安装在机动车内数字化交通信号接收装置及信号接收方法
【专利摘要】安装在机动车内数字化交通信号接收装置及信号接收方法。本发明组成包括:汽车内视镜（1），汽车内视镜背面安装有红光接收头组件（3）、绿光接收头组件（4），红光接收头组件包括放大及解调模块A（7）、遮光罩A（5）、红光光学滤色片，绿光接收头组件包括放大及解调模块B（8）、遮光罩B（6）、绿光光学滤色片，微处理器（9）分别与放大及解调模块A、放大及解调模块B、蓝牙模块（10）、蓝牙启动开关（11）、复位开关（12）、蓝牙状态LED（13）、电池（14）连接，蓝牙模块与安装有配套的数字化交通信号处理软件的交通信号多媒体终端设备（15）通过蓝牙方式无线连接。本发明用于交通信号的数字化。
【专利说明】安装在机动车内数字化交通信号接收装置及信号接收方法
[0001]【技术领域】:
本发明涉及一种安装在机动车内数字化交通信号接收装置及信号接收方法。
[0002]【背景技术】:
当前交通信号体系可分为动态交通信号(随时间有序变化的红、绿、灯信号);与道路空间相关的静态交通标例如:慢行、限行、禁行、前方施工慢行、前方施工禁行、限高5米、最大载重量40吨等约150种交通标示；交警常用随机的指挥信号，例如靠边停车、左转、右转等；机动机动车信号例如:左转、右转、减速、停车、变道提示等，上述信号体系是为人识别设计的信号系统，靠人的眼去识别。高速公路、城市道路状态各异的交通信号灯、繁多的交通识别标记、汽车的信号灯，和交警的现场指挥手势分散了驾驶人员对道路的注意力，由于驾驶人员对交通信息识别不及时和识别错误是道路拥堵和各类交通事故的原因之一，人类已经进入数字化的信息时代，而现代化的交通工具的信号系统还处在落后的单一人识别状态。这种通过人的眼睛去识别的传统方式已经满足不了当前交通发展的要求，尤其是今后自动驾驶车辆对交通信号的识别与处理在国内外还处于空白状态。当前需要一种借助电子技术、可数字化的辅助识别的与现有信号系统兼容的交通信息的接收装置和方法，这种方式应不改变现有交通体系的属性、不改变人们已经熟悉的信号识别方式。
[0003]
【发明内容】
:
本发明的目的是提供一种安装在机动车内数字化交通信号接收装置及信号接收方法。
[0004]上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种安装在机动车内数字化交通信号接收装置，其组成包括:汽车内视镜，所述的汽车内视镜背面安装有红光接收头组件、绿光接收头组件，所述的红光接收头组件包括放大及解调模块A、遮光罩A、红光光学滤色片，所述的绿光接收头组件包括放大及解调模块B、遮光罩B、绿光光学滤色片，微处理器分别与所述的放大及解调模块A、所述的放大及解调模块B、蓝牙模块、蓝牙启动开关、复位开关、蓝牙状态LED、电池连接，所述的蓝牙模块与安装有配套的数字化交通信号处理软件的交通信号多媒体终端设备通过蓝牙方式无线连接。
[0005]所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置，所述的交通信号多媒体终端设备采用GPS设备、平板电脑、手机或汽车电脑，所述的交通信号多媒体终端设备通过蓝牙启动开关建立连接状态，所述的交通信号多媒体终端设备的显示屏幕显示2路动态的交通信号信息:马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息和同时可显示的3个静态交通标示信息；I路交警指挥信息；所述的交通信号多媒体终端设备的声音提示为I路交通信号信息、或I个交通标示信息或I个交警指挥信息。
[0006]所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置，所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件和控制电路安装在车后窗上的独立接收装置内。
[0007]—种安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件接收调制在56KHz或更高调制频率的红和绿交通信号LED灯、交通标示红和绿LED灯、交警指挥棒红和绿LED灯发出的交通编码信号，并通过光学滤色片、镜头和遮光罩进行接收区域选择、光学滤光，对接收的信号进行放大、解调、转换为串行信号并分别输入到微处理器的In-1和In-2 ;所述微处理器对上述接收到的串行信号进行纠错、译码并转换为蓝牙格式，通过蓝牙连接开关启动蓝牙模块，蓝牙状态LED显示连接状态，以无线方式传输到所述GPS设备、平板电脑或手机，复位开关用于清理微处理器内接收的交通编码信息。
[0008]所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，所述的交通信号接收装置接收的交通编码信息的编码格式为PWM或PPM，在同时接收到多个交通编码信号时，处理及显示顺序为交警常用交通指挥编码信息、动态的交通信号灯信息、静态交通标示信息，交警常用信息在所述安装有可见光接收组件和控制电路的汽车内视镜；安装在车后窗上的接收装置都可接收，所述数字化交通信号处理软件在由于信号被遮挡而不能接收连续信号时，对倒计时数据进行自动处理，在红和绿灯信号遮挡期间，在大于I秒时倒计时自动减I秒，保证倒计时数据的连贯性，保持与现场信号灯计时的同步。
[0009]有益效果:
本发明的优点是将接收装置安装在机动车前风挡玻璃的内视镜内不占用驾驶室空间、信息处理和显示利用现有GPS设备、平板电脑、手机和车载计算机大大降低成本，一机多用，成本低廉，结构简单，且投资小，回报大。对交通信号进行人眼和接收装置的双重识别，可大大减轻司机的疲劳，降低交通事故。实现交通信号的数字化，为将来的自动驾驶中对交通信息的识别提供一种有效解决方案。
[0010]【专利附图】
【附图说明】:
附图1是本发明的汽车内视镜的结构示意图。
[0011]附图2是附图1的后视图。
[0012]附图3是附图1的俯视图。
[0013]附图4是本发明的控制电路的示意图。
[0014]附图5是本发明的交通信号多媒体终端设备屏幕显示示意图。图中，16为时间信息，18为交通标示信息，19为交警指挥信息。
[0015]【具体实施方式】:
实施例1:
一种安装在机动车内数字化交通信号接收装置，其组成包括:汽车内视镜1，所述的汽车内视镜背面安装有红光接收头组件3、绿光接收头组件4，所述的红光接收头组件包括放大及解调模块A，件号:7、遮光罩A，件号:5、红光光学滤色片，所述的绿光接收头组件包括放大及解调模块B，件号:8、遮光罩B，件号:6、绿光光学滤色片，微处理器9分别与所述的放大及解调模块A、所述的放大及解调模块B、蓝牙模块10、蓝牙启动开关11、复位开关12、蓝牙状态LED，件号:13、电池14连接，所述的蓝牙模块与安装有配套的数字化交通信号处理软件的交通信号多媒体终端设备15通过无线信号连接。
[0016]实施例2:
根据实施例1所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置所述的交通信号多媒体终端设备采用GPS设备、平板电脑、手机或汽车电脑，所述的交通信号多媒体终端设备通过蓝牙启动开关建立连接状态，所述的交通信号多媒体终端设备的显示屏幕显示2路动态的交通信号信息:马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息和同时可显示的3个静态交通标示信息；1路交警指挥信息；所述的交通信号多媒体终端设备的声音提示为I路交通信号信息、或I个交通标示信息或I个交警指挥信息。
[0017]实施例3:
根据实施例1或2所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置，所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件和控制电路安装在车后窗上的独立接收装置内。
[0018]实施例4:
上述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件接收调制在56KHz或更高调制频率的红和绿交通信号LED灯、交通标示红和绿LED灯、交警指挥棒红和绿LED灯发出的交通编码信号，并通过光学滤色片、镜头和遮光罩进行接收区域选择、光学滤光，对接收的信号进行放大、解调、转换为串行信号并分别输入到微处理器的In-1和In-2 ;所述微处理器对上述接收到的串行信号进行纠错、译码并转换为蓝牙格式，通过蓝牙连接开关启动蓝牙模块，蓝牙状态LED显示连接状态，以无线方式传输到所述GPS设备、平板电脑或手机，复位开关用于清理微处理器内接收的交通编码信息。
[0019]实施例5:
根据实施例4所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，所述的交通信号接收装置接收的交通编码信息的编码格式为PWM或PPM，在同时接收到多个交通编码信号时，处理及显示顺序为交警常用交通指挥编码信息、动态的交通信号灯信息、静态交通标示信息，交警常用信息在所述安装有可见光接收组件和控制电路的汽车内视镜；安装在车后窗上的接收装置都可接收，所述数字化交通信号处理软件在由于信号被遮挡而不能接收连续信号时，对倒计时数据进行自动处理，在红和绿灯信号遮挡期间，在大于I秒时倒计时自动减I秒，保证倒计时数据的连贯性，保持与现场信号灯计时的同步。
[0020]实施例6:
所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，包括:安装有可见光接收组件和控制电路的汽车内视镜(I);(可选择的)安装在车后窗上的独立接收装置
(2)，上述2个接收装置除安装位置不同外软硬件结构相同；配有蓝牙模块、安装有配套的数字化交通信号处理软件的GPS设备、平板电脑、手机或汽车电脑(15)。所述控制电路安装在所述汽车内视镜(I)内；红调制光接收组件(3)和绿调制光接收组件(4)安装在汽车内视镜背面并分别连接所述内视镜内控制电路中微处理器(9)的In-1和In-2。蓝牙连接开关(11);显示复位开关(12);工作状态显示LED和蓝牙状态LED (13)安装在内视镜的正面并分别与所述控制电路的微处理器(9)接口 In-3、In-4、0ut-l和0ut_2连接。所述微处理器的串口(232)连接蓝牙模块(10);通过蓝牙方式连接具有操作系统的安装有配套数字化交通信号接收软件的GPS设备、平板电脑、手机或汽车电脑(15)通过数字化交通信号处理软件对接收的数字交通信息进行图形化和文字显示或用语音方式输出。电池(14)为上述电路提供电源。
[0021]所述红调制光接收组件(3)包括:红光光学滤色片、镜头和遮光罩(5)红调制光接收、放大及解调模块(7);绿调制光接收组件(4)包括:绿光光学滤色片、镜头和遮光罩(6)绿调制光接收、放大及解调模块(8)。所述接收组件接收调制在56KHz(或更高调制频率)的红和绿交通信号LED灯、交通标示红和绿LED灯、交警指挥棒红和绿LED灯发出的交通编码信号，并通过所述光学滤色片、镜头和遮光罩(5)和(6)对其进行接收区域选择、光学滤光，对接收的信号进行放大、解调、转换为串行信号并分别输入到微处理器(9)的In-1和In-2 ；所述微处理器对上述接收到的串行信号进行纠错、译码并转换为蓝牙格式，通过蓝牙连接开关(II)启动蓝牙模块，蓝牙状态LED(13)显示连接状态，以无线方式传输到所述GPS设备、平板电脑或手机(15)。复位开关(12)用于清理微处理器(9)内接收的交通编码信息。
[0022]所述的通过蓝牙连接的具有操作系统的GPS设备平板电脑、手机或汽车电脑(15)内安装有与上述交通信号接收装置配套的数字化交通信号处理软件，通过蓝牙连接开关
(11)建立连接状态，将接收的蓝牙格式交通编码信号转换为多媒体信息，用图形、文字和音频方式显示和输出，其中包括:可同时显示2路动态的交通信号信息即马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及上述3个倒计时时间信息(16)和(17)、可同时显示3个静态的交通标示信息(18) ；1路交警指挥信息(19)，声音提示为I路交通信号信息、I个交通标示信息和I路交警指挥信息。
[0023]所述的交通信号接收装置可接收的交通编码信息的编码格式为交通信号灯内的交通编码信息输出控制装置所提及的编码方式。在同时接收到多个交通编码信号时，处理及显示顺序为交警常用交通指挥编码信息、动态的交通信号灯信息、静态交通标示信息。交警常用信息在所述安装有可见光接收组件和控制电路的汽车内视镜(I);安装在车后窗上的接收装置(2)都可接收。所述数字化交通信号处理软件可以在由于信号被遮挡而不能接收连续信号时，对倒计时数据进行自动处理，在红和绿灯信号遮挡期间，在大于I秒时倒计时自动减I秒，保证倒计时数据的连贯性，保持与现场信号灯计时的同步。
[0024]交通信号灯内的交通编码信息输出控制装置的控制模块的交通指令编码方法如下:由以下六部分组成:引导码；交通信号编码；动态计时码-1数据；动态计时码-2数据；动态计时码-3数据；静态数据。所述交通信号编码根据交通信号功能的不同分为4类即:动态交通信号类(用于动态的交通信号灯编码，指令码范围:01-1F);静态交通标示类(对应于静态的交通标示编码，指令码范围:20-BF);交警常用指挥类(安装在交警指挥棒或警车上的红和绿LED灯，由人控制发出的控制指令编码，指令码范围:C0-CF);机动车信号类(机动车内安装的交互式交通信号收发装置发出的编码，指令码范围:D0-FE)。
[0025]所述的动态交通信号编码一次完整循环的地址范围在01至1F，最多为31种编码组合；所述一条动态编码由6个8位2进制组成，连续输出2遍其中I遍可以是反码，编码格式:PWM或PPM。在一个信号灯状态，由干个动态编码构成，间隔I秒输出一次。
[0026]所述动态编码的动态计时码-1 ;动态计时码-2 ;动态计时码-3在上述动态交通信号编码(01-1F)范围内为当前红灯、绿灯开启时间的倒计时时间码，每秒刷新I次，倒计时数据减I (一个状态最大计数范围在0-254秒)，当上述任意一个倒计时数据=0时，本交通信号状态结束。所述静态数据码，在所述的交通信号指令码地址在01-1F范围内数据为00时，为本组交通信号指令码无效，自动转入下一条指令；数据的第一位为Xl-XF时是黄灯亮I至16秒的参数。数据的第二为IX-FX时为同一条马路的信号灯地址。
【权利要求】
1.一种安装在机动车内数字化交通信号接收装置，其组成包括:汽车内视镜，其特征是:所述的汽车内视镜背面安装有红光接收头组件、绿光接收头组件，所述的红光接收头组件包括放大及解调模块A、遮光罩A、红光光学滤色片，所述的绿光接收头组件包括放大及解调模块B、遮光罩B、绿光光学滤色片，微处理器分别与所述的放大及解调模块A、所述的放大及解调模块B、蓝牙模块、蓝牙启动开关、复位开关、蓝牙状态LED、电池连接，所述的蓝牙模块与安装有配套的数字化交通信号处理软件的交通信号多媒体终端设备通过蓝牙方式无线连接。
2.根据权利要求1所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置，其特征是:所述的交通信号多媒体终端设备采用GPS设备、平板电脑、手机或汽车电脑，所述的交通信号多媒体终端设备通过蓝牙启动开关建立连接状态，所述的交通信号多媒体终端设备的显示屏幕显示2路动态的交通信号信息:马路一侧的2组的3个信号灯的红、绿、黄信息及其3个倒计时时间信息和同时可显示的3个静态交通标示信息；1路交警指挥信息；所述的交通信号多媒体终端设备的声音提示为I路交通信号信息、或I个交通标示信息或I个交警指挥信息。
3.根据权利要求1或2所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置，其特征是:所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件和控制电路安装在车后窗上的独立接收装置内。
4.一种权利要求1至3所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，其特征是:所述的红光接收头组件、所述的绿光接收头组件接收调制在56KHz或更高调制频率的红和绿交通信号LED灯、交通标示红和绿LED灯、交警指挥棒红和绿LED灯发出的交通编码信号，并通过光学滤色片、镜头和遮光罩进行接收区域选择、光学滤光，对接收的信号进行放大、解调、转换为串行信号并分别输入到微处理器的In-1和In-2 ;所述微处理器对上述接收到的串行信号进行纠错、译码并转换为蓝牙格式，通过蓝牙连接开关启动蓝牙模块，蓝牙状态LED显示连接状态，以无线方式传输到所述GPS设备、平板电脑或手机，复位开关用于清理微处理器内接收的交通编码信息。
5.根据权利要求4所述的安装在机动车内数字化交通信号接收装置的信号接收方法，其特征是:所述的交通信号接收装置接收的交通编码信息的编码格式为PWM或PPM，在同时接收到多个交通编码信号时，处理及显示顺序为交警常用交通指挥编码信息、动态的交通信号灯信息、静态交通标示信息，交警常用信息在所述安装有可见光接收组件和控制电路的汽车内视镜；安装在车后窗上的接收装置都可接收，所述数字化交通信号处理软件在由于信号被遮挡而不能接收连续信号时，对倒计时数据进行自动处理，在红和绿灯信号遮挡期间，在大于I秒时倒计时自动减I秒，保证倒计时数据的连贯性，保持与现场信号灯计时的同步。
【文档编号】G08G1/0962GK103886767SQ201410144659
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】张伟, 汪东丽, 徐丹, 张金傲 申请人:黑龙江大学