信號燈包括信號燈微處理器、紅LED燈電子開關A、綠LED燈電子開關
A、紅LED燈組、綠LED燈組，所述的輸出控制模塊包括紅LED燈電子開關B、綠LED燈電子開關B、控制模塊微處理器、調制驅動電路，所述的紅LED燈電子開關A與所述的紅LED燈電子開關B連接，所述的紅LED燈電子開關B與所述的紅LED燈組連接，所述的綠LED燈電子開關A與所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的綠LED燈電子開關B與所述的綠LED燈組連接，所述的調制驅動電路分別與所述的控制模塊微處理器、所述的紅LED燈電子開關B、所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的控制模塊微處理器與所述的信號燈微處理器連接。
[0005]一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的控制模塊的交通指令編碼方法由以下六部分組成:引導碼，交通信號編碼，動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據，靜態數據；
根據交通信號功能的不同分為4類交通信號編碼，S卩:1.動態交通信號類用于動態的交通信號燈編碼，指令碼范圍:01-1F;2.靜態交通標示類對應于靜態的交通標示編碼，指令碼范圍:20-BF;3.交警常用指揮類安裝在交警指揮棒或警車上的紅和綠LED燈，由人控制發出的控制指令編碼，指令碼范圍:C0-CF;4.機動車信號類機動車內安裝的交互式交通信號收發裝置發出的編碼，指令碼范圍:D0-FE ；
所述的動態交通信號編碼一次完整循環的地址范圍在01至1F，最多為31種編碼組合；一條動態編碼由6個8位2進制組成，連續輸出2遍，其中I遍是反碼，編碼格式為PWM或PPM,在一個信號燈狀態，由動態編碼構成，間隔I秒輸出一次。
[0006]所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，在上述動態交通信號編碼Ol-1F范圍內的動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據為當前一側路口的3個紅燈、綠燈開啟時間的倒計時時間碼，每秒刷新I次，倒計時數據減1，當上述任意一個倒計時數據=0時，本交通信號狀態結束，所述靜態數據碼，在所述的交通信號指令碼地址在01-1F范圍內數據為00時，為本組交通信號指令碼無效，自動轉入下一條指令；數據的第一位為Xl-XF時是黃燈亮I至16秒的參數，數據的第二為IX-FX時為同一側馬路的信號燈地址。
[0007]所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號
碼指令碼范圍在:20-BF內時為靜態交通標記編碼范圍，上述編碼與現有交通標示--對
應，這時對應的三個倒計時數據=0，對應靜態數據為與上述交通標記的輔助數據。
[0008]所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號指令碼范圍在CO-CF內時為警務信息編碼，用于交警手持信號設備或警車紅燈和綠燈發出的交通指令信號，用按鍵手動實現隨機信號輸出，這時對應的三個倒計時數據=0，對應靜態數據=0。
[0009]所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號碼指令碼范圍在DO-FE內時為移動的機動車用交通編碼，作為在機動車上安裝可見光交互式交通通訊裝置用。
[0010]有益效果:
本發明在現有交通信號設備基礎上加裝控制模塊，即只需控制模塊串聯接入現有交通信號燈的供電電路即可，不影響現有信號燈的原有功能，成本低廉，結構簡單，且投資小，對現有系統改造方便，回報大。
[0011]本發明對交通信號進行雙重輸出方式，由安裝在機動車內數字化交通信號接收裝置輔助識別即可，可減輕司機的疲勞，減低交通事故的發生。實現交通信號的數字化，為將來的自動駕駛車輛提供數字化的交通信息。
[0012]【專利附圖】
【附圖說明】:
附圖1是本發明的結構示意圖。
[0013]附圖2是本發明的編碼時序示意圖。圖中，12為引導碼，13為交通指令編碼，14為動態計時碼-1，15為動態計時碼_2，16為動態計時碼_3，17為靜態數據碼。
[0014]【具體實施方式】: 實施例1:
一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置，其組成包括:輸出控制模塊5、交通信號燈1，所述的交通信號燈包括信號燈微處理器2、紅LED燈電子開關A，件號:3、綠LED燈電子開關A，件號:4、紅LED燈組8、綠LED燈組9，所述的輸出控制模塊包括紅LED燈電子開關B，件號:6、綠LED燈電子開關B，件號:7、控制模塊微處理器11、調制驅動電路10，所述的紅LED燈電子開關A與所述的紅LED燈電子開關B連接，所述的紅LED燈電子開關B與所述的紅LED燈組連接，所述的綠LED燈電子開關A與所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的綠LED燈電子開關B與所述的綠LED燈組連接，所述的調制驅動電路分別與所述的控制模塊微處理器、所述的紅LED燈電子開關B、所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的控制模塊微處理器與所述的信號燈微處理器連接。
[0015]實施例2: 上述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的控制模塊的交通指令編碼方法由以下六部分組成:引導碼，交通信號編碼，動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據，靜態數據；
根據交通信號功能的不同分為4類交通信號編碼，S卩:1.動態交通信號類用于動態的交通信號燈編碼，指令碼范圍:01-1F;2.靜態交通標示類對應于靜態的交通標示編碼，指令碼范圍:20-BF;3.交警常用指揮類安裝在交警指揮棒或警車上的紅和綠LED燈，由人控制發出的控制指令編碼，指令碼范圍:C0-CF;4.機動車信號類機動車內安裝的交互式交通信號收發裝置發出的編碼，指令碼范圍:DO-FE ；
所述的動態交通信號編碼一次完整循環的地址范圍在Ol至1F，最多為31種編碼組合；一條動態編碼由6個8位2進制組成，連續輸出2遍，其中I遍是反碼，編碼格式為PWM或PPM,在一個信號燈狀態，由動態編碼構成,間隔I秒輸出一次。
[0016]實施例3:
根據實施例2所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，在上述動態交通信號編碼01-1F范圍內的動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據為當前一側路口的3個紅燈、綠燈開啟時間的倒計時時間碼，每秒刷新I次，倒計時數據減1，當上述任意一個倒計時數據=0時，本交通信號狀態結束，所述靜態數據碼，在所述的交通信號指令碼地址在01-1F范圍內數據為00時，為本組交通信號指令碼無效，自動轉入下一條指令；數據的第一位為Xl-XF時是黃燈亮I至16秒的參數，數據的第二為IX-FX時為同一側馬路的信號燈地址。
[0017]實施例4:
根據實施例2或3所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號碼指令碼范圍在:20-BF內時為靜態交通標記編碼范圍，上述編碼與現有交通標示—對應，這時對應的三個倒計時數據=0,對應靜態數據為與上述交通標記的輔助數據。
[0018]實施例5:
根據實施例2或3或4所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號指令碼范圍在CO-CF內時為警務信息編碼，用于交警手持信號設備或警車紅燈和綠燈發出的交通指令信號，用按鍵手動實現隨機信號輸出，這時對應的三個倒計時數據=0，對應靜態數據=0。
[0019]實施例6:
根據實施例2或3或4或5所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，所述的交通信號碼指令碼范圍在DO-FE內時為移動的機動車用交通編碼，作為在機動車上安裝可見光交互式交通通訊裝置用。
[0020]實施例7:
所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置，所述的交通編碼信息輸出控制模塊(以下僅介紹十字路口 4個方向的4路信號燈的一路，每路3組即A、B、C信號燈中的一個)及相關連設備包括:馬路一側3個一組的原有常規LED交通信號燈(I )，所述原有信號燈內微處理器(2);串聯在上述交通信號燈的原有紅LED信號燈(8)和原有綠LED信號燈
(9)電源回路中的交通編碼信息輸出控制模塊(5);上述交通編碼信息輸出控制模塊包括:存儲與上述信號燈控制時序相同控制編碼的微處理器(11) ;4路功能相同的調制與驅動電路(10);上述調制和驅動電路與上述微處理器(11)的OUT-1至0UT-4端連接；所述原紅LED燈組(8)與原有紅燈電子開關(3)、原綠信號燈組(9)與原有綠燈電子開關(4)之間既J1-J2間和J3-J4間串聯所述交通編碼信息輸出控制的電子開關(6)和(7);上述微處理器
(11)的INT接口和232接口分別與上述交通信號燈(I)內微處理器(2) 232接口和0UT-10口連接。
[0021]所述交通編碼信息輸出控制模塊的工作原理，通電后，原信號燈(I)和交通編碼信息輸出控制模塊同時進入工作狀態，所述原信號燈內的微處理器(2) 0UT-1至0UT-6端分別連接A、B、C三組紅和綠信號燈的開啟電子開關(3)和(4)，0UT-10端在每次交通信號燈變化時輸出一個觸發信號使交通編碼信息輸出控制模塊內微處理器(11)的INT端產生中斷，使微處理器(2)與微處理器(11)在交通信息輸出時序(用Tl表示，見圖2)上保持同步輸出。微處理器(11)將時序編碼轉換為6組8位2進制PWM或PPM時序信號，通過微處理器(11)的0UT-1至0UT-4輸出至馬路的4個方向的4個調制驅動電路(10 )的IN端，所述4個調制驅動電路對所述4路不同控制時序編碼進行調制與驅動。所述調制驅動電路
(10)OUT端并聯電子開關(6) (7)的控制端(即控制馬路一側的所有電子開關)。控制電子開關出)(7)以57KHZ頻率或更高的通斷方式輸出PWM或PPM格式的紅、綠交通指令編碼信號，這樣常規的交通信號燈的紅光LED和綠光LED在點亮時包含了調制了相同信息的交通編碼信息。上述電子開關在沒有調制信號時為通狀態，不影響紅綠燈的開或停。微處理器(11)的232接口的連接用于在人為對信號燈(I)控制時序調整時，微處理器(2)向輸出控制模塊的微處理器(11)傳輸新的控制時序指令。交通信息輸出控制模塊只連接+字路口 4路信號燈的紅燈和綠燈，所述3組信號燈A、B、C不分紅綠信號在同一時間發相同的編碼。
[0022]所述的控制模塊的交通指令編碼方法。交通指令編碼一個循環周期用T3表示，由以下六部分組成:引導碼(12);交通信號編碼(13);動態計時碼-1數據(14);動態計時碼-2數據(15);動態計時碼-3數據(16);靜態數據(17)。所述交通信號編碼(13)根據交通信號功能的不同分為4類即:動態交通信號類(用于動態的交通信號燈編碼，指令碼范圍:01-1F);靜態交通標示類(對應于靜態的交通標示編碼,指令碼范圍:20-BF);交警常用指揮類(安裝在交警指揮棒或警車上的紅和綠LED燈，由人控制發出的控制指令編碼，指令碼范圍:C0-CF);機動車信號類(機動車內安裝的交互式交通信號收發裝置發出的編碼，指令碼范圍:DO-FE)。
[0023]所述的動態交通信號編碼一次完整循環的地址范圍在01至IF (用Tl表示)，最多為31種編碼組合；所述一條動態編碼由6個8位2進制組成(用T3表示)，連續輸出2遍其中I遍可以是反碼，編碼格式:PWM或PPM。在一個信號燈狀態(用T2表示)，由干個動態編碼(T3)構成，間隔I秒輸出一次。
[0024]所述動態編碼(T3)的動態計時碼-1 (14);動態計時碼-2 (15);動態計時碼_3(16 )在上述動態交通信號編碼(01-1F)范圍內為當前紅燈、綠燈開啟時間的倒計時時間碼，每秒刷新I次，倒計時數據減I (一個狀態最大計數范圍在0-254秒)，當上述任意一個倒計時數據=0時，本交通信號狀態結束。所述靜態數據碼(17)，在所述的交通信號指令碼(17)地址在01-1F范圍內數據為00時，為本組交通信號指令碼無效，自動轉入下一條指令；數據的第一位為Xl-XF時是黃燈亮I至16秒的參數。數據的第二為IX-FX時為同一條馬路的信號燈地址。
[0025]所述的交通信號碼指令碼范圍在:20-BF內時為靜態交通標記編碼范圍，上述編碼與現有交通標示一一對應(大約147種)，例如:連續拐彎、限行、大車禁行、前方施工慢行、前方施工禁行、禁止超車、限高、最大載重量、大型車輛禁行等信息，這時對應的三個倒計時數據=0，對應靜態數據(21)為與上述交通標記的輔助數據，例如2E 05為限高5米；31 FF為最大載重量為32噸。
[0026]交通信號指令碼范圍在:CO-CF內時為警務信息編碼，用于交警手持信號設備或警車紅燈和綠燈發出的交通指令信號，用按鍵手動實現隨機信號輸出，例如:停車檢查、違章、超速行駛…。這時對應的三個倒計時數據=0,對應靜態數據=0。
[0027]交通信號碼指令碼范圍在:DO-FE內時為移動的機動車用交通編碼，作為將來在機動車上安裝可見光(紅和 綠)交互式交通短語通訊用(例如:超車信號、可以超車信號、并道信號等)。
【權利要求】
1.一種交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置，其組成包括:輸出控制模塊、交通信號燈，其特征是:所述的交通信號燈包括信號燈微處理器、紅LED燈電子開關A、綠LED燈電子開關A、紅LED燈組、綠LED燈組，所述的輸出控制模塊包括紅LED燈電子開關B、綠LED燈電子開關B、控制模塊微處理器、調制驅動電路，所述的紅LED燈電子開關A與所述的紅LED燈電子開關B連接，所述的紅LED燈電子開關B與所述的紅LED燈組連接，所述的綠LED燈電子開關A與所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的綠LED燈電子開關B與所述的綠LED燈組連接，所述的調制驅動電路分別與所述的控制模塊微處理器、所述的紅LED燈電子開關B、所述的綠LED燈電子開關B連接，所述的控制模塊微處理器與所述的信號燈微處理器連接。
2.—種權利要求1所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，其特征是:所述的控制模塊的交通指令編碼方法由以下六部分組成:引導碼，交通信號編碼，動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據，靜態數據； 根據交通信號功能的不同分為4類交通信號編碼，即:1.動態交通信號類用于動態的交通信號燈編碼，指令碼范圍:01-1F;2.靜態交通標示類對應于靜態的交通標示編碼，指令碼范圍:20-BF;3.交警常用指揮類安裝在交警指揮棒或警車上的紅和綠LED燈，由人控制發出的控制指令編碼，指令碼范圍:C0-CF;4.機動車信號類機動車內安裝的交互式交通信號收發裝置發出的編碼，指令碼范圍:DO-FE; 所述的動態交通信號編碼一次完整循環的地址范圍在Ol至1F，最多為31種編碼組合；一條動態編碼由6個8位2進制組成，連續輸出2遍，其中I遍是反碼，編碼格式為PWM或PPM,在一個信號燈狀態，由動態編碼構成，間隔I秒輸出一次。
3.根據權利要求2所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，其特征是:在上述動態交通信號編碼01-1F范圍內的動態計時碼-1數據，動態計時碼-2數據，動態計時碼-3數據為當前一側路口的3個紅燈、綠燈開啟時間的倒計時時間碼，每秒刷新I次，倒計時數據減1，當上述任意一個倒計時數據=0時，本交通信號狀態結束，所述靜態數據碼，在所述的交通信號指令碼地址在01-1F范圍內數據為00時，為本組交通信號指令碼無效，自動轉入下一條指令；數據的第一位為Xl-XF時是黃燈亮I至16秒的參數，數據的第二為IX-FX時為同一側馬路的信號燈地址。
4.根據權利要求2或3所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，其特征是:所述的交通信號碼指令碼范圍在:20-BF內時為靜態交通標記編碼范圍，上述編碼與現有交通標示—對應，這時對應的三個倒計時數據=0，對應靜態數據為與上述交通標記的輔助數據。
5.根據權利要求2或3或4所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，其特征是:所述的交通信號指令碼范圍在CO-CF內時為警務信息編碼，用于交警手持信號設備或警車紅燈和綠燈發出的交通指令信號，用按鍵手動實現隨機信號輸出，這時對應的三個倒計時數據=0,對應靜態數據=0。
6.根據權利要求2或3或4或5所述的交通信號燈內的交通編碼信息輸出控制裝置的編碼方法，其特征是:所述的交通信號碼指令碼范圍在DO-FE內時為移動的機動車用交通編碼，作為在機動車上安裝可見光交互式交通通訊裝置用。
【文檔編號】G08G1/096GK103886766SQ201410144645
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】張金傲, 林兆楠, 徐東明 申請人:黑龍江大學