一种路口防碰撞智能信号灯装置及其控制方法
【专利摘要】本发明揭示了一种路口防碰撞智能信号灯装置，装置设置在路口转角处，所述路口内侧为非机动车道、外侧为机动车道，所述装置包括毫米波雷达系统、主控制单元和信号灯单元，所述毫米波雷达系统固定在非机动车道上方采集非机动车道来向车辆信息并输送至主控制单元，所述主控制单元输出控制信号至信号灯单元。本发明通过信号灯对机动车右转弯进行控制，可以有效避免该类事故的发生。
【专利说明】
一种路口防碰撞智能信号灯装置及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及智能交通领域，具体涉及一种右转弯路口预防车辆碰撞的智能信号灯
目.0
【背景技术】
[0002]随着城市人口数量的不断攀升和车辆保有量的迅速增长，城市交通状况日益严重，交通事故逐渐增多，尤其是右转弯相对较安全的驾驶行为，近几年所引发的交通事故也日益增多，主要是右转弯的机动车与非机动车道上驶来的非机动车发生碰撞。目前个别事故较多的关键路段设了右转弯信号灯，但是也是针对机动车道内车辆的。大部分路段右转弯全凭驾驶员自行判断，尤其是针对非机动车道内车辆，在右转弯时，驾驶员视线集中在车辆右前方，无法兼顾右侧非机动车道后方驶来的车辆，极易引发交通事故。如果能够在右转弯的十字路口或者丁字路口加装一个智能信号灯装置，实时检测右侧非机动车道内驶来的非机动车并在右转弯可能会发生碰撞事故时，提前将右转弯信号灯变为红灯，对右转车辆进行控制，则可以大大避免此类交通事故的发生。
【发明内容】
[0003]本发明针对目前大部分十字路口或者丁字路口右转车辆容易与右侧非机动车上驶来的非机动车发生碰撞事故的问题，实现一种右转弯路口预防车辆碰撞的智能信号灯装置.
[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:一种路口防碰撞智能信号灯装置，装置设置在路口转角处，所述路口内侧为非机动车道、外侧为机动车道，所述装置包括毫米波雷达系统、视觉监控系统、主控制单元、语音提醒单元和信号灯单元，所述视觉监控系统和毫米波雷达系统固定在非机动车道上方检测非机动车道来向车辆并将检测结果输送至主控制单元，所述主控制单元输出控制信号至信号灯单元和所述语音提醒单元。
[0005]所述信号灯单元设有两组，分别为设置在机动车道上方的机动车右转提示信号灯，以及设置在非机动车道上方的非机动车提示信号灯，机动车提示信号灯包括红色信号灯、黄色信号灯和绿色信号灯，所述非机动车提示信号灯为闪烁的警示灯。
[0006]所述非机动车道上方设有显示视觉监控系统所采集的机动车道图像信息的显示单元。
[0007]所述机动车道上方设有显示视觉监控系统所采集的非机动车道图像信息的显示单元。
[0008]—种基于所述路口防碰撞智能信号灯装置的控制方法:
[0009]I)系统上电运行；
[0010]2)智能信号灯装置故障自检；
[0011]3)如果系统出现故障，则进行故障报警，否则执行4;
[0012]4)通过视觉和雷达系统对非机动车道以及最内侧的机动车道内车辆进行实时检测；
[0013]5)判断非机动车进入路口的时间是否小于I秒，如果是则执行6，否则执行7;
[0014]6)机动车道绿色信号灯点亮；
[0015]7)机动车道红色信号灯点亮。
[0016]6、根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于:若视觉监控系统检测到有机动车在最内侧的机动车道行驶且开启了右转向灯，则启动非机动车提示信号灯。
[0017]若毫米波雷达系统检测到非机动车道内非机动车车速超过设定上限时速，则输出语音报警信号至语音提醒模块。
[0018]所述步骤5，采集当前非机动车距离路口停止线距离H，以及非机动车当前车速S，若Η/S < I，则非机动车进入路口的时间是否小于I秒。
[0019]所述信号灯单元随路口交通指挥灯跳转；
[0020]当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，则非机动车车道信号灯关闭，当路口交通指挥灯直行方向为红灯，则非机动车车道信号灯闪烁警示；
[0021]当路口交通指挥灯直行方向为红灯，机动车车道信号灯单元的绿色信号灯常亮，当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，机动车车道信号灯单元按照步骤5执行信号转换。
[0022]当路口交通指挥灯直行方向由红灯转为绿灯前2-5秒，若非机动车道有车辆处于停止状态，则机动车车道信号灯单元的红色信号灯点亮，并在延迟2-5秒后按照步骤5执行信号转换。
[0023]本发明的优点在于:
[0024]1、现有信号灯右转弯不设红绿灯或者设了红绿灯也是针对垂直机动车道内车辆的，而非右侧非机动车车道内非机动车辆的。右转弯由驾驶员自行判断。而本发明采用监控系统实时检测非机动车道内车辆，并通过信号灯对机动车右转弯进行控制，可以有效避免该类事故的发生。
[0025]2、本发明采用视觉摄像头和毫米波雷达相结合的方式对车辆进行检测克服了单一传感器的缺陷以及夜晚工况下摄像头对车辆检测性能的不足。
【附图说明】
[0026]下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明:
[0027]图1为路口防碰撞智能信号灯装置布置结构示意图；
[0028]图2为路口防碰撞智能信号灯装置原理框图；
[0029]图3为路口防碰撞智能信号灯装置控制方法流程图；
[0030]图中标记:1、毫米波雷达系统;2、视觉监控系统;3、主控制单元;4、红色信号灯;5、黄色信号灯;6、绿色信号灯。
【具体实施方式】
[0031]路口防碰撞智能信号灯装置安装在十字路口或者丁字路口的非机动车道上方，用于检测非机动车道上驶来的非机动车，判断右转车道上机动车右转是否安全并通过智能信号灯进行控制，提高机动车右转弯的安全性。
[0032]路口防碰撞智能信号灯装置包括毫米波雷达系统1、视觉监控系统2、主控制单元3、信号灯单元。
[0033]毫米波雷达系统I用于实时检测非机动车道内接近车辆的相对距离、速度和方位角度，并通过CAN通信发送给主控制单元3;毫米波雷达系统I固定在非机动车道(路口)上方采集非机动车道来向车辆信息并输送至主控制单元3。
[0034]视觉监控系统2用于配合毫米波雷达进一步识别车辆的有效性，雷达和视觉的信息融合能够有效提高非机动车道内车辆识别的准确性和有效性。此外，还有利用视觉监控系统2监测机动车状况，即机动车道(路口)设有视觉监控系统2，视觉监控系统2输出信号至主控制单元3，视觉监控系统2可以采集即将驶入路口的车辆信息，通过图像分析，检测出车辆是否有转向意图(通过分析车辆所处车道以及是否开启右转向灯)。毫米波雷达系统I和视觉监控系统2通过CAN通信与主控制单元3通信。
[0035]主控制单元3将从毫米波雷达和视觉监控系统2通过CAN总线发送来的信息进行判断，此时机动车右转弯是否有可能和非机动车道内接近的非机动车发生碰撞，并通过信号灯单元提示。同时也可以通过语音提醒模块对车辆进行语音提示。
[0036]为了避免检测精度的不足，而无法给予合适的提示，非机动车道上方设有显示视觉监控系统2所采集图像信息的显示单元，通图像实时传输，非机动车驾驶员，可以很方便的观察到是否有机动车即将右转。此外，在机动车道上方设有显示视觉监控系统2所采集的非机动车道图像信息的显示单元，也能让机动车道驾驶员了解同向非机动车道的非机动车行驶状况。
[0037]主控制单元3根据非机动车道内非机动车辆的相对速度和相对距离判断非机动车辆进入路口的时间判断此时机动车右转弯进入路口可能发生碰撞的风险，如果该时间小于I秒，则控制点亮右转红色信号灯4，熄灭右转绿色信号灯6。否则控制点亮右转绿色信号灯6，熄灭右转红色信号灯4。
[0038]信号灯单元设有两组，分别为设置在机动车道上方的机动车提示信号灯，以及设置在非机动车道上方的非机动车提示信号灯，机动车提示信号灯包括红色信号灯4、黄色信号灯5和绿色信号灯6，通过红绿灯指挥机动车通行，非机动车提示信号灯为闪烁的警示灯，利用灯光警示非机动车注意行车安全。
[0039]基于上述路口防碰撞智能信号灯装置的控制方法:
[0040]I)系统上电运行；
[0041]2)智能信号灯装置故障自检；自检的装置包括:毫米波雷达系统1、视觉监控系统
2、语音报警模块、信号灯单元；
[0042]3)如果系统出现故障，则进行故障报警，否则执行4;
[0043]4)非机动车道内车辆实时检测，即毫米波雷达系统I实时监测非机动车道是否有非机动车向路口行驶；
[0044]5)判断非机动车进入路口的时间是否小于I秒(通过非机动车速度和距离路口的距离获得进入路口的时间)，如果是则执行5，否则执行7;
[0045]6)绿色信号灯6点亮；
[0046]7)红色信号灯4点亮。
[0047]从而达到对非机动车的指挥和控制；
[0048]此外，若视觉监控系统2检测到有机动车在最内侧的机动车道行驶且开启了右转向灯(识别通过图像识别完成)，则启动非机动车提示信号灯，让即将驶入的非机动车注意转弯的机动车。
[0049]若毫米波雷达系统I检测到非机动车道内非机动车车速超过设定上限时速(根据需要设定)，则输出语音报警信号至语音提醒模块，避免非机动车在路口超速而引发交通事故。
[0050]为了让本系统能够跟随路口的交通指挥灯联动，达到共同协同指挥交通的目的，信号灯单元随路口交通指挥灯跳转，即当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，则非机动车车道信号灯关闭，当路口交通指挥灯直行方向为红灯，则非机动车车道信号灯闪烁警示，避免非机动车道车辆闯红灯；
[0051]当路口交通指挥灯直行方向为红灯，机动车车道信号灯单元的绿色信号灯常亮，当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，机动车车道信号灯单元按照步骤5执行信号转换。
[0052]一般来说，直行方向为红灯，非机动车处于等待状态，，速度为O，若仍以步骤5进行判断难免出现事故，当路口交通指挥灯直行方向由红灯转为绿灯前2-5秒，若非机动车道有车辆处于停止状态，则机动车车道信号灯单元的红色信号灯点亮，并在延迟2-5秒后按照步骤5执行信号转换，让机动车和非机动车都有一个准备的时间。
[0053]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种路口防碰撞智能信号灯装置，其特征在于:装置设置在路口转角处，所述路口内侧为非机动车道、外侧为机动车道，所述装置包括毫米波雷达系统、视觉监控系统、主控制单元、语音提醒单元和信号灯单元，所述视觉监控系统和毫米波雷达系统固定在非机动车道上方检测非机动车道来向车辆并将检测结果输送至主控制单元，所述主控制单元输出控制信号至信号灯单元和所述语音提醒单元。2.根据权利要求1所述的路口防碰撞智能信号灯装置，其特征在于:所述信号灯单元设有两组，分别为设置在机动车道上方的机动车右转提示信号灯，以及设置在非机动车道上方的非机动车提示信号灯，机动车提示信号灯包括红色信号灯、黄色信号灯和绿色信号灯，所述非机动车提示信号灯为闪烁的警示灯。3.根据权利要求2所述的路口防碰撞智能信号灯装置，其特征在于:所述非机动车道上方设有显示视觉监控系统所采集的机动车道图像信息的显示单元。4.根据权利要求3所述的路口防碰撞智能信号灯装置，其特征在于:所述机动车道上方设有显示视觉监控系统所采集的非机动车道图像信息的显示单元。5.一种基于权利要求1-4所述路口防碰撞智能信号灯装置的控制方法，其特征在于: 1)系统上电运行； 2)智能信号灯装置故障自检； 3)如果系统出现故障，则进行故障报警，否则执行4; 4)通过视觉和雷达系统对非机动车道以及最内侧的机动车道内车辆进行实时检测； 5)判断非机动车进入路口的时间是否小于I秒，如果是则执行6，否则执行7; 6)机动车道绿色信号灯点亮； 7)机动车道红色信号灯点亮。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于:若视觉监控系统检测到有机动车在最内侧的机动车道行驶且开启了右转向灯，则启动非机动车提示信号灯。7.根据权利要求5或6所述的控制方法，其特征在于:若毫米波雷达系统检测到非机动车道内非机动车车速超过设定上限时速，则输出语音报警信号至语音提醒模块。8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于:所述步骤5，采集当前非机动车距离路口停止线距离H，以及非机动车当前车速S，若H/S< I，则非机动车进入路口的时间是否小于I秒。9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于:所述信号灯单元随路口交通指挥灯跳转； 当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，则非机动车车道信号灯关闭，当路口交通指挥灯直行方向为红灯，则非机动车车道信号灯闪烁警示； 当路口交通指挥灯直行方向为红灯，机动车车道信号灯单元的绿色信号灯常亮，当路口交通指挥灯直行方向为绿灯，机动车车道信号灯单元按照步骤5执行信号转换。10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于:当路口交通指挥灯直行方向由红灯转为绿灯前2-5秒，若非机动车道有车辆处于停止状态，则机动车车道信号灯单元的红色信号灯点亮，并在延迟2-5秒后按照步骤5执行信号转换。
【文档编号】G08G1/08GK106097747SQ201610626141
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月3日 公开号201610626141.3, CN 106097747 A, CN 106097747A, CN 201610626141, CN-A-106097747, CN106097747 A, CN106097747A, CN201610626141, CN201610626141.3
【发明人】刘贵如, 汪军, 卢桂馥, 王忠群, 刘志军, 章勤, 郭梦圆
【申请人】安徽工程大学