一种适用于高速公路的车载信息监测装置的制作方法

本发明涉及交通管理的技术领域，尤其涉及一种适用于高速公路的车载信息监测装置。

背景技术：

随着我国高速公路建设的不断发展和公路市场改革的不断深入，交通基础设施建设项目尤其是高速公路项目覆盖范围越来越广。与此同时，城市道路及高速公路车辆超速行驶现象、低速行使、频繁变道现象等非常普遍，因此交通事故频频发生，每年的直接经济损失近几千万元，同时也给人民群众的人身安全带来了严重的威胁。所以整治交通秩序，减少超速行为，确保交通安全是当务之急。

目前我国高速公路大部分采用基于雷达或图像处理的监测车辆技术，即在高速公路某些固定点安装雷达测速装置或者摄像头，通过雷达接收到的反射波频移量的计算而得出被测车辆的运动速度，或者通过摄像头拍摄的图像判断车速或频繁变道。其中，基于图像处理的监测车辆的方法易受天气影响，在浓雾天气、雨雪、晚上等情况下测速准确性较低；雷达测速对测速角度要求苛刻、车速测量误差大，且很多司机在已知有监控的情况下，一发现前方有电子眼就立即规范行使，慢慢通过电子眼后又开始超速行驶或频繁变道，这样不能实现全局检测，易躲避性强，超速和频繁变道事件仍时有发生。近期有些省份实行区间监测技术，即通过采集车辆经过两位置点的通行信息(包括时间、车牌等)，结合两点间距离与通行时间计算出平均车速从而判断有没有超速或低速行为。虽然区间测速有效避免了定点测速易逃避的缺点，但其通过计算平均速度的方法判断超速仍具有其局限性：超速人员可以通过在服务区长时间停留等方式延长通行时间降低平均车速以逃避惩罚；判断准确度依赖定点测速装置的安放数量，但测速装置的成本高，大范围普及实现全程测速需要高投入，不利于实施。

如公开号为CN207115757U的专利公开了一种高速公路低速行驶检测取证系统，包括控制器、摄录器和测速仪，所述摄录器数量大于等于两个，所述摄录器包括视频模块和拍照模块，所述摄录器和控制器电性连接，并受其控制；所述测速仪将车辆速度数据传输到控制器，所述控制器预设了最低车辆行驶值，控制器根据测速仪传输的速度数据与预设的最低车辆行驶值的对比结果，来控制摄录器的启动与关闭；本实用新型提供了一种成本较低、防止追尾事故，且取证数据绝对真实的一种高速公路低速行驶检测取证系统。虽然其可以检测车辆是否低速行驶，但是其依然采用传统的测速仪、视屏模块、拍照模块，依然不能有效的解决高速公路行使所存在的问题，无法保证行车的安全。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种适用于高速公路的车载信息监测装置，可以实时监测和采集车辆行驶的信息，包括车速、车道信息等，从而实现对车辆全程的监测并及时提醒。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于高速公路的车载信息监测装置，包括：测速模块、射频通信模块、处理模块、提示模块；

所述测速模块，用于采集车辆行驶的实时速度；

所述射频通信模块，用于接收高速公路发送的无线信号；

所述处理模块，与所述测速模块、射频通信模块连接，用于对接收到的无线信号与采集的车辆行驶的实时速度进行处理，并生成处理结果；

所述提示模块，与所述处理模块连接，用于根据处理结果产生提示信息。

进一步的，还包括车辆信息采集模块；

所述辆信息采集模块，用于获取车辆的信息；其中，车辆信息包括车型、车牌。

进一步的，所述高速公路设置有射频模块；所述接收高速公路发送的无线信号是接收设置于高速公路旁的射频模块发送的无线信号。

进一步的，所述接收到的无线信号包括车道信息、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。

进一步的，所述处理模块中对接收到的无线信号与采集的车辆行驶的实时速度进行处理是根据接收到的当前路段的最高速值、最低速值对所述车辆行驶的实时速度进行判断；若高于当前路段的最高速值，则为超速行驶；若低于当前路段的最低速值，则为低速行驶；若处于当前路段最高速值与最低速值之间，则为正常行驶。

进一步的，所述提示模块包括声音提示、振动提示、灯光提示。

进一步的，若当前车速为超速行驶或当前车速为低速行驶时，通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示；若当前车速为正常行驶时，不做提示。

进一步的，还包括显示模块；

所述显示模块，用于显示当前车辆所处的车道信息、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。

进一步的，所述车道信息是通过RSSI值进行判断的。

本发明还提供一种基于高速公路的车载信息监测装置的警示方法，包括一种适用于高速公路的车载信息监测装置。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明采用的测速模块可以实时监测车辆的行驶速度，且稳定性强，精确度高。

2、本发明还包括接收当前车辆所处的车道信息，可以使驾驶员准确得知车辆所处的位置。

3、车载装置中的处理模块实现了当前测速与当前路段的最高速值与最低速值的判断，并将超速或低速的结果告知驾驶员，可以及时提醒驾驶员。

4、本发明的车载装置可以提高高速公路的行车安全，有效避免事故的发生。

附图说明

图1是实施例一提供的一种适用于高速公路的车载信息监测装置的结构图；

图2是实施例一提供的车载装置与第二射频通信模块进行双向无线通信的原理图；

图3是实施例四提供的一种基于高速公路的车载信息监测装置的车辆防追尾原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种适用于高速公路的车载信息监测装置。

实施例一

本实施例提供一种适用于高速公路的车载信息监测装置，如图1所示，包括：测速模块11、射频通信模块12、处理模块13、提示模块14；

所述测速模块11，用于采集车辆行驶的实时速度；

所述射频通信模块12，用于接收高速公路发送的无线信号；

所述处理模块13，与所述测速模块11、射频通信模块12连接，用于对接收到的无线信号与采集的车辆行驶的实时速度进行处理，并生成处理结果；

所述提示模块14，与所述处理模块13连接，用于根据处理结果产生提示信息。

需要说明的是，车载装置即为车辆进出高速时使用的通行卡；本实施例将通行卡通过改造成为车载装置。

在本实施例中，车载装置还包括车辆信息采集模块；

车辆信息采集模块，用于获取车辆的信息；其中，车辆信息包括车型、车牌。

当车辆进入高速公路时，发放的车载装置与车辆信息建立关联，其中，车型包括小轿车、大卡车、特殊车辆，其中特殊车辆如救护车、消防车等。

测速模块11，用于采集车辆行驶的实时速度。

在本实施例中，测速模块采用的是测速传感器，将测速传感器置于车载装置内，可实现对车辆的实时测速。

射频通信模块12，用于接收高速公路发送的无线信号。

在本实施例中，高速公路旁设置有射频模块，；所述接收高速公路发送的无线信号是接收设置于高速公路隔离带的射频模块发送的无线信号，其中，通过设置屏蔽机构，使高速公路旁的射频模块呈喇叭状定向收发无线信号。

在本实施例中，为了方便理解本发明的具体实施方式，本实施例将设置于车载装置内的射频通信模块称为第一射频通信模块；将设置于高速公路隔离带的射频模块称为第二射频通信模块。第一射频通信模块与第二射频通信模块进行双向无线通信。

第二射频通信模块等间距的设置于高速公路隔离带。在本实施例中，在高速公路的普通路段，按照一定的距离，等间距的设置第二射频通信模块；在事故易发路段，可以相对密集的设置第二射频通信模块。

处理模块13，与测速模块、第一射频通信模块连接，用于对接收到的无线信号与采集的车辆行驶的实时速度进行处理，并生成处理结果；

在本实施例中，采集的车辆行驶的实时速度为通过测速传感器检测的车辆的实时速度。

接收到的无线信号包括车道信息、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。其中，车道信息包括应急车道、超车道、行车道。

在本实施例中，第二射频通信模块中存储有各车道的基本信息；其中，各车道的信息包括各车道与高速公路隔离带距离的RSSI值、各车道的宽度、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。

在本实施例中，车辆进入高速公路时，发放的车载装置与车辆信息建立关联，车载装置的第一射频通信模块实时向第二射频通信模块发送请求信号，第二射频通信模块接收到信号后，即读取到车辆的车型、车牌，同时通过信号强度便可获取到无线信号的RSSI值。。一般地，无线信号的RSSI值大小与通信双方距离大小有关，距离越大，信号越弱，RSSI值越小；通过RSSI值，可判断出车辆与隔离带的横向距离，从而判断出车辆处于哪个车道。

第二射频通信模块通过获取到的RSSI值与预存的各车道与高速公路隔离带距离的RSSI值进行比较，进而确定该车辆所处的车道信息(应急车道、超车道、行车道)，当得知车辆所述的车道信息后，将存储的当前路段的最高速值、最低速值以及车道信息发送给车载装置。如当前车辆为小轿车，处于行车道，当前路段的最高速值为120km/h，最低速值为60km/h。

当车载装置接收到的第二射频通信模块发送的无线信号后，车载装置中的处理模块对接收到的车道信息与采集的车辆行驶的实时速度进行处理，当车辆行驶的车速在最高速值于最低速值之间时，如车速为100km/h，则为正常行驶，不做处理；当车辆行驶的车速大于最高速值时，如160km/h，则为超速行驶，获取车辆的超速信息；当车辆行驶的车速小于最低速值时，如40km/h，则为低速行驶，获取车辆的低速信息。

本实施例还包括，若当前车辆为小轿车时，获得的车道信息为其处于应急车道，则记录其所处的车道信息及位置信息。

若当前车辆为大卡车，获得的车道信息为其处于超车道，若当前路段位置不允许大卡车进入超车道，则记录其所处的车道信息及位置信息。

若当前车辆为救护车，获得的车道信息为其处于应急车道，则不作处理。

需要指出的是，如图2所示，Mi、Mi+1、Mi+2为等间距设置的第二射频通信模块，其中i≥1，设车辆C1当前处于Mi的信号收发覆盖范围内，设高速公路通行方向中的一个超车道的宽度、一个行车道的宽度、一个应急道的宽度合计约为11m，设车辆C1长度约为5m，根据射频信号在空气中的传播速度，经过计算可知，即便考虑到通信过程中相关软硬件的响应速度，也足以保证车辆C1经过Mi时，两者之间完成一次有发有收的完整的无线通信过程。

但为了杜绝车辆C1漏收第二射频通信模块Mi的应答信号，确保通信无误，也可以采用另一种方案，其完整过程为：车辆C1发送请求信号，第二射频通信模块Mi接收到后立刻通知其前方(车辆行驶方向)的下一个第二射频通信模块(Mi+1)，或下一批第二射频通信模块(Mi+1、Mi+2)，令下一个/批模块开始定周期发送应答信号，随着车辆的行驶，必然会有至少1个第二射频通信模块发送的应答信号被车辆收到。

需要说明的是，各个第二射频通信模块通过移动公网无线通信模块(如4G模块等)或有线(如485等)进行通信连接。在本实施例中，对各个第二射频通信模块之间如何通信不做限定。

提示模块14，与处理模块连接，用于根据处理结果产生提示信息。

其中，提示模块包括声音提示、振动提示、灯光提示。

若生成的处理结果为超速行驶，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员；若生成的结果为正常行驶时，则不做提示；若生成的处理结果为低速行驶，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

在本实施例中，若当前车辆为小轿车时，获得的车道信息为其处于应急车道，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

若当前车辆为大卡车，获得的车道信息为其处于超车道，若当前路段位置不允许大卡车进入超车道，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

若当前车辆为救护车，获得的车道信息为其处于应急车道，则不作提示。

在实际应用中，不仅限于本实施例提出的行驶情况，在本实施例公开的技术方案的基础上，很多的情况都不难分析，在此不再赘述。

本实施例还包括显示模块，用于显示当前车辆所处的车道信息、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。

当接收到第二射频通信模块发送的无线信号后，显示当前车辆所处的车道信息、当前路段的最高速值、当前路段的最低速值。如显示当前车辆处于行车道、当前路段的最高速值为120km/h，最低速值为60km/h，便于驾驶员及时调整当前车速和所述车道。

需要说明的是，车载装置实时接收第二射频通信模块发送的无线信号，因此，显示模块会根据接收到的无线信号及时更新所显示的内容。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本实施例采用的测速模块可以实时监测车辆的行驶速度，且稳定性强，精确度高。

2、本实施例还包括接收当前车辆所处的车道信息，可以使驾驶员准确得知车辆所处的位置。

3、车载装置中的处理模块实现了当前测速与当前路段的最高速值与最低速值的判断，并将超速或低速的结果告知驾驶员，可以及时提醒驾驶员。

4、本实施例的车载装置可以提高高速公路的行车安全，有效避免事故的发生。

5、本实施例根据不同类型车辆、高速公路上的不同路段、不同高速公路、不同车道，其限速值均可能不同，利用本方案可实现自动判别。

6、本实施例还能判定车辆是否进入了应急道，且不同类型车辆不同对待。

相应的，本实施例还提供一种基于高速公路的车载信息监测装置的警示方法，包括一种适用于高速公路的车载信息监测装置。

实施例二

本实施例的一种适用于高速公路的车载信息监测装置与实施例一的不同之处在于：

在本实施例中，当前路段相对应的第二射频通信模块接收到下一个/批(车辆行驶的方向)的第二射频通信模块发送的路段情况，如上坡、下坡、事故易发路段等，则当前路段相对应的第二射频通信模块将该无线信号发送至车载装置，车载装置中的提示模块将对驾驶员作出提醒，如通过语音播报即将进入的路段情况，如语音播报内容为“即将进入事故多发路段，请谨慎驾驶”或“前方为上坡路段，请谨慎驾驶”等。

在本实施例中，当车载装置接收到发送的无线信号后，显示模块显示即将进入的路段情况。

需要说明的是，各个第二射频通信模块通过移动公网无线通信模块(如4G模块等)或有线(如485等)进行通信连接。在本实施例中，对各个第二射频通信模块之间如何通信不做限定。

本实施例在进入上坡、下坡、事故易发路段之前对驾驶员进行提醒，起到预警作用，有效避免事故的发生。

实施例三

本实施例的一种适用于高速公路的车载信息监测装置与实施例一的不同之处在于：

在本实施例中，车载装置实时接收第二射频通信模块发送的无线信号，即车载装置实时记录当前车辆所处车道的情况。

在本实施例中，预设一时间阈值，在车辆行驶过程中，车载装置实时判断当前车辆所处的车道情况，若检测到当前车辆在时间阈值内发生多次变道，则为频繁变道，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

其中，多次变道可根据实际情况设置相应的次数，如多次变道为3次变道。

本实施例在车辆行驶过程中，车载装置持续记录其所处车道情况，即可得知该车辆是否频繁变道，若为频繁变道，则进行相应警示。

实施例四

本实施例的一种适用于高速公路的车载信息监测装置与实施例一的不同之处在于：

本实施例以一种基于高速公路车载信息监测装置的车辆防追尾方法详细说明。

如图3所示，本实施例以普通路段为例，具体说明。

在本实施例中，设车辆C1当前处于第二射频通信模块Mi+2的位置，车辆C1中的车载装置与第二射频通信模块Mi+2双向无线通信(i≥1)，且C1的车速为正常车速。车辆C1与后方车辆C2的安全距离为第二射频通信模块Mi+2至第二射频通信模块Mi的距离，车辆C1与前方车辆C3的安全距离为第二射频通信模块Mi+2至第二射频通信模块Mi+4的距离。

需要指出的是，各个第二射频通信模块通过移动公网无线通信模块(如4G模块等)或有线(如485等)进行通信连接。在本实施例中，对各个第二射频通信模块之间如何通信不做限定。

本实施例以后方车辆C2为例具体说明：

需要说明的是，在本实施例中，车辆C2相对应的第二射频通信模块为Mi、Mi+1中的一个，车辆C2相对应的第二射频通信模块也会实时检测车辆C2的车速及车道情况。其中，检测的方法与实施例一类似，在此不做赘述。

在本实施例中，第二射频通信模块Mi+2检测到有行驶的车辆，则记为C1，此时，当前第二射频通信模块Mi+2向后方的第二射频通信模块Mi、Mi+1发送询问信号，其中，询问信号包括是否检测到有车辆存在，并等待第二射频通信模块Mi、Mi+1回复；在本实施例中，还包括预设一时间阈值，若第二射频通信模块Mi+2在预设的时间内未接收到回复，表示第二射频通信模块Mi、Mi+1均未检测到有行驶的车辆，则继续向第二射频通信模块Mi、Mi+1发送询问信号；若第二射频通信模块Mi+2在预设的时间内接收到回复，则判断接收到的信号是通过第二射频通信模块Mi回复的还是第二射频通信模块Mi+1回复的。

若接收到的是通过第二射频通信模块Mi回复的，则记为C2，由于车辆C1与车辆C2处于安全距离，则第二射频通信模块Mi将检测到车辆C2的车速发送至第二射频通信模块Mi+2，若此时车辆C2为正常车速行驶，则不作处理；若此时车辆C2为超速行驶，则第二射频通信模块Mi+2将接收到的C2的车速发送到车辆C1的车载装置，此时车辆C1的车载装置将提醒驾驶员注意后方车辆超速行驶。其中提醒的方式包括声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示。

在本实施例中，还包括当车辆C2对应的车载装置检测到其为超速行驶，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

本实施例若检测到后方车辆超速行驶，则后方车辆的车载装置及时提醒驾驶员，同时当前车辆的车载装置也会提醒驾驶员注意后方车辆超速行驶，有效避免事故的发生。

若接收到的是通过第二射频通信模块Mi+1回复的，则记为C2，由于车辆C1与车辆C2小于安全距离，则第二射频通信模块Mi+1将检测到车辆C2的车速以及车道信息发送至第二射频通信模块Mi+2，则第二射频通信模块Mi+2将接收到的C2的车速及车道信息发送到车辆C1的车载装置，此时车辆C1的车载装置将提醒驾驶员注意后方车辆，或提醒驾驶员应及时变道。

本实施例以前方车辆C3为例具体说明：

需要说明的是，在本实施例中，车辆C3相对应的第二射频通信模块为Mi+3、Mi+4中的一个，车辆C3相对应的第二射频通信模块也会实时检测车辆C3的车速及车道情况。其中，检测的方法与实施例一类似，在此不做赘述。

在本实施例中，第二射频通信模块Mi+2检测到有行驶的车辆，则记为C1，此时，当前第二射频通信模块Mi+2向前方的第二射频通信模块Mi+3、Mi+4发送询问信号，其中，询问信号包括是否检测到有车辆存在，并等待第二射频通信模块Mi+3、Mi+4回复；

在本实施例中，还包括预设一时间阈值，若第二射频通信模块Mi+2在预设的时间内未接收到回复，表示第二射频通信模块Mi+3、Mi+4均未检测到有行驶的车辆，则继续向第二射频通信模块Mi+3、Mi+4发送询问信号；若第二射频通信模块Mi+2在预设的时间内接收到回复，则判断接收到的信号是通过第二射频通信模块Mi+3回复的还是第二射频通信模块Mi+4回复的。

若接收到的是通过第二射频通信模块Mi+4回复的，，则记为C3，由于车辆C1与车辆C3处于安全距离，则第二射频通信模块Mi+4将检测到车辆C3的车速发送至第二射频通信模块Mi+2，若此时车辆C3为正常车速行驶，则不作处理；若此时车辆C3为低速行驶，则第二射频通信模块Mi+2将接收到的C3的车速发送到车辆C1的车载装置，此时车辆C1的车载装置将提醒驾驶员注意前方车辆低速行驶。其中提醒的方式包括声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示。

在本实施例中，还包括当车辆C3对应的车载装置检测到其为低速行驶，则通过声音、振动、灯光中的一种或多种进行提示，从而警示驾驶员。

本实施例若检测到前方车辆低速行驶，则前方车辆的车载装置及时提醒驾驶员，同时当前车辆的车载装置也会提醒驾驶员注意前方车辆低速行驶，有效避免事故的发生。

若接收到的是通过第二射频通信模块Mi+3回复的，则记为C2，由于车辆C1与车辆C3小于安全距离，则第二射频通信模块Mi+3将检测到车辆C3的车速以及车道信息发送至第二射频通信模块Mi+2，则第二射频通信模块Mi+2将接收到的C3的车速及车道信息发送到车辆C1的车载装置，此时车辆C1的车载装置将提醒驾驶员注意前方车辆，或提醒驾驶员应及时变道。

本实施例可精准的检测到行驶车辆的车速、车道、及前后车车距，可有效预警追尾、超速、低速等，并通过声、光、振动的报警方式提醒驾驶员谨慎驾驶，从而杜绝高速公路追尾及连环追尾等事故的发生。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。