專利名稱：一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安全輔助系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種基于單片機控制系統(tǒng)的利用激光光源模擬柵欄的交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
城市交通繁忙的十字路口交叉路段，行人闖紅燈的情況頻頻發(fā)生，這不僅給行人的人身安全帶來巨大威脅，同時擾亂交通秩序，影響整個交叉路段的行車通暢，必然將會導(dǎo)致交通效率的降低?，F(xiàn)有技術(shù)中采取一些措施來盡量避免這種情況的發(fā)生，比如在交通流量大的路段安排交通協(xié)管員，對車輛和行人進行直接指揮，這種方法可以有效減少行人闖紅燈的情況， 但是需要投入大量的人力和物力；又比如在交叉路口人行橫道兩端安裝欄桿，欄桿可以根據(jù)紅、綠、黃燈信號隨時開啟或關(guān)閉，這種方法在一定程度上可以減少行人闖紅燈，但是實物欄桿占用空間較大、欄桿的定時開啟或關(guān)閉以及欄桿的安全隱患將會降低交通的效率。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種單片機控制系統(tǒng)根據(jù)交通狀態(tài)信號對虛擬欄桿進行實時控制的且具有行人監(jiān)測預(yù)警和電子宣傳功能的交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測預(yù)警模塊和一車路通訊控制模塊；所述激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對角位置的兩根光源接收支柱，所述兩光源發(fā)射支柱上間隔對應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組所述激光光源包括設(shè)置在每一所述光源發(fā)射支柱上的兩個激光光源， 其中一所述激光光源的方向正對人行橫道同側(cè)的所述光源接收支柱，另一所述激光光源的方向正對人行橫道對側(cè)的所述光源接收支柱；所述行人監(jiān)測預(yù)警模塊包括兩個語音報警裝置和與每一所述激光光源對應(yīng)的光敏檢測裝置，所述光敏檢測裝置分別設(shè)置在所述激光光源發(fā)出的光路在兩根光源接收支柱上的光點位置，每一所述語音報警裝置分別設(shè)置在一所述光源接收支柱上；所述車路通訊控制模塊包括一單片機控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，所述單片機控制系統(tǒng)分別電連接所述激光柵欄模塊和行人監(jiān)測預(yù)警模塊；所述單片機控制系統(tǒng)從交通信號燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號，所述單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到所述激光柵欄模塊控制所述激光光源的開啟或關(guān)閉，以產(chǎn)生可見的激光光路，有行人闖紅燈時，所述單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到所述行人監(jiān)測預(yù)警模塊警告行人。它還包括一電子宣傳模塊，所述電子宣傳模塊包括分別設(shè)置每一所述光源發(fā)射支柱上的一個顯示器，每一所述顯示器分別電連接所述單片機控制系統(tǒng)。所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。所述激光光源采用輸出波長為400 700nm，輸出功率為300mw的綠色激光源。
所述光敏檢測裝置包括一光敏三級管和兩個電阻，并由12V直流電源供電。所述語音報警裝置包括語音芯片及相應(yīng)供電電路。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明采用的激光光源發(fā)出的激光足以在空氣中形成可見激光光路，激光光路可以橫置于人行橫道兩端或者兩側(cè)，所形成的激光光路可以在行人行駛方向上是紅燈時提醒警示行人，行人行駛方向上是綠燈時提醒警示車輛駕駛員。2、本發(fā)明采用的激光光源的波長為400 700nm，輸出功率為 300mw 左右，根據(jù)激光等級分級，此種功率的激光光源發(fā)出的激光屬于安全等級范圍，不會對人體皮膚、眼睛等部位造成灼傷損害。3、本發(fā)明的車路通訊控制模塊實時獲取交通狀態(tài)信號，經(jīng)單片機控制系統(tǒng)判斷紅、綠、黃燈狀態(tài)，進而控制激光光源開啟或關(guān)閉，使虛擬欄桿根據(jù)交通狀態(tài)進行切換工作。4、本發(fā)明在行人行駛方向是紅燈時，人行橫道兩端的激光光路形成激光虛擬柵欄，激光光源直接照射在光敏檢測裝置上，若有人闖紅燈遮擋激光光路，則會引起光敏檢測電路相應(yīng)電位變化，進而導(dǎo)致語音報警裝置發(fā)出報警，警告行人。5、本發(fā)明設(shè)置有兩個顯示器，根據(jù)交通狀態(tài)實時播放相應(yīng)紅燈倒計時、綠燈倒計時、黃燈倒計時和耐心等待提示語，并且也可以在顯示器上設(shè)置多個視頻軌，用以播放當(dāng)?shù)貢r間、天氣預(yù)報、公益廣告、商業(yè)廣告以及部門公告等簡短的視頻內(nèi)容，從而起到提示安全信息，借此也可以在各交叉路口搭建新的城市宣傳平臺。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，工作可靠性和可維護性較強， 可以廣泛應(yīng)用于城市交通中。


圖1是本發(fā)明激光柵欄模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明行人監(jiān)測預(yù)警模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明電子宣傳模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明行人行駛方向是紅燈時虛擬欄桿的功能示意圖；圖5是本發(fā)明行人行駛方向是綠燈時虛擬欄桿的功能示意圖；圖6是本發(fā)明行人行駛方向是黃燈時虛擬欄桿的功能示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。本發(fā)明包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測預(yù)警模塊、一電子宣傳模塊和一車路通訊控制模塊。如圖1所示，本發(fā)明的激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對角位置的兩根光源發(fā)射支柱1和設(shè)置在人行橫道兩端另一對角位置的兩根光源接收支柱2，兩根光源發(fā)射支柱1上對應(yīng)設(shè)置有兩組分別位于其1/2高度處和3/4高度處的激光光源3。每一組激光光源3包括分別設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱1上的兩個激光光源31、32。其中，兩根光源發(fā)射支柱1上的激光光源31正對人行橫道同側(cè)的光源接收支柱2，用以在人行橫道兩端形成虛擬欄桿阻攔行人，每一光源發(fā)射支柱1上的激光光源32正對人行橫道對側(cè)的光源接收支柱2，用以在人行橫道兩側(cè)形成虛擬欄桿提醒駕駛員。如圖2所示，本發(fā)明的行人監(jiān)測預(yù)警模塊包括與激光光源31、32的總體數(shù)量相對應(yīng)的光敏檢測裝置4和設(shè)置在兩根光源接收支柱2上的語音報警裝置5。每一個光敏檢測裝置4設(shè)置在光源接收支柱2的激光光路的光點位置，安裝時必須保證光敏三極管的感光部分正對光點以便于接受激光光源的照射。每一光敏檢測裝置3包括一光敏三級管和與其連接的兩個500歐姆的電阻，并由12V直流電源供電。每一語音報警裝置5由一塊語音芯片和相應(yīng)供電電路搭建組成。如圖3所示，本發(fā)明的電子宣傳模塊包括兩個顯示器6。兩個顯示器6分別設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱1上，通過變壓器與馬路上交流電線相連，從而獲得持續(xù)供電。顯示器 6可以設(shè)置多個視頻軌用以顯示安全提示信息，如紅、綠燈倒計時，也可播放天氣預(yù)報、部門公告、廣告等內(nèi)容。本發(fā)明的車路通訊控制模塊包括一單片機控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)的信息采集及驅(qū)動電路，單片機控制系統(tǒng)分別通過相應(yīng)的電路連接激光柵欄模塊、行人監(jiān)測預(yù)警模塊和電子宣傳模塊。單片機控制系統(tǒng)通過有線通訊方式如串口通訊或無線通訊方式如數(shù)傳電臺從交通信號燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號，經(jīng)由單片機控制系統(tǒng)判斷之后根據(jù)不同的實時交通燈狀態(tài)，發(fā)送信號控制、協(xié)調(diào)以上三個模塊工作，具體是根據(jù)實際的交通狀態(tài)單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到兩組激光光源3，控制兩組激光光源3的開啟或關(guān)閉產(chǎn)生可見激光虛擬柵欄，如果監(jiān)測到有行人闖紅燈，單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到行人監(jiān)測預(yù)警模塊以警告闖紅燈的行人，在整個交通過程中，單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到電子宣傳模塊的兩個顯示器6播放有關(guān)視頻內(nèi)容上述實施例中，由于空氣中含有較多灰塵等顆粒，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)制，非常有利于激光光源3形成可見激光光路，從而起到提醒、警示行人的作用，在具體實施時需要調(diào)整所有激光光源3的方向，使得激光光源3發(fā)出的激光能直射在相對的另一根光源接收支柱2上， 產(chǎn)生可見激光虛擬柵欄。上述實施例中，本發(fā)明的激光光源3采用綠色激光源，其輸出波長為400 700nm， 輸出功率為300mw左右，可以由兩節(jié)五號電池供電，此種綠色激光光源發(fā)出的激光屬于較低功率的安全激光，不會對人體皮膚、眼睛等部位造成灼傷損害，為了增加虛擬柵欄的強度，可以根據(jù)實際情況選擇使用多組激光光源。上述實施例中，本發(fā)明的兩根光源發(fā)射支柱1和兩根光源接收支柱2可以采用反光橡膠制成，高度可以控制在150cm左右，中空，外徑可以在15cm左右。上述實施例中，本發(fā)明的單片機控制系統(tǒng)中的單片機型號采用STC89C52RC(以此為例，不限于此)，連同相應(yīng)電路集成板封裝在一個鋁合金匣子里，使用時可以將該匣子固定在其中一個顯示器6的下方，由12V直流電源供電。一般情況下，交叉路段的交通狀態(tài)在紅、綠、黃燈三種狀態(tài)之間切換，根據(jù)上述交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，結(jié)合三種不同交通狀態(tài)進一步說明此系統(tǒng)的功能，其過程如下1)行人行駛方向上是紅燈時，行人需要等待，車輛通行。如圖4所示，車路通訊控制模塊的單片機控制系統(tǒng)通過有線通訊方式或無線通訊方式從交通信號燈控制器獲取交通狀態(tài)信號，經(jīng)單片機控制系統(tǒng)判斷此時行人行駛方向為紅燈時，通過一路I/O通道發(fā)出信號使四個激光光源31開啟，而此時所有的激光光源32關(guān)閉。四個激光光源31發(fā)出足夠光強并且可以在空氣中形成可見激光光路，在人行橫道的兩端形成虛擬柵欄，提醒和警示行人以阻止試圖闖紅燈的行人，與此同時，單片機控制系統(tǒng)通過另一路I/O通道控制行人監(jiān)測和預(yù)警模塊，使之進入檢測工作狀態(tài)，如果一旦有行人闖紅燈遮擋激光光線，中斷任一條激光光路，則會導(dǎo)致光敏檢測裝置4收不到激光信號，單片機控制系統(tǒng)監(jiān)測到相應(yīng)電位變化，立即通過另外一路I/O通道發(fā)送信號到語音報警裝置5 使其發(fā)出連續(xù)不斷報警聲，從而阻止闖紅燈的行人。紅燈時，電子宣傳模塊的顯示器6以播放等候紅燈倒計時，當(dāng)?shù)貢r間、天氣預(yù)報、公益廣告、商業(yè)廣告以及部門公告等簡短的視頻內(nèi)容，成為一個有益的宣傳平臺，從而起到提示交通安全信息等作用。2)行人行 駛方向上是綠燈時，車輛需要等待，行人通行。如圖5所示，車路通訊控制模塊的單片機控制系統(tǒng)通過有線通訊方式或無線通訊方式從交通信號燈控制器獲取交通狀態(tài)信號，經(jīng)單片機控制系統(tǒng)判斷此時為綠燈時，通過一路I/O通道發(fā)出信號使四個激光光源32開啟，而此時所有激光光源31關(guān)閉，四個激光光源32發(fā)出足夠光強并且可以在空氣中形成可見的激光光路，并在人行橫道兩側(cè)形成虛擬柵欄，提醒、警示馬路上的車輛駕駛員注意行人。與此同時，單片機控制系統(tǒng)通過另一路I/ 0通道控制行人監(jiān)測預(yù)警模塊，使之退出監(jiān)測工作狀態(tài)，同時語音報警裝置5由于接收不到光敏檢測裝置4的電位變化信號也不會報警。在此狀態(tài)下僅有激光柵欄模塊進入工作狀態(tài)。綠燈時，電子宣傳模塊的顯示器6則播放等候綠燈倒計時，也可以多路視頻通道播放與 1)中相同的視頻內(nèi)容。3)交通信號是黃燈時，車輛、行人均等待。如圖6所示，車路通訊控制模塊的單片機控制系統(tǒng)通過有線通訊方式或無線通訊方式從交通信號燈控制器獲取交通狀態(tài)信號，經(jīng)單片機控制系統(tǒng)判斷此時為黃燈時，通過一路I/O通道發(fā)出信號使所有激光光源3都關(guān)閉。黃燈時，電子宣傳模塊的顯示器6可以播放等候黃燈倒計時，也可以多路視頻通道播放與1)中相同的視頻內(nèi)容。綜上所述，本發(fā)明通過激光模擬實物欄桿，同時結(jié)合行人監(jiān)測報警和安全信息輔助，可以減少行人闖紅燈現(xiàn)象發(fā)生，保障行人通行安全，提高交通效率，而且通過單片機控制系統(tǒng)讀取判斷交通狀態(tài)信號，以控制激光光源的開啟或關(guān)閉，成本低、效率高、工作可靠性高，電子宣傳平臺功能則可以成為很好的城市宣傳平臺。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和實施方法等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括一激光柵欄模塊、一行人監(jiān)測預(yù)警模塊和一車路通訊控制模塊；所述激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對角位置的兩根光源接收支柱，所述兩光源發(fā)射支柱上間隔對應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組所述激光光源包括設(shè)置在每一所述光源發(fā)射支柱上的兩個激光光源，其中一所述激光光源的方向正對人行橫道同側(cè)的所述光源接收支柱，另一所述激光光源的方向正對人行橫道對側(cè)的所述光源接收支柱；所述行人監(jiān)測預(yù)警模塊包括兩個語音報警裝置和與每一所述激光光源對應(yīng)的光敏檢測裝置，所述光敏檢測裝置分別設(shè)置在所述激光光源發(fā)出的光路在兩根光源接收支柱上的光點位置，每一所述語音報警裝置分別設(shè)置在一所述光源接收支柱上；所述車路通訊控制模塊包括一單片機控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，所述單片機控制系統(tǒng)分別電連接所述激光柵欄模塊和行人監(jiān)測預(yù)警模塊；所述單片機控制系統(tǒng)從交通信號燈控制器獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號，所述單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到所述激光柵欄模塊控制所述激光光源的開啟或關(guān)閉，以產(chǎn)生可見的激光光路，有行人闖紅燈時，所述單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到所述行人監(jiān)測預(yù)警模塊警告行人。
2.如權(quán)利要求1所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它還包括一電子宣傳模塊，所述電子宣傳模塊包括分別設(shè)置每一所述光源發(fā)射支柱上的一個顯示器，每一所述顯示器分別電連接所述單片機控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。
4.如權(quán)利要求2所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光源發(fā)射支柱和光源接收支柱均采用反光橡膠制成。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于 所述激光光源采用輸出波長為400 700nm，輸出功率為300mw的綠色激光源。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于 所述光敏檢測裝置包括一光敏三級管和兩個電阻，并由12V直流電源供電。
7.如權(quán)利要求5所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述光敏檢測裝置包括一光敏三級管和兩個電阻，并由12V直流電源供電。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語音報警裝置包括語音芯片及相應(yīng)供電電路。
9.如權(quán)利要求5所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語音報警裝置包括語音芯片及相應(yīng)供電電路。
10.如權(quán)利要求6所述的一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于所述語音報警裝置包括語音芯片及相應(yīng)供電電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交叉路口行人安全輔助系統(tǒng)，其特征在于它包括激光柵欄模塊、行人監(jiān)測預(yù)警模塊和車路通訊控制模塊；激光柵欄模塊包括設(shè)置在人行橫道兩端其中一對角位置的兩根光源發(fā)射支柱和設(shè)置在人行橫道兩端另一對角位置的兩根光源接收支柱，兩光源發(fā)射支柱上間隔對應(yīng)設(shè)置有一組以上激光光源，每組激光光源包括設(shè)置在每一光源發(fā)射支柱上的兩個激光光源，行人監(jiān)測預(yù)警模塊包括兩個語音報警裝置和與每一激光光源對應(yīng)的光敏檢測裝置；車路通訊控制模塊包括單片機控制系統(tǒng)、通訊接口和相應(yīng)外圍電路，單片機控制系統(tǒng)分別電連接各模塊；單片機控制系統(tǒng)獲取紅、綠、黃燈狀態(tài)信號并發(fā)送信號控制激光光源的開啟或關(guān)閉，有行人闖紅燈時，單片機控制系統(tǒng)發(fā)送信號到所述行人監(jiān)測預(yù)警模塊警告行人。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于城市交通中。
文檔編號G08G1/09GK102306454SQ20111020512
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者孫國府, 曹劍東, 王云鵬, 王建強, 王璟毅, 黃 俊 申請人:清華大學(xué)