一种用于高速公路的安全速度与距离警示系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及交通安全领域，具体设及一种用于高速公路的安全速度与距离警示系 统。
【背景技术】
[0002] 目前的高速公路安全距离警示系统多为汽车自带防护系统，车辆通过超声波、雷 达等非接触式传感器检测车辆周围环境，如果检测到与其他车辆距离过近，且自身车速过 高，则警示系统采取相应制动控制，W最大程度降低驾驶人伤害。但运种车辆安全距离警示 系统为被动式安全防护系统，即车辆要在就将发生碰撞时警示系统才生效，如果碰撞距离 和速度超出警示系统的控制范围，驾驶人不可避免的受到伤害。另外主动式安全防护系统， 该类系统多为实时采集道路环境信息，通过远程传输把路况天气信息传给监控中屯、，监控 中屯、处理并生成警示信息，然后将警示信息通过多媒体渠道发布出去，驾驶员必须在进入 复杂路段之前查询好道路状况信息，或则在特定时段收听特定的电台了解道路状况。运种 预报系统存在着实时信息被滞后传播，W及驾驶员获取信息不方便等问题。
[0003] 传统车距确认标志上的文字由反光漆或反光膜制作，在夜间、多雨、大雾等复杂天 气状况下车辆需要开启大灯才能看清，传统车距确认标准存在可视距离短，不易引起司机 注意等缺点。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种用于高速公路的安全速度 与距离警示系统。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] -种用于高速公路的安全速度与距离警示系统，包括路况信息采集系统、中央处 理器系统、车距确认系统及警示信息显示系统;所述路况信息采集系统采集信号传输到中 央处理器系统，中央处理器系统分别与车距确认系统及警示信息显示系统连接。
[0007] 所述路况信息采集系统包括采集道路车流视频的摄像头模块或雷达测速模块、采 集道路环境信息的光照传感器及溫湿度传感器，每条车道安装一个摄像头模块或雷达测速 模块，具体安装在龙口架下梁，且位于路面正上方，所述光照传感器及溫湿度传感器安装在 龙口架右上方。
[000引所述中央处理器系统包括依次连接的信息处理模块及无线发送模块。
[0009] 所述警示信息显示系统包括相互连接的显示屏驱动控制模块及用于显示车辆当 速度、安全速度及安全距离的L邸显示屏组。
[0010] 所述车距确认系统由四组用于接收来自信息处理模块的天气状况信息的无线接 收与控制模块及四组车距确认显示屏构成。
[0011] 无线接收与控制模块由GPRS接收器、51单片机处理器、行驱动器和列驱动器构成， 具体为，GPRS接收器接到无线发送模块的数据时，传输给51单片机处理器，51单片机处理器 处理成行列信号来驱动车距确认显示屏。
[0012] 中央处理器系统接收路况采集系统采集的视频信号，获得车速及车型信息，中央 处理器系统接收溫湿度传感器和光照传感器检测环境状况，获取天气状况信息，数据处理 后输出安全速度及安全车距信息。
[0013] 所述安全速度的计算公式为：
[0014]
[0015]
[0016] 式中Vsafe-一车辆的安全行驶速度;m-一车型影响系数;虹一一天气状况影响系 数；
[001 7] Vdesign-道路设计行车速度；X广溫度影响系数；yi-道路环境溫度值；X2-湿度影 响系数;y2-道路环境湿度值;X3-光照影响系数;y3-道路环境光照值；
[0018] 安全距离计算公式如下：
[0019]
[0020] 式中Lsafe-安全距离;VO-车辆当前行驶速度；t-驾驶员制动反应时间和车辆制 动起作用时间；ni-车型影响系数;ri2-车型影响系数对车辆最短间距影响折换系数;mi- 天气状况影响系数;m2-天气状况影响系数对安全距离影响折换系数;SO-车辆最短间距； Bc一车辆标准制动加速度。
[0021] 所述摄像头模块采集实时车流视频，视频存储周期为5帖，超过5帖则删除前一帖 图像。
[0022] 所述四组车距确认显示屏显示的内容分别为"车距确认/前方200米"、"Om"、"50m" 及"100m"。
[0023] 本发明所设及的警示装置为主动式安全防护，当车辆处于非安全驾驶情况下，警 示系统显示警示信息，运些信息一部分是车辆当前速度信息，用于提醒司机不要超速行驶， 另一部分是建议的安全速度和安全距离，提示司机安全驾驶。
[0024] 本发明的有益效果：
[0025] 本发明可W应用在高速公路等道路场所，特别是山区高速公路，因山区高速公路 多处于气候条件复杂地带。本发明能有效监控高速公路的车辆运行状况和天气状况，并将 两者信息结合计算，推荐安全速度和安全车距，提醒驾驶员安全驾驶，减少交通事故，保障 道路安全。
【附图说明】
[0026] 图1是本发明实施例的系统结构示意图；
[0027] 图2是本发明的结构连接示意图；
[0028] 图3是本发明无线接收与控制模块的原理示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不 限于此。
[0030] 实施例
[0031] 如图2所示，一种用于高速公路的安全速度与距离警示系统，包括路况信息采集系 统、中央处理器系统、车距确认系统及警示信息显示系统;所述路况信息采集系统采集信号 传输到中央处理器系统，中央处理器系统分别与车距确认系统及警示信息显示系统连接。
[0032] 所述路况信息采集系统包括采集道路车流视频的摄像头模块或雷达测速模块、采 集道路环境信息的光照传感器及溫湿度传感器，每条车道安装一个摄像头模块或雷达测速 模块，具体安装在龙口架下梁，且位于路面正上方，所述光照传感器及溫湿度传感器安装在 龙口架右上方。
[0033] 所述摄像头模块:使用摄像头模块采集道路车流视频，通过串行总线发送给中央 处理器系统。图2中C表示化mera或者CMOS传感器，选用奥尼公司生产的酷眷皿1080P摄像 头，该摄像头采用CMOS传感器，Realtek rts5822型号忍片，具备30帖/秒录制视频，具备夜 间自动调节功能，在夜间、雨天等复杂天气条件下也识别出车辆。
[0034] 光照传感器:光照传感器利用光电转换模块，将光照强度值转化为电压值，再经调 理电路和AD转换后将此电压值进行数字输出给中央处理器系统。本系统选用云辉GY-30数 字光照传感器，光照度范围为0-655351X。
[0035] 溫湿度传感器:采用盛世瑞恩生产的細Tll数字溫湿度传感器，采集环境中的溫 度、相对湿度信息，通过一个高性能8位单片机处理后输出数字量，通过单总线数据格式与 中央处理器系统通讯。DHTll数字溫湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的溫湿度 复合传感器，包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测溫元件，并与一个14位的A/D 转换器W及串行接口电路在同一忍片上实现无缝连接，测湿精度± 3.0 %畑，有效范围0 % RH-IOO%畑，测溫精度±0.4°C，有效范围-40°C-100°C，具有品质卓越、超快响应、抗干扰能 力强、性价比极高等优点。
[0036] 本实施例中，如图1所示，在常出现复杂天气的路段设置安全速度与距离警示系 统。在单向道路上方安装龙口架，对应每条车道在龙口架下梁上安装摄像头模块获取道路 车流信息，在龙口架上安装大型Lm)显示屏并使用钢架加固，在龙口架右上角安装光照传感 器、溫湿度传感器、信息处理模块、无线发送模块等电子元器件，在龙口架下游200米安装第 一个车距确认显示屏，依次间隔200米、50米、50米安装第二个、第=、第四个车距确认显示 屏。摄像头模块实时获取道路车流量，在夜间会开启照明辅助设备。光照传感器实时监测环 境中光照强度，反映路段是处于白天、黑夜、阴天等信息，溫湿度传感器实时监测空气中溫 湿度，反映道路环境所处于晴天、雨天等信息。
[0037] 所述预警显示系统包括相互连接的显示屏驱动控制模块及用于显示车辆当速度、 安全速度及安全距离的L邸显示屏组。
[0038] 显示屏驱动控制模块对来自信息处理模块的行驱动信号进行功率驱动，对列信号 进行列驱动，点亮显示屏相应LED器件。L抓显示屏最大亮度达到6000流明，所用楠圆形LED 管忍的水平发光角度最少达120度，显示屏的画面刷新频率要达到240帖/秒W上，换帖频率 要达到60帖/秒W上，使显示屏在3米至200米有很好的可视体验。L抓显示屏组显示内容为 车辆当前速度、安全速度和安全距离。
[0039] 所述车距确认系统由四组用于