一種規避交叉口困境區的路面引導裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及交通安全技術領域，具體涉及一種規避交叉口困境區的路面引導 裝置。
【背景技術】
[0002] 據不完全統計，我國每年發生的各類交通事故中，有59%的交通事故發生在交叉 口，其中信號交叉口綠燈轉換期間（含黃燈信號)發生的交通事故數約占交叉口交通事故的 50%。從交通工程學和運動學角度上分析：當車輛駛入信號交叉口遇到綠燈信號轉換成黃 燈信號時，根據車輛所處的位置、速度、制動性能、道路條件、交通流環境以及駕駛員當時的 心生理狀況等，如果車輛距交叉口停車線的距離小于車輛能夠減速停車的最小安全停車距 離，且大于能夠加速通行的最大安全通行距離時(這一區間稱為"困境區間"），車輛將陷入 既不能安全停車，又不能安全通行的困境，無論駕駛員做出何種抉擇，都必然出現緊急剎車 制動或闖紅燈現象，容易引發追尾、刮蹭、側碰、斜碰等交通事故;如果車輛距交叉口停車線 的距離大于車輛能夠減速停車的最小安全停車距離，且小于能夠加速通行的最大安全通行 距離時(這一區間稱為"猶豫區間"），駕駛員會陷入猶豫是選擇停車等待還是選擇加速通行 的困境狀態，如果這一區間前后車輛做出相反的決定，即前車選擇停車，后車選擇通行，那 么兩車發生追尾、刮蹭、斜碰等交通事故的幾率將大大增加。同時，可供駕駛員抉擇的時間 又極其短暫，在駕駛員猶豫的期間可能又使其陷入"兩難區間"的困境。交叉口的"兩難區 間"和"猶豫區間"統稱為交叉口困境區，是信號交叉口綠燈轉換期間交通事故的高發區。
【發明內容】
[0003] 為了規避駕駛員在交叉口綠燈轉換期間陷入交叉口困境區，減少信號交叉口闖紅 燈違法行為和車輛發生追尾、刮蹭、斜碰等交通事故，本實用新型提出了一種規避交叉口困 境區的路面引導裝置，該路面引導裝置主要由檢測單元、通信單元、主控單元、指示單元、電 源單元等功能單元組成，如圖1、圖2、圖3所示，主要實現在綠燈轉換期間對進入交叉口進口 道的車輛進行速度檢測、交叉口相位配時信息提取、車輛陷入交叉口困境區態勢評估與指 示等，規避車輛陷入交叉口困境區，減少由交叉口困境區產生的車輛發追尾、刮蹭、側碰、斜 碰等交通事故以及車輛闖紅燈違法行為。同時，作為交通檢測器為交叉口信號配時優化提 供數據支撐。
[0004] 本實用新型的技術解決方案主要在距信號交叉口停車線上游一定區間范圍內的 進口道路面上均勻間隔安裝本實用新型提出的路面引導裝置，通過路面引導裝置的檢測單 元檢測車輛的運行速度信息;通過通信單元獲取交叉口信號相位信息，并上傳主控單元分 析形成的交通流信息;通過主控單元根據車輛運行速度、交叉口相位信息評估車輛是否會 陷入交叉口困境區，并向指示單元發送指示信息;指示單元根據接收到的指示信息，對駛進 交叉口進口道的駕駛員進行車輛操縱駕駛指示;通過電源單元為路面引導裝置提供穩壓直 流電源。
[0005] 本實用新型提出的一種規避交叉口困境區的路面引導裝置，其特征主要包括：
[0006] 1)檢測單元
[0007] 檢測單元嵌有陣列脈沖激光二極管、光敏三極管、脈沖信號發生電路、脈沖信號接 收電路等組成，脈沖信號發生電路發生的脈沖信號驅動陣列脈沖激光二極管發射905nm波 長的單光速窄脈沖激光，脈沖激光經被測車輛反射后由光敏三極管接收轉換成電脈沖信 號，并輸入給脈沖信號接收電路;通過脈沖信號發生電路和脈沖信號接收電路的高低電平 脈沖信號，記錄發射波發出和反射波接收的時間，從而計算被測車輛與路面引導裝置的距 離。檢測單元通過一系列連續固定時間間隔的激光測距，得到被測車輛相對于路面引導裝 置隨時間變化的距離序列，從而獲得被測車輛的運行速度及其變化。
[0008] 2)通信單元
[0009] 通信單元嵌有DSRC專用短程通信模塊，與交叉口交通信號控制器進行通信連接， 獲取路面引導裝置所在車道的相位信息，具體包括綠燈時長、綠燈開始時間、黃燈時長、黃 燈啟亮時間等；同時，將主控單元分析形成的車道交通流運行參數以一定的時間間隔發送 給交叉口交通信號控制器。
[0010] 3)主控單元
[0011] 主控單元嵌有單片機控制器和3U CPCI/PXI背板，主控單元與各功能單元通過3U CPCI/PXI背板進行信息交互，獲取檢測單元、通信單元中的車輛信息、車道相位信息等;單 片機控制器根據車輛位置、速度以及車道相位信息，對車輛是否陷入交叉口困境區進行評 估，并對可能陷入困境區的車輛進行制動操縱提示；同時，對通過路面引導裝置的車輛進行 統計分析，形成車道交通流參數。
[0012] 4)指示單元
[0013] 指示單元嵌有鋼化玻璃透光面板和LED指示燈，指示單元根據主控單元發送過來 的指示信息，通過LED指示燈的燈色和指示標志，提示駕駛員對車輛進行的制動操縱。
[0014] 5)電源單元
[0015] 電源單元嵌有高容量充電鋰電池組、微型電壓調整器、鋰電池充電接口等，為路面 引導裝置各功能單元提供直流穩壓電源，同時當鋰電池組電量不足是，通過鋰電池充電接 口進行充電。
【附圖說明】
[0016] 圖1:路面引導裝置功能單元組成圖；
[0017] 圖2:路面引導裝置剖面圖；
[0018] 圖3:路面引導裝置俯視圖；
[0019] 圖4:路面引導裝置檢測單元安裝及工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 本實用新型所述的一種規避交叉口困境區的路面引導裝置安裝在距離交叉口停 車線距離）
的區域范圍內（其中分別為交叉口最低平均車速和最 高平均車速，5為車輛的平均制動加速度。），并在這區間范圍內以均勻距離安裝路面引導 裝置。該路面引導裝置主要由檢測單元、通信單元、主控單元、提示單元、電源單元等組成， 如圖1、圖2、圖3所示，主要實現在綠燈轉換期間對進入交叉口進口道的車輛進行速度檢測、 交叉口相位配時信息提取、車輛陷入交叉口困境區態勢評估與指示等，規避車輛陷入交叉 口困境區，減少由交叉口困境區產生的車輛發追尾、刮蹭、側碰、斜碰等交通事故以及車輛 闖紅燈違法行為。同時，作為交通檢測器為交叉口信號配時優化提供數據支撐。
[0021]本實用新型提出的一種規避交叉口困境區的路面引導裝置，其工作的具體流程 為：
[0022] 1)檢測單元
[0023]檢測單元中的脈沖信號發生電路發生的脈沖信號驅動陣列脈沖激光二極管發射 905nm波長的單光速窄脈沖激光，陣列脈沖激光二極管以一定的頻率向行駛過來的車輛發 射窄脈沖激光，脈沖激光經被測車輛反射后由光敏三極管接收轉換成電脈沖信號，并輸入 給脈沖信號接收電路，如圖4所示;通過記錄發射波和接收波的時間差，來估計被測車輛與 路面引導裝置的距離，檢測單元通過一系列連續固定時間間隔的激光測距，得到被測車輛 相對于路面引導裝置隨時間變化的距離序列，從而獲得被測車輛的運行速度及其變化。具 體工作步驟如下：
[0024] Stepl:陣列脈沖激光二極管以一定的頻率向城市道路路面發射905波長的單光束 陣列窄脈沖激光，當光敏三極管首次接收到脈沖激光發射波時，記錄接收到脈沖激光反射 波的時間為Ti，并計算被測車輛與路面引導裝置的距離：
[0025]
[0026] 其中：U為陣列脈沖激光二極管測量角度下路面引導裝置與被測車輛的距離;t? 為脈沖激光從路面引導裝置到被測車輛的往返傳播時間；C air為脈沖激光在空氣中的傳播 速度。
[0027] Step2:陣列脈沖激光二極管以固定的時間間隔向城市道路路面發射905nm波長的 單光束陣列窄脈沖激光，當光敏三極管第i次接收到脈沖激光反射波時，記錄第i次接收到 脈沖激光反射波的時間為Ti，并計算第i次被測車輛與路面引導裝置的距離：
[0028]
[0029] 其中：U為陣列脈沖激光二極管第i次測量角度下路面引導裝置與被測車輛的距 離;tTRl為脈沖激光第i次從路面引導裝置到被測車輛的往返傳播時間。
[0030] Step3:當光敏三極管最后一次接收到從被測車輛反射回來的脈沖激光信號時，記 錄最后一次接收到脈沖激光發射波的時間?η，并計算最后一次被測車輛與路面引導裝置的 距離：
[0031]
[0032]其中：匕為陣列脈沖激光二極管最后一次測量角度下路面引導裝置與被測車輛的 距離;tTRn為脈沖激光最后一次從路面引導裝置到被測車輛的往返傳播時間。
[0033] Step4:根據光敏三極管接收到被測車輛發射回來的激光脈沖信號的時間序列以 及計算得到的被測車輛與路面引導裝置的距離序列，計算被測車輛的運行速度：
[0034]
[0035] 其中：￥1第1次計算得到的被測車輛運行速度，1 < i〈n;0為發射的脈沖激光與道 路平面的夾角。
[0036] Step5:檢測單元將被測車輛的位置序列、時間序列、速度序列等信息通過3U CPCI/PXI背板傳送給主控單元