一种多车道自适应减速带系统的制作方法

本发明属于道路交通安全设施领域，特别是涉及一种多车道自适应减速带系统。

背景技术

车辆行驶速度过快一直是造成各类交通事故的主要原因。减速带是目前广泛使用的强制限速设施，一般设置在工矿企业、公路道口、学校、住宅小区入口等需要车辆减速慢行的路段和容易引发交通事故的路段，对于减缓汽车的行驶速度、减少交通事故的发生有着良好的效果。传统减速带是一种固定式结构，安装完成后其障碍高度便不再可调，这对高速行驶的汽车具有一定的减速效果，但对于低速行驶的汽车也会产生明显的颠簸感，严重影响了驾驶员和乘车人车的舒适度，对车辆亦会造成一定的损害，而且容易产生噪声，影响周边环境。目前，虽然也出现一些能够根据车速不同自动调整高度的智能减速带系统，但是应用并不广泛，其主要原因有：(1)测速设备与减速带价格昂贵，而且安装复杂；(2)减速带采用液压直接驱动升降，大型车辆通过时驱动装置受力过大，容易导致驱动装置损坏，维护成本太高；(3)面对多车道路面有高、低速车辆同时通过减速带时，这种智能减速带将会“不知所措”：如果全部按照超速处理，升高减速带，则会严重影响低速车辆通行；反之，如果全部按照未超速处理，降低减速带，则无法达到使高速车辆减速的目的。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提出一种多车道自适应减速带系统，通过在每个车道上安置一个独立控制的减速带，然后实时监测各车道车辆速度，根据车辆通过减速带预测速度的不同，自适应调整各车道减速带的高度，以达到使高速车辆减速通行、低速车辆舒适通行的目的。同时，降低环境噪声，减少车辆损伤。

本发明采用的技术方案如下：一种多车道自适应减速带系统，包括测速系统和若干减速带系统，测速系统包括摄像头、视频处理系统；减速带系统包括控制器、驱动装置、升降装置、减速带；各个车道上均设置有减速带，每个减速带下方均支撑有升降装置；

所述摄像头安装在道路上方，对道路上通行的车辆进行实时监控，并将监控画面传送给视频处理系统；视频处理系统对画面中的车辆进行提取、跟踪和识别处理，得到每个车辆的位置、速度和类型信息，并将处理结果按照各车辆所在的车道的不同，发送给相应车道的控制器；控制器根据车辆的位置和速度信息，预测该车辆通过减速带的速度，然后控制与之相连的驱动装置，通过驱动装置驱动升降装置，动态调整减速带的高度。

进一步的，所述升降装置为阶梯形垫片，减速带抵接在阶梯形垫片上，驱动装置驱动阶梯形垫片滑动，实现减速带高度的多级调节。

进一步的，所述升降装置由两个相互交错布置的楔形垫片构成，两片楔形垫片的斜面面对面布置，且支托减速带；每个楔形垫片配有驱动装置，驱动装置驱动楔形垫片滑动，实现减速带高度的无级调节。

进一步的，所述驱动装置采用液压驱动、电机驱动或气压驱动。

进一步的，还包括交通指挥控制中心，交通指挥控制中心可以控制各减速带控制器。

进一步的，如果视频处理系统识别出该车辆为救护车、灭火车、警车时，将控制对应车道的减速带降至最低。

进一步的，如果前方道路发生事故或塌方，交通指挥控制中心控制减速带升至最高。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、减速带采用分段式设计，当有不同速度的车辆同时通过减速带时，各段减速带可以根据本车道上车辆速度的不同，“个性化”调节至不同的高度，避免因旁侧车辆的速度过快而影响本车道的正常通行，相对于传统的一体式设计更加灵活。

2、采用摄像头对车辆信息进行采集，利用图像处理技术可以实现多车道、多车辆的独立提取和跟踪，与现有的视频交通监控系统无缝集成，设备经济简单，安装方便快捷。另外，配合车辆视频识别系统，可以实现救护车、消防车等特种车辆的快速通过，使其不受车速的限制，避免车辆震动对病人带来二次伤害，提高通行效率。

3、减速带采用间接驱动的方式，减速带的高低是由升降装置决定。针对有级调节方式，驱动装置不承受车辆的重力；针对无级调节方式，驱动装置只承受车辆的部分重力；相比于传统的液压直接驱动方式，本发明可延长驱动装置工作寿命，降低电能需求。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明各部分连接示意图；

图3为本发明减速带高度有级调节示意图；

图4为本发明减速带高度无极调节示意图；

图5为本发明两个相互交错布置的楔形垫片俯视图；

图中，车辆1、测速系统2、减速带系统3、减速带4、阶梯形垫片5、驱动装置6、地基7、楔形垫片8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明的多车道自适应减速带系统包括测速系统2和若干减速带系统3，其中测速系统2包括摄像头、视频处理系统，减速带系统3包括控制器、驱动装置6、升降装置、减速带4；各个车道上均设置有减速带4，每个减速带4下方均支撑有升降装置，升降装置支撑在地基7上，驱动装置6驱动升降装置；摄像头安装在道路上方，对道路上通行的车辆1进行实时监控，并将监控画面传送给视频处理系统；视频处理系统对画面中的通行车辆1进行提取、跟踪和识别处理，得到每个车辆1的速度、位置和类型信息，并将处理结果按照各车辆1所在车道的不同，发送给相应车道的减速带控制器；控制器以单片机为核心，根据车辆1的位置和速度信息，预测车辆1通过减速带4的速度，然后控制与之相连的驱动装置6，通过驱动装置6驱动升降装置，动态调整减速带4的高度，即车辆1速度越快，减速带4升得越高，车辆1通过越颠簸；车辆1速度越慢，减速带4降得越低，车辆1通过越平缓。需要特别说明的是，如果视频处理系统识别出该车辆1为特殊车辆(如救护车、灭火车、警车等)时，将控制对应车道的减速带4降至最低，避免车辆1震动对病人带来二次伤害，提高道路通行效率。另外，减速带控制器亦受交通指挥控制中心的控制，当前方道路发生特殊状况(如事故、塌方等)时，可控制减速带3升至最高，从而提醒车辆1慢速通行或停止通行。视频处理系统以cpu+gpu高性能处理平台为核心，通过背景减除法实现通行车辆的检测，然后利用粒子滤波实现车辆的跟踪，最后借助深度学习方法实现车辆类型的训练和识别，但不限于此；驱动装置6可采用液压驱动(采用液压缸)、电机驱动(采用推杆电机)或气压驱动(采用气缸)。

如图3、图4和图5所示，本发明分别给出了两种减速带升降调节方式：采用单阶梯形垫片5的有级调节方式和采用双楔形垫片8的无级调节方式。

如图3所示，有级调节方式包括1个阶梯形垫片5、1个驱动装置6和1个减速带4，减速带4抵接在阶梯形垫片5上，驱动装置6驱动阶梯形垫片5滑动，实现减速带4高度的多级调节；当驱动装置6向左运动时，推动减速带4向上升高；反之，当驱动装置6向右运动时，减速带4受到重力向下降低。在图3中给出了一种有h1、h2共2个不同高度的阶梯形垫片5，可以实现减速带4在0、h1和h2共3种不同高度的调节，在实际中可以根据需要调整阶梯形垫片5的阶数。通常减速带4和阶梯形垫片5的自重远远小于车辆1的重量，可以忽略不计。假设车辆1重量为mkg，其重力f＝mg全部垂直作用于阶梯形垫片5，驱动装置6受到车辆1的作用力为0，这可以大大增加驱动装置6的工作寿命。

如图4和图5所示，无级调节方式包括两个相互交错布置的楔形垫片8、2个驱动装置6和1个减速带4，两片楔形垫片8的斜面面对面布置，且支托减速带4；每个楔形垫片8配有驱动装置6，驱动装置6驱动楔形垫片8滑动，实现减速带4高度的无级调节。当两侧的驱动装置6向中间运动时，2个楔形垫片8相互靠近，推动减速带4向上升高；反之，当两侧的驱动装置6向两侧运动时，2个楔形垫片8相互分离，减速带4受到重力向下降低。这种方式可以实现减速带4在[0,h]范围内任意高度的调节。同上所述，当有重量为mkg的车辆1通过时，根据力的分解原理，每个楔形垫片8所受到车重作用力为忽略摩擦系数，驱动装置6在水平方向受到的车重作用力为假设楔形垫片8的倾角θ＝30°，则fh≈0.29mg，即这种方式驱动装置6承受的车重作用力只有传统液压直接垂直驱动的29％，而且倾角θ越小，驱动装置6受力越小，这大大降低了对驱动装置6的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。