专利名称：一种用于监控交通信号与警示驾驶员的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种用于交通控制与避免事故的车辆安全装置，尤指一种感应装置，其包括光-频转换器、电子处理器以及显示器，是用于监控交通讯号以警示驾驶员交通信号灯的状况，以及监控紧邻在前方车辆的尾灯以警示驾驶员有不安全的情况发生。监控所得信息可实时记录在车辆内，且无线传送至车辆外的接收器。
背景技术：
在许多情况下，车辆驾驶员并不具有足够的安全驾驶员习惯，其可能因为性格使然而忽略安全驾驶员习惯，或由于对驾驶员情境状况的注意或警觉性不足。前述情况在驾驶员穿越红灯或因对于前方正减速停下的车辆未能实时警觉而导致由后方撞上时，尤为重要。
传统载客与载货的车辆普遍会向驾驶员显示关于车辆操作状态的若干信息，这些信息通常是直接显示在驾驶员前方的仪表板上。然而，背景技术中的防护措施无法提供驾驶员足够的外在驾驶员状况的通讯，而其对于交通控制与事故避免是关键的所在。因此，驾驶员可能因为许多原因而无法注意到可能导致严重事故的危险状况。由于认知到背景技术的限制，本发明是提供包括光电二极管光-频感应单元的感应器，其是设置在车辆内，用以监控所述的车辆所接近的交通信号灯讯号。视像显示单元也装设在车辆内，因此交通信号灯的颜色状态将持续且显着地向驾驶员显示，如此可实时向驾驶员警示危险或潜在性危险的驾驶员情况。音讯讯号也可被纳入，用以警示驾驶员关于交通信号灯的颜色状态。
除提供驾驶员适当的视像与/或音讯警示外，若欲将车辆的操作情况实时记录在车辆内，也可通过提供一记录器实现，其对于事故责任的归属将有所帮助。此外，若情境信息可无线传送至车辆的外，对于执法单位而言，所述的信息将有助在事故的避免、责任的归属以及整体交通的控制。
同样地，光-频感应器也可装设在车辆上来监控紧邻在前方车辆的尾灯，以实时向驾驶员警示危险或潜在性危险的驾驶员状况。在白天时，当紧邻在前方车辆的尾灯是被使用时，此等对尾灯的监控将可对驾驶员起警示的作用。在夜晚时，驾驶员也可如此而警觉到与紧邻在前方车辆之间距离过近。因此，驾驶员以及跟随的摩托车骑士都可因注意而小心。
因此，本发明的改进处包括提供光-频感应器、处理器以及显示装置，其可监控为停车灯号的交通号志，以向驾驶员警示交通信号灯的状态，可监控前方车辆尾灯，可将此等监控所得的信息记录在车辆上，且可将所述的监控所得的信息无线传出。
发明内容
本发明提供交通安全装置，包括用以监控交通号志状态的光-频转换器，且当侦测到有危险或潜在性危险的情况时，可向驾驶员提供视像或音讯的警示讯号。警示讯号可设计为持续一段时间，随后将再回复正常状况。在日间时，当前方车辆煞车时，可通过监控同车道上紧邻在前方车辆的尾灯而警示行驶在其后方的驾驶员；在夜间时，则可监控前方车辆在近距离停下的状态。
监控所得的信息可实时记录在所驾驶员的车辆内，且若有需要时，也可将的无线传送至车辆外的接收器。将所述的信息记录在车辆内则可建立一过往操作记录，其对于例如交通事故重建的使用是十分重要，其中经由无线传出的信息可由如执法等单位记录；如此，除可提供违规驾驶员的证明文件外，也可作为一附加的交通安全措施。
因此，本发明的装置是提供安装在车辆上的装置，用以避免碰撞、交通控制、事故侦测与安全管理，所述的装置包括色-频监控感应器以及扫描仪、处理器、显示器、视像与音讯警示器，以及无线电传送器以及接收器，上述所有组件都相互作用且整合为一体。
图1为一平面图，其是显示根据本发明的车辆内部显示器，其可向驾驶员提供可见的监控所得的交通信号灯以及前方车辆尾灯；图2是显示在车辆后照镜的背侧装设有本发明的光电二极管数组感应器的一例；图3是显示在图2中装设在车辆内用于监控交通信号灯以及同车道紧邻在前方车辆的尾灯的光电二极管数组感应器；
图4是显示根据本发明的一交通信号灯以及接近所述的灯号车辆的相对位置的一例；图5是显示一般交通信号灯颜色的连续改变；图6是显示根据本发明的一电子电路功能方块图；图7为一功能方块图，其中还显示有本发明装置的功能，包括通过手持接收器/打印机来无线接收信息。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
参考图式可知，其是显示并公开利用光-频转换以监控交通信号灯以及同车道前方车辆尾灯的装置，且通过提供此实时信息以达成与车辆驾驶员在视像上以及/或音讯上的通讯。其是通过提供车辆上记录信息的装置以及车辆外信息的无线通讯的装置以达成。无线接收器可包括执法单位使用的手持式接收器/打印机，或其它接收器/记录器。在2003年12月以及2004年1月由Texas AdvancedOptoelectronic Solution，Inc.ofPlano，Texas所发表关于光-频转换科技的文章便是对此技术进行的阐明。
虽然多种不同的装置构形是可用于本发明的，根据图式以及内文叙述，本发明的装置主要包括感应/扫描监控装置、数据处理电子装置、显示单元、音讯警示装置、数据记录器、以及无线传送与接收能力。在新车辆中，其中在制造时即纳入本发明的特性，视像显示器设置为可提供驾驶员关于车道正前方的实时与适当的视像。其安装的位置可包括挡风玻璃旁的车架结构上，而其它位置若可提供驾驶员足够的可见度也适合安装。在新车辆中，相关电子装置以及线路是可加以隐蔽，其中关于售后的安装部分，包括无线传送电子装置的显示器与相关线路可被装设成可让驾驶员看见，且同时将对驾驶员的阻碍降至最低，并让其对驾驶员的可见程度最大化。虽未显示在图中，对于驾驶员以及显示区的视像监控与记录的装置也可纳入其中，以监控驾驶员而侦测潜在性的危险状况，例如低头或类似情况，以确定驾驶员是否处于警觉状态，以及判定给予驾驶员警示的时机是否恰当。
如图1所示，其是概括显示一内部装置配置(10)，其为实施本发明的最佳模式，其中驾驶员可看见监控所得的交通信号灯以及同车道前方车辆尾灯的状态。上述内部装置配置(10)可包括多种指示器，其是可展示任何传统的发光特性，以将信息以发光标记方式显示。举例而言，如图1、图2中虚线所示，所述的内部显示配置(10)包括光电二极管数组光色感应/扫描侦测器(11)，其包括交通信号灯感应/扫描仪(11a)以及尾灯感应器(11b)，设置在后视镜(12)背侧上，且设计为可连续监控所驾驶员车辆所接近的交通信号灯(13)以及任何同车道紧邻在前方车辆的尾灯(15)(参见图4)。感应器/扫描仪(11)可在经度方向(水平方向)以及海拔方向(垂直方向)扫描。Frazier在1994年8月23日获准的美国第5341141号专利对于在经度方向以及海拔方向的扫描有所阐述。
如图1所示，驾驶员警示显示单元(14)包括用于指示交通信号灯(13)颜色状态的视像指示器，即红色指示器(14a)以及黄色指示器(14b)，以及当同车道前方车辆尾灯(15)亮起时，用于显示一警示信号的视像指示器(14c)(参见图4)。每当有危险或潜在性的危险状况存在时，例如当指示器(14a、14b、14c)亮起时，也可选择性地使用音讯扬声器(14d)以警示驾驶员。由于警示信号提供驾驶员还多的反应时间，因此增加了车辆操作的安全性。根据本发明的电子装置(16)以及数据记录器(17)是以虚线显示，且在图6中有进一步的显示。其可设置在仪表板下方邻近“手套箱”的位置，然而，其也可设置在车辆中其它适当的位置。
显示单元(14)可为由具有足够强度以及弹力的材质所形成的一模塑构件，其具有由透光材质所形成的指示部(14a、14b、14c)。若有需要，所述的指示部(14a、14b、14c)的发光源可包括用于接收各别标记的装置，所述的标记可为一字母、数字、文字或其它标记，以可将显示在其上的信息客制化(customization)。因此，当每一指示部(14a、14b、14c)亮起时，则可显示其各别标记的信息，例如”TAIL”。每一发光源是连结在一特定所需的操作参数以被监控，当所述的参数到达一待显示的操作状态时，所述的发光源将亮起；否则，所述的发光源则不会亮起。虽然显示单元(14)的例已在前文中加以叙述，需注意的是，其可采用任何适当的构形，且可由任何适合的材质所组成，而外壳以及发光装置也可由现有技术来适当地决定。
图2、图3是显示本发明的一例，其中在后视镜(12)的背侧装设有光电二极管感应单元(11)，且所述的镜子(12)是设置在挡风玻璃(18)之内侧。感应器(11a)角度的仰升是设计为可适当地监控交通信号灯(13)，而感应器(11b)角度的俯降则设计为可适当地监控同车道紧邻在前方车辆的尾灯(15)。感应器(11a)角度的仰升以及感应器(11b)角度的俯降是相对于参数而加以决定，例如感应颜色辨识能力、监控停车灯号(13)以及尾灯(15)的所需距离等。当前方车辆煞车时以及与前方车辆距离过近时，对于同车道紧邻在前方车辆尾灯(15)的监控也可对于行驶在所述的紧邻在前方车辆的后方驾驶员起警示作用。当红色煞车灯亮起时，以及当被侦测到的亮度增加而显示尾灯是处在煞车模式时，行驶在后方的驾驶员将可被警示。虽然未显示在图中，在夜间或大雾或天候不佳时，本发明的装置扫描仪/感应器、微处理器以及显示器可被设计并写入程序而使的成为可使用红外线或其它感应装置，例如夜视或其它微光感应器，以对紧急闪烁光得以进行监控与反应。
图4是显示一交通信号灯(13)以及同车道连续接近车辆(18)的相对位置的例。根据本发明，感应器(11a)可依据参数而加以设计以及安置，例如视野、接收强度以及角度仰升等参数，如此，虽然处在可监控尾灯(15)的距离内，可使的不会对于尾灯(15)产生反应。同样地，虽然处在可监控前方车辆停车灯号所需的距离内，感应器(11b)也被设计并安置为不会对于同车道的交通信号灯(13)进行反应。
图5是显示一交通信号灯(13)颜色的连续变化，即绿色、黄色以及红色。因此，光电二极管(11a)被设计为具有光-频转换性质，以通过光-频转换器而辨识黄色以及红色，并产生一讯号以适当地使指示器(14a、14b)亮起。当交通信号灯(13)由绿色转变为黄色时，指示器(14b)将会亮起；当交通信号灯(13)由黄色转变为红色时，指示器(14a)将会亮起，而此时指示器(14b)则可根据需要关闭或延长其亮起的时间。当交通信号灯(13)由红色转变为绿色时，感应器(11a)将无反应，因此指示器(14a、14b)也将不再亮起。
虽未显示在图中，本发明的一实施例可包括一构形，其中，感应器(11a)是设计为仅能辨识绿色，而当绿色未被侦测到时，本发明的电子装置则可对驾驶员发出警示。在此例中，驾驶员可被警示有黄灯或红灯的出现并相应地作出反应。根据上述构形，本发明的装置必须有所变还，也即，显示器(14)将不再包括黄灯显示器(14b)等。在另一实施例中，本发明的装置扫描仪/感应器、微处理器以及显示器可被设计并写入程序而使的成为可利用红外线或其它感应装置，如夜视或其它微光感应器，以对紧急闪烁光得以进行监控与反应。
图6为一功能方块图，其是显示根据本发明的电子电路以及装置(16)。图中显示有用于接收交通信号灯的感应器(11a)的透镜(20)、用于接收尾灯(15)的感应器(11b)的透镜(21)、各自的光电二极管数组(22、23)以及各自的颜色侦测电子装置(24、25)。所述的颜色侦测电子装置(24、25)所输出的信息是送至颜色光-频转换器(26)。而所产生的电子频率则送至微处理器或控制器(27)。如现有技术所知，所述的微处理器(27)包括用于控制多种功能的电路，且可被设计为一集成电路或其它类似的数据分析装置。根据本发明，所述的微处理器(27)是接收产生自颜色光-频转换器(26)的频率，且加以响应而传送出适当的讯号以使相关显示指示器(14a、14b)以及/或指示器(14c)亮起，并启动扬声器(14d)。此外，也包括有一电源以及接地。装置操作数据被送至车辆上的记录器(17)，若有需要，其可具有无线传输能力，而可将所选取的数据无线传送至车辆外的接收器。
图7是显示无线传送所选取的数据的使用，以及由车辆外接收器接收所述的数据，例如手持式接收器/打印机。图中显示的本发明的电子电路以及装置(16)包括记录器(17)以及手持式接收器/打印机(30)。所述的接收器/打印机(30)以及车辆上的记录器(17)可设计为局部“插入式”通讯以及无线通讯。虽然未显示在图中，无线接收器可装设在其它车辆上，例如执法单位的车辆，以监控安全管理。此是需要将一接收器以及特殊电子装置装设在执法单位的车辆上。若将一全球定位系统纳入，则车辆上的传送器则可设计为得播送车辆位置信息。
本发明是提供用于监控交通信号灯以及同车道紧邻在前方车辆尾灯的装置以及方法；且根据预设的准则以及规范，当出现不被接受的异常时，也可提供向驾驶员显示或传达所述的状态或向驾驶员警示的装置。作为对于可接受讯号表示的撤销或终止能力的一部分，音讯讯号可使用来警示车辆的操作者。也可将所选取的信息以无线通讯传至车辆外的接收器。一般而言，本发明可用于避免车辆碰撞、交通控制、事故侦测以及安全管理。
权利要求
1.一种用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于其包括颜色侦测器，用于侦测交通灯信号颜色—红色、黄色以及绿色；复数个警示器，包括一视觉显示器以及一音讯扬声器；色-频转换器，用于将上述交通信号灯颜色各自转变为电子频率；处理控制装置，其根据上述颜色侦测器所侦测到的颜色而处理上述频率，并产生讯号以启动所述的警示器，以警示车辆驾驶员有不安全交通状况发生；以及其中，当上述颜色侦测器所侦测到的颜色为红色时，则启动所述的警示器。
2.根据权利要求1所述用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于所述的颜色侦测器包括至少一个光电二极管数组，用以侦测上述交通信号灯颜色。
3.根据权利要求1或2所述用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于其是设计为当所述的颜色侦测器未侦测到绿色时，则启动所述的警示器。
4.根据权利要求1所述用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于还包括用于监控紧邻在前的车辆的尾灯颜色的颜色侦测器，其根据由上述颜色侦测器所侦测到的颜色，而将所述的尾灯颜色各自转变为电子频率并处理所述的频率，以警示驾驶员有不安全的交通状况发生。
5.根据权利要求1或2所述用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于还包括一用于可存取地储存处理过的信息的数据记录器，以及用以传送所述处理过的信息的无线装置，而使车辆外的接收器接收到所述的信息。
6.根据权利要求1所述用于监控交通信号灯的车辆安全装置，其特征在于还包括一位于上述车辆内用以监控驾驶员的实时影像记录器，以及一用于确定上述车辆位置的全球定位器。
7.一种车辆安全机构，其特征在于其包括光电二极管颜色扫描仪，用以侦测所选取的颜色；一色-频转换器，用以将上述颜色各自转变为电子频率；一微处理器，用于处理上述各频率，以及产生代表所述的颜色的讯号；影像显示器，其根据上述光电二极管颜色扫描仪所侦测到的颜色，而警示所述的车辆驾驶员有不安全的交通状况发生。其中所述的光电二极管颜色扫描仪是侦测连续的交通信号灯颜色以及紧邻在前方车辆的尾灯颜色。
8.根据权利要求7所述的车辆安全机构，其特征在于当所述的颜色侦测器侦测到红色时，则启动所述的警示器。
9.根据权利要求7或8所述车辆安全机构，其特征在于其设计为当所述的颜色侦测器未侦测到绿色时，则启动所述的警示器。
10.根据权利要求7或8项所述车辆安全机构，其特征在于还包括音讯器，用于警示所述的驾驶员有不安全交通状况发生。
11.根据权利要求7所述车辆安全机构，其特征在于还包括用以储存经由处理频率所得的代表各颜色讯号的记录器，以及用以传送所述的讯号的无线电装置。
12.一种用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于其包括用于监控来自至少一个监视器的交通信号灯颜色的装置；用于将上述交通信号灯颜色各自转变为电子频率的装置；一微处理器，其是根据预先选取的要件以处理上述电子频率，且将异常讯号传送至至少一个显示警示装置，其设置为根据上述用于监控交通信号灯颜色装置所侦测到的颜色，以警示车辆的驾驶员；以及当上述用于监控交通信号灯颜色的装置侦测到红色时，至少一个警示器将被激活。
13.根据权利要求12所述用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于其设计为，当上述用于监控交通信号灯颜色的装置未侦测到绿色时，则启动至少一个警示器。
14.根据权利要求12所述用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于所述的交通信号灯颜色包括交通停车灯号颜色以及紧邻在前方车辆的尾灯颜色。
15.根据权利要求14所述用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于其包括一用于储存处理过的颜色侦测信息的储存媒体，以及用于传送所述的信息至所述的车辆外的观测者的无线装置。
16.根据权利要求12所述用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于至少一个监视器为位于上述车辆内部的实时影像记录器。
17.根据权利要求12所述用于监控并散播车用交通信号灯信息的车用装置，其特征在于还包括一全球定位器，用于确定上述车辆的位置。
18.一种用在一车辆的交通装置，其特征在于其包括扫描仪，用于侦测所选取的颜色；用于将上述颜色各自转变为电子频率的装置；用于处理上述频率以及产生代表上述颜色的电子讯号的装置；响应上述电子讯号的警示装置，其依据上述扫描装置所侦测到的颜色，以警示上述车辆的驾驶员有不安全的交通状况发生；以及其中上述扫描仪是侦测连续的交通信号灯颜色，且当上述扫描装置未侦测到一安全通行颜色时，则将启动上述警示器。
19.根据权利要求18所述用在一车辆的交通装置，其特征在于所述的安全通行颜色为绿色。
20.根据权利要求18所述用在一车辆的交通装置，其特征在于所述的扫描仪是侦测紧邻在前方车辆的尾灯颜色，且当上述扫描仪侦测到一不安全的尾灯颜色时，所述的警示器将被启动。
21.根据权利要求20所述用在一车辆的交通装置，其特征在于所述的不安全尾灯颜色为红色。
22.根据权利要求18所述用在一车辆的交通装置，其特征在于所述的装置是包括用于储存处理过的颜色侦测信息的装置以及用于将所述的信息无线传送至车辆外的装置。
全文摘要
本发明为一种交通安全装置，其包括用于监控交通讯号状态以及同车道上紧邻在前方车辆尾灯的光－频转换器，当侦测到不安全的交通状况时，可对驾驶员发出视像上或音讯上的警示讯号。所述的监控所得的信息可实时记录在所驾驶的车辆内，若有需要，也可无线传送至车辆外的接收器。通过将信息记录在车辆内，可建立一过往操作记录，其对于例如交通事故重建的使用是十分重要，其中经由无线传出的信息可记录在如执法等单位；如此，除可提供违规驾驶员的证明文件外，也可做为一附加的交通安全措施。
文档编号G08G1/00GK101084137SQ200580043784
公开日2007年12月5日 申请日期2005年11月3日 优先权日2004年12月20日
发明者德·T·多恩 申请人:德·T·多恩