一种规避交叉口困境区的路面引导装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及交通安全技术领域，具体涉及一种规避交叉口困境区的路面引导装 置。 技术背景
[0002] 据不完全统计，我国每年发生的各类交通事故中，有59 %的交通事故发生在交叉 口，其中信号交叉口绿灯转换期间（含黄灯信号）发生的交通事故数约占交叉口交通事故 的50%。从交通工程学和运动学角度上分析：当车辆驶入信号交叉口遇到绿灯信号转换成 黄灯信号时，根据车辆所处的位置、速度、制动性能、道路条件、交通流环境以及驾驶员当时 的心生理状况等，如果车辆距交叉口停车线的距离小于车辆能够减速停车的最小安全停车 距离，且大于能够加速通行的最大安全通行距离时（这一区间称为"困境区间"），车辆将 陷入既不能安全停车，又不能安全通行的困境，无论驾驶员做出何种抉择，都必然出现紧急 刹车制动或闯红灯现象，容易引发追尾、刮蹭、侧碰、斜碰等交通事故；如果车辆距交叉口停 车线的距离大于车辆能够减速停车的最小安全停车距离，且小于能够加速通行的最大安全 通行距离时（这一区间称为"犹豫区间"），驾驶员会陷入犹豫是选择停车等待还是选择加 速通行的困境状态，如果这一区间前后车辆做出相反的决定，即前车选择停车，后车选择通 行，那么两车发生追尾、刮蹭、斜碰等交通事故的几率将大大增加。同时，可供驾驶员抉择的 时间又极其短暂，在驾驶员犹豫的期间可能又使其陷入"两难区间"的困境。交叉口的"两 难区间"和"犹豫区间"统称为交叉口困境区，是信号交叉口绿灯转换期间交通事故的高发 区。
【发明内容】
[0003] 为了规避驾驶员在交叉口绿灯转换期间陷入交叉口困境区，减少信号交叉口闯红 灯违法行为和车辆发生追尾、刮蹭、斜碰等交通事故，本发明提出了一种规避交叉口困境区 的路面引导装置，该路面引导装置主要由检测单元、通信单元、主控单元、指示单元、电源单 元等功能单元组成，如图1、图2所示，主要实现在绿灯转换期间对进入交叉口进口道的车 辆进行速度检测、交叉口相位配时信息提取、车辆陷入交叉口困境区态势评估与指示等，规 避车辆陷入交叉口困境区，减少由交叉口困境区产生的车辆发追尾、刮蹭、侧碰、斜碰等交 通事故以及车辆闯红灯违法行为。同时，作为交通检测器为交叉口信号配时优化提供数据 支撑。
[0004] 本发明的技术解决方案主要在距信号交叉口停车线上游一定区间范围内的进口 道路面上均匀间隔安装本发明提出的路面引导装置，通过路面引导装置的检测单元检测车 辆的运行速度信息；通过通信单元获取交叉口信号相位信息，并上传主控单元分析形成的 交通流信息；通过主控单元根据车辆运行速度、交叉口相位信息评估车辆是否会陷入交叉 口困境区，并向指示单元发送指示信息；指示单元根据接收到的指示信息，对驶进交叉口进 口道的驾驶员进行车辆操纵驾驶指示；通过电源单元为路面引导装置提供稳压直流电源。
[0005] 本发明提出的一种规避交叉口困境区的路面引导装置，其特征主要包括：
[0006] 1)检测单元
[0007] 检测单元嵌有阵列脉冲激光二极管、光敏三极管、脉冲信号发生电路、脉冲信号接 收电路等组成，脉冲信号发生电路发生的脉冲信号驱动阵列脉冲激光二极管发射905nm波 长的单光速窄脉冲激光，脉冲激光经被测车辆反射后由光敏三极管接收转换成电脉冲信 号，并输入给脉冲信号接收电路；通过脉冲信号发生电路和脉冲信号接收电路的高低电平 脉冲信号，记录发射波发出和反射波接收的时间，从而计算被测车辆与路面引导装置的距 离。检测单元通过一系列连续固定时间间隔的激光测距，得到被测车辆相对于路面引导装 置随时间变化的距离序列，从而获得被测车辆的运行速度及其变化。
[0008] 2)通信单元
[0009] 通信单元嵌有DSRC专用短程通信模块，与交叉口交通信号控制器进行通信连接， 获取路面引导装置所在车道的相位信息，具体包括绿灯时长、绿灯开始时间、黄灯时长、黄 灯启亮时间等；同时，将主控单元分析形成的车道交通流运行参数以一定的时间间隔发送 给交叉口交通信号控制器。
[0010] 3)主控单元
[0011] 主控单元嵌有单片机控制器和3UCPCI/PXI背板，主控单元与各功能单元通过3U CPCI/PXI背板进行信息交互，获取检测单元、通信单元中的车辆信息、车道相位信息等；单 片机控制器根据车辆位置、速度以及车道相位信息，对车辆是否陷入交叉口困境区进行评 估，并对可能陷入困境区的车辆进行制动操纵提示；同时，对通过路面引导装置的车辆进行 统计分析，形成车道交通流参数。
[0012] 4)指示单元
[0013] 指示单元嵌有钢化玻璃透光面板和LED指示灯，指示单元根据主控单元发送过来 的指示信息，通过LED指示灯的灯色和指示标志，提示驾驶员对车辆进行的制动操纵。
[0014] 5)电源单元
[0015] 电源单元嵌有高容量充电锂电池组、微型电压调整器、锂电池充电接口等，为路面 引导装置各功能单元提供直流稳压电源，同时当锂电池组电量不足是，通过锂电池充电接 口进行充电。
【附图说明】
[0016] 图1 :路面引导装置功能单元组成图；
[0017] 图2 :路面引导装置外观结构示意图；
[0018] 图3 :路面引导装置检测单元安装及工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0019] 本发明所述的一种规避交叉口困境区的路面引导装置安装在距离交叉口停车线 距离为Ρ?，的区域范围内（其中I分别为交叉口最低平均车速和最高平 均车速，衣:为车辆的平均制动加速度。），并在这区间范围内以均匀距离安装路面引导装置。 该路面引导装置主要由检测单元、通信单元、主控单元、提示单元、电源单元等组成，如图1、 图2所示，主要实现在绿灯转换期间对进入交叉口进口道的车辆进行速度检测、交叉口相 位配时信息提取、车辆陷入交叉口困境区态势评估与指示等，规避车辆陷入交叉口困境区， 减少由交叉口困境区产生的车辆发追尾、刮蹭、侧碰、斜碰等交通事故以及车辆闯红灯违法 行为。同时，作为交通检测器为交叉口信号配时优化提供数据支撑。
[0020] 本发明提出的一种规避交叉口困境区的路面引导装置，其工作的具体流程为：
[0021] 1)检测单元
[0022] 检测单元中的脉冲信号发生电路发生的脉冲信号驱动阵列脉冲激光二极管发射 905nm波长的单光速窄脉冲激光，阵列脉冲激光二极管以一定的频率向行驶过来的车辆发 射窄脉冲激光，脉冲激光经被测车辆反射后由光敏三极管接收转换成电脉冲信号，并输入 给脉冲信号接收电路，如图3所示；通过记录发射波和接收波的时间差，来估计被测车辆与 路面引导装置的距离，检测单元通过一系列连续固定时间间隔的激光测距，得到被测车辆 相对于路面引导装置随时间变化的距离序列，从而获得被测车辆的运行速度及其变化。具 体工作步骤如下：
[0023] Stepl:阵列脉冲激光二极管以一定的频率向城市道路路面发射905波长的单光 束阵列窄脉冲激光，当光敏三极管首次接收到脉冲激光发射波时，记录接收到脉冲激光反 射波的时间为?\，并计算被测车辆与路面引导装置的距离：
[0024]
[0025] 其中1为阵列脉冲激光二极管测量角度下路面引导装置与被测车辆的距离；tTR1 为脉冲激光从路面引导装置到被测车辆的往返传播时间；(：_为脉冲激光在空气中的传播 速度。
[0026] Step2:阵列脉冲激光二极管以固定的时间间隔向城市道路路面发射905nm波长 的单光束阵列窄脉冲激光，当光敏三极管第i次接收到脉冲激光反射