太陽能地磁感應(yīng)路標以及車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種太陽能地磁感應(yīng)路標，包括至少一個地磁傳感器、發(fā)光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發(fā)光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應(yīng)路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經(jīng)過時引起的地磁擾動，并向處理器輸出檢測結(jié)果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應(yīng)路標所在的位置經(jīng)過時將所述發(fā)光體點亮并持續(xù)一段時間。通過本實用新型的太陽能地磁感應(yīng)路標，能夠針對每個車道有效檢測車輛的瞬時通過，并對車道占用進行有效的標識，從而能夠在低能見度環(huán)境下按車道顯示車輛的行駛尾跡，由此為后方通行車輛提供有效的引導和警示，進而有效地防止低能見度環(huán)境下交通事故的發(fā)生。
【專利說明】太陽能地磁感應(yīng)路標以及車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種采用太陽能地磁感應(yīng)路標的車道占用警示技術(shù)，特別涉及一種在低能見度環(huán)境下主動發(fā)光動態(tài)顯示車輛行駛尾跡的太陽能地磁感應(yīng)路標以及相應(yīng)的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]雨、雪、霧、霾等天氣會降低大氣的能見度，當車輛在低能見度環(huán)境下行駛時，因遠視可見性極差，導致安全預(yù)視距離不足，前方車道是否有車很難被及時發(fā)現(xiàn)，尤其是有團霧時更容易因視線斷層而導致車輛追尾，特別容易發(fā)生重特大交通事故。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，因濃霧等惡裂天氣影響造成的交通事故約占總數(shù)的1/4多，給國家和人民生命財產(chǎn)造成了重大的損失。然而，目前道路管理部門通常通過人為封道、禁止通行或者限制通行等方式來盡可能地減小事故發(fā)生的可能性，但是由于惡劣氣象的發(fā)生地點具有不確定性，往往無法及時、準確地對所有需要的道路采取措施，同時，由于封路禁行，不僅會導致運輸線路中斷，給人們出行帶來不便，還會導致道路營運損失。
[0004]中國發(fā)明專利申請CN201310474405.4提出了一種路側(cè)的車輛行駛尾跡技術(shù)，提供了一種根據(jù)前方車輛的行駛狀況為后方車輛提供警示信息的方法和相應(yīng)的裝置，但是在實踐中當車道數(shù)量大于兩車道時，這種技術(shù)的警示指向性及有效性均有所下降。
[0005]截止到目前為止，在道路交通環(huán)境中還沒有一種技術(shù)可以按車道顯示車輛行駛尾跡。從道路發(fā)展趨勢看，在低能見度環(huán)境下對車道占用進行標識、為通行車輛提供警示是一種行之有效的事故防范措施。
[0006]此外，目前存在的利用太陽能或其它方式供電的路標，主要是用來實現(xiàn)對道路的線形誘導，無法對根據(jù)車道上車輛的行駛情況實時地提供警示信息。
[0007]因此，實有必要設(shè)計一種高度集成型的、能夠針對每個車道檢測車輛瞬時通過并據(jù)此示警的一體化預(yù)警裝置，以及能夠針對氣象條件的變化采取相應(yīng)的控制策略進行示警的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中低能見度環(huán)境下道路占用無法準確警示的難題，實現(xiàn)按照車道實時地顯示車道是否被占用并據(jù)此示警，從而對車輛進行有效引導。
[0009]為解決上述問題，本實用新型提供了一種太陽能地磁感應(yīng)路標，其包括至少一個地磁傳感器、發(fā)光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發(fā)光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應(yīng)路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經(jīng)過時引起的地磁擾動，并向處理器輸出檢測結(jié)果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應(yīng)路標所在的位置經(jīng)過時將所述發(fā)光體點亮并持續(xù)一段時間。
[0010]優(yōu)選地，所述太陽能地磁感應(yīng)路標進一步包括通信模塊，所述通信模塊與所述處理器連接，所述通信模塊用于向外傳遞數(shù)據(jù)以及接收外界的控制指令。
[0011]優(yōu)選地，所述通信模塊為無線通信模塊，并進一步包括天線和無線模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述電源模塊包括太陽能電池和蓄電池，所述太陽能電池能夠利用太陽能為蓄電池充電。
[0013]優(yōu)選地，所述電源模塊進一步包括供電選擇器和一次性電池，所述供電選擇器與所述蓄電池以及所述一次性電池相連，并通過比較兩者的電壓確定輸出來自所述蓄電池的電能、來自一次性電池的電能還是將來自兩者的電能同時輸出。
[0014]優(yōu)選地，所述供電選擇器中進一步包括A/D模塊，用于識別所述蓄電池的電壓、所述一次性電池的電壓以及當前的供電方式，并將識別的結(jié)果通過所述通信模塊輸出。
[0015]優(yōu)選地，所述太陽能地磁感應(yīng)路標還包括耐壓型外殼，所述外殼頂部由透明的耐壓覆蓋體構(gòu)成，所述太陽能電池位于所述透明覆蓋體下方。
[0016]優(yōu)選地，所述透明覆蓋體上設(shè)計有折光點，所述折光點能夠?qū)⑷肷涞奶柟馔渡涞剿鎏柲茈姵厣稀?br> [0017]優(yōu)選地，所述發(fā)光體為LED燈珠。
[0018]優(yōu)選地，所述LED燈珠為高亮度燈珠，并且至少包括紅色和/或黃色。
[0019]為解決上述問題，本發(fā)明進一步提供了一種車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，包括太陽能地磁感應(yīng)路標，所述太陽能地磁感應(yīng)路標在道路上沿車道縱向等間距地設(shè)置。
[0020]優(yōu)選地，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠與太陽能地磁感應(yīng)路標以無線的方式通信，以及監(jiān)測太陽能地磁感應(yīng)路標的狀態(tài)。
[0021]優(yōu)選地，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括上位控制器，所述上位控制器與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述上位控制器能夠基于人工輸入的控制信息和/或路側(cè)通信節(jié)點提供的信息生成控制指令，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠接收所述上位控制器的控制指令并將所述控制指令傳遞給所述太陽能地磁感應(yīng)路標，由此控制所述太陽能地磁感應(yīng)路標中的發(fā)光體的點亮模式。
[0022]優(yōu)選地，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括能見度檢測儀，所述能見度檢測儀與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述能見度檢測儀用來檢測道路區(qū)域的能見度，并將檢測到的能見度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠?qū)⑺瞿芤姸刃畔鬟f給所述上位控制器。
[0023]優(yōu)選地，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括環(huán)境光檢測儀，所述環(huán)境光檢測儀與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述環(huán)境光檢測儀用來檢測道路環(huán)境中的照度，并將檢測到的照度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠?qū)⑺稣斩刃畔鬟f給所述上位控制器。
[0024]優(yōu)選地，所述路側(cè)通信節(jié)點與太陽能地磁感應(yīng)路標沿道路斷面的垂線同步配置，每個路側(cè)通信節(jié)點能夠與一個或多個太陽能地磁感應(yīng)路標進行通信。
[0025]優(yōu)選地，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠監(jiān)測太陽能地磁感應(yīng)路標的工作狀態(tài)，并將太陽能地磁感應(yīng)路標的工作狀態(tài)信息傳遞給所述上位控制器。
[0026]通過本實用新型的太陽能地磁感應(yīng)路標，能夠針對每個車道有效檢測車輛的瞬時通過，并對車道占用進行有效的標識，從而能夠在低能見度環(huán)境下按車道顯示車輛的行駛尾跡，由此為后方通行車輛提供有效的引導和警示，進而有效地防止低能見度環(huán)境下交通事故的發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1示出了根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2示出了根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的太陽能地磁感應(yīng)路標的組成結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖3為根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的太陽能地磁感應(yīng)路標的控制方式流程圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)10的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1所示的示例性實施例中，道路在一個方向上包括多個車道，在每個車道上沿縱向等距離地安裝有太陽能地磁感應(yīng)感應(yīng)路標11 (下文中也稱為太陽能地磁感應(yīng)路標或簡稱路標)。這種太陽能地磁感應(yīng)路標能夠檢測車輛經(jīng)過所引起的地磁變化，進而確定是否有車輛經(jīng)過，并且可以在車輛經(jīng)過后受控地點亮并持續(xù)一定時間。此外，系統(tǒng)10還包括環(huán)境光檢測儀12、能見度檢測儀13以及路側(cè)通信節(jié)點14，優(yōu)選地，系統(tǒng)10還可以包括上位控制器(未示出)，其與路側(cè)通信節(jié)點14之間形成通信連接，從而傳遞來自其它單元的與控制相關(guān)的數(shù)據(jù)以及人工輸入的或者系統(tǒng)自動生成的控制指令。
[0031]路側(cè)通信節(jié)點14通常設(shè)置在路側(cè)，能夠與太陽能地磁感應(yīng)路標11以無線的方式通信，并且與環(huán)境光檢測儀12、能見度檢測儀13以及上位控制器通信連接，用以監(jiān)測路標11的工作狀態(tài)并將各個路標11的工作狀態(tài)反饋給上位控制器，傳遞檢測到的道路環(huán)境參數(shù)信息(例如環(huán)境的光照強度以及能見度)，以及接收和轉(zhuǎn)發(fā)控制指令等。優(yōu)選地，路側(cè)通信節(jié)點與太陽能地磁感應(yīng)路標沿道路斷面的垂線同步配置，一個或多個路標與一個路側(cè)通信節(jié)點捆綁，從而在盡可能短的時間內(nèi)使路側(cè)通信節(jié)點可以快速循環(huán)巡查轄區(qū)內(nèi)的太陽能地磁感應(yīng)路標。
[0032]環(huán)境光檢測儀12用來檢測道路環(huán)境中的光照情況，并將檢測到的環(huán)境照度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點14。
[0033]能見度檢測儀13用來檢測道路區(qū)域的能見度，并將檢測到的能見度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點14。
[0034]路標11通過其中的地磁傳感器利用由車輛引起的地磁變化測算出是否有車輛經(jīng)過，并結(jié)合道路環(huán)境參數(shù)以及當前的控制策略(下文中將詳細描述)確定是否點亮路標以及點亮的方式(顏色、閃爍、持續(xù)時間等等)。由此，在需要時，能夠在經(jīng)過車輛的后方顯示車輛的動態(tài)尾跡，從而為后方車輛提供警示，表明在該車道中前方存在車輛，應(yīng)該注意保持車距，防止追尾。
[0035]在優(yōu)選的實施方式中，系統(tǒng)中的各個路側(cè)通信節(jié)點還受到上位控制器的控制，道路監(jiān)管人員可以利用上位控制器通過路側(cè)通信節(jié)點向路標11發(fā)布控制指令和/或傳遞改變的控制策略，進而對一定道路區(qū)域內(nèi)的路標11進行集中控制和設(shè)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，上位控制指令既可以人工輸入，也可以由上位控制器自動產(chǎn)生，例如根據(jù)路側(cè)通信節(jié)點提供的路標狀態(tài)信息、道路環(huán)境參數(shù)信息等改變要由路標執(zhí)行的控制策略。上位控制指令既可以由路側(cè)通信節(jié)點使用多次盲發(fā)方式發(fā)送，也可以按照各個路標11的唯一地址通過路側(cè)通信節(jié)點實現(xiàn)與上位控制系統(tǒng)之間分批次的數(shù)據(jù)交互。
[0036]路標11是一種安裝在地面的主動誘導設(shè)備，天線位置很低(與地面基本持平)，所以無線波瓣設(shè)計指向主體是向上的，且輻射大部分會被環(huán)境吸收，因此路標11中的無線通訊模塊的天線會受到距離限制，實測表明在路標11布設(shè)距離大于12米時，就需要通過路側(cè)通信節(jié)點14來實現(xiàn)信息交互以及實現(xiàn)遠程控制。
[0037]路側(cè)設(shè)備14與上位控制系統(tǒng)之間的通訊鏈路(未示出)可以借助目前已知的各種有線或無線的通信方式形成，例如但不限于GPRS或CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)或高速公路沿線通信專網(wǎng)。
[0038]當二個相鄰的太陽能地磁感應(yīng)路標11的安裝間隔不大于12米時，也可基于每個路標11內(nèi)置的無線通訊模塊組成自己的通訊鏈路，該鏈路僅作為輔助通訊鏈路，用來傳遞控制信息和工作狀態(tài)。當太陽能地磁感應(yīng)路標以該內(nèi)置的通訊鏈路工作時，亦可以實現(xiàn)受控功能。
[0039]類似地，盡管當太陽能地磁感應(yīng)路標以組合的方式顯示車輛的動態(tài)尾跡時，通常利用環(huán)境光檢測儀12和/或能見度檢測儀13來采集道路環(huán)境信息，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，本實用新型的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還可以利用其它適于檢測類似道路環(huán)境信息的其它類型的傳感器來檢測道路環(huán)境。
[0040]圖2示出了根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的太陽能地磁感應(yīng)路標11的組成示意圖。路標11主要包括地磁傳感器113、發(fā)光器件114、處理器115、通信模塊(如圖2上方的虛線框所示)以及電源模塊(如圖2下方的虛線框所示)。在該優(yōu)選實施例中，發(fā)光器件為LED燈珠114，用以在需要時點亮從而為車輛提供警示信息，通信模塊包括天線111和無線模塊112，用于各個路標之間彼此通信以及與路側(cè)通信節(jié)點14進行通信；電源模塊包括供電選擇器116、鎳氫電池117、太陽能電池118以及一次性鋰電池119，用以為路標11中的其它元件供電。
[0041]每一個太陽能地磁感應(yīng)路標11內(nèi)至少包括一個地磁傳感器113，其能夠檢測安裝點的地磁的微小變化并數(shù)字化、量化地輸出地磁變化幅度?；诘卮艂鞲衅鞯妮敵觯梢源_定是否有車輛通過以及是否有車輛停止在路標上。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，地磁傳感器113采用霍尼威爾的HMC5883，根據(jù)實際測試發(fā)現(xiàn)它在實際應(yīng)用中具有較好的穩(wěn)定性。
[0042]處理器115可以包括內(nèi)部的存儲元件，用以存儲控制系統(tǒng)運行所需的控制程序以及控制策略。典型地，可以利用單片機來實現(xiàn)。處理器115根據(jù)地磁傳感器113的輸出判斷是否有車輛經(jīng)過，并相應(yīng)地根據(jù)預(yù)定的控制策略并結(jié)合通過天線111和無線模塊112獲得的道路環(huán)境信息來控制LED燈珠114是否點亮以及點亮的方式。
[0043]優(yōu)選地，路標11還可以包括GPS衛(wèi)星定位授時單元，用以確定路標11所在的位置以及當前的時間。
[0044]鑒于太陽能地磁感應(yīng)路標是一種安裝在路面上的主動誘導設(shè)備，其必須能夠承受車輛高速行駛時對它的沖撞和耐壓，其抗沖擊性和耐壓要求極高。本實用新型的優(yōu)選實施例中，路標11在結(jié)構(gòu)上采用承壓型外殼，在外殼頂部使用高透明的耐壓覆蓋體，比如由高晶硅強化玻璃制成，在該高透明覆蓋體上設(shè)計有折光點，折光點將太陽光投射到安裝在該透明覆蓋體下的太陽能電池板，使太陽能電池板能夠有效接收日光照射，即使日光不是垂直照向太陽能電池板時也能夠通過折光點改變光路以便提高日光輻射效率。
[0045]LED燈珠114安裝在路標11殼體內(nèi)的迎車面一側(cè)，為保證燈珠點亮時的警示效果，燈珠的數(shù)量優(yōu)選不少于4個，并且優(yōu)選采用高亮度LED燈珠，在本實用新型的優(yōu)選實施例中LED燈珠的亮度值為13000MCD。燈珠顏色可以根據(jù)需要設(shè)置，例如，用于霧天警示時使用紅色，用于一般警示時使用黃色，而且，紅黃雙色LED通過配色可以組成多種顏色組合，同時也可以在實際應(yīng)用中定義多種顯示模式。
[0046]天線111安裝在路標11殼體內(nèi)的一側(cè)，其波瓣設(shè)計將指向路側(cè)通信節(jié)點14。在本實用新型的優(yōu)選實施例中，天線111采用載頻為433兆的螺旋天線。相應(yīng)地，無線模塊采用載頻為433兆的TI的CC1011。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認識到，路標11中的天線以及無線模塊并不局限于上述的特定實例，而是可以根據(jù)需要應(yīng)用的環(huán)境選擇適當?shù)奶炀€和無線模塊，選擇適當?shù)妮d頻頻率，采用適當?shù)耐ㄐ啪幋a方式，和/或選擇是否對通信進行加密以及加密的方式。例如，在實際應(yīng)用中，如果需要實現(xiàn)較遠距離的可靠通訊，則可以使用陶瓷天線。
[0047]路標11的殼體內(nèi)中間層安裝電路板，為了滿足惡劣道路環(huán)境下的應(yīng)用需求，可以對電路板進行二次密封防潮。
[0048]電源模塊安裝在路標11殼體內(nèi)的最底層，并且在殼體底部留有開口，以便能夠更換電池組合。當采用圖2所示的混合供電模式時，一次性電池被安裝在最底層，使用軟膠密封。
[0049]在實際的安裝中，可以采用可拋棄的底殼殼體托住太陽能地磁感應(yīng)路標11，由于道路環(huán)境下安裝在路面的路標會因為浙青軟化和車輛碾壓發(fā)生沉降，脫卸式底殼的作用是在正常安裝環(huán)境下托住太陽能地磁感應(yīng)路標，當發(fā)生沉降時便于卸下太陽能地磁感應(yīng)路標并重新安裝，此時原有底殼被拋棄。
[0050]為了便于安裝時校準磁性指向，通常在路標11的殼體上標注磁極性，并使內(nèi)部磁敏感部件的磁極指向與外殼磁極標志一致。
[0051]太陽能地磁感應(yīng)路標11能夠長期持續(xù)有效工作的前提是電源模塊能夠在其正常工作壽命周期內(nèi)持續(xù)正常供電。路標11中電源模塊的供電方式可以采用太陽能組合供電及混合供電二種基本的供電模式。
[0052]太陽能組合供電模式是指，主要由太陽能電池板與充電電池組合形成電源模塊，照度達標時太陽能電池板的發(fā)電量能夠?qū)Τ潆婋姵剡M行充電，夜間或照度不足時則依靠充電電池向路標中的其它部件供電。
[0053]根據(jù)實際測試，長江以南見天環(huán)境下的照度范圍大約在35001UX?250001ux，其中120001UX及以下占多數(shù)，長江以北則分為冰雪覆蓋期和冰點以上時區(qū)，其中非冰雪覆蓋期的照度范圍大致在45001ux?260001ux，冰雪覆蓋期實際照度只有1501ux?12001ux。為滿足低照度環(huán)境下的產(chǎn)品供電要求，江南地區(qū)需解決季節(jié)性無日照供電問題及長期陰雨日(低照度)供電問題。在這種應(yīng)用環(huán)境中，可以將內(nèi)部控制及處理電路的耗電降到能夠維持正常工作的最低耗電、控制傳感器芯片的開啟窗口時間，該窗口時間只需要滿足實際使用時能夠有效檢出所定義被檢最高車速最小及車長即可。通過采用上述方式，在長江以南采用太陽能組合供電模式，能夠?qū)崿F(xiàn)路標在全壽命范圍內(nèi)的正常工作，不會因為供電問題中止工作。[0054]混合供電是指通常在北方地區(qū)應(yīng)用、間斷性應(yīng)用、季節(jié)性無日照應(yīng)用中為了能夠使太陽能地磁感應(yīng)路標在需要使用時仍然可以正常工作所采用的一種供電模式，其特征是采用二組供電電源，其中一組是一次性化學能電池，另一組采用太陽能充電的組合供電模塊；二組供電采用壓差分割方式，太陽能組合供電模式電壓略高于化學能電池組，在太陽能供電組合耗盡電源之前由于輸出電壓高于化學能電池組，所以會優(yōu)先供電，當太陽能電池組合的電源耗盡(此時太陽能電池組合的電壓降逐漸低于化學能電池組)時，化學能電池將接替太陽能電池組合繼續(xù)為路標供給電能，該供電切換采用無縫切換方式。由于化學能電池的體積容量比遠高于太陽能電池組合，所以路標能夠在太陽能電池不能工作的期間維持正常工作，當路標采用間斷工作模式時，化學能電池還能夠防止蓄能部件過放電導致的儲能故障。
[0055]在圖2所示的優(yōu)選實施例中，電源模塊采用的是混合供電模式。其中，供電選擇器116，用于在混合供電模式下識別供電來源及切換供電源，實施例中的選擇器是由電子元件組成的電壓比較識別器，設(shè)計中在鎳氫電池117有電的情況下最終輸出點電壓會高于一次性鋰電池119的最終輸出點電壓，由于鋰電池前端具有隔離電路，鎳氫電池117不會對一次性鋰電池119進行反充，只能向負載供電；當鎳氫電池117的電壓接近下限時，一次性鋰電池119的電壓將逐漸高于鎳氫電池117的電壓，鎳氫電池117也具有防止反充電路，所以一次性鋰電池119只能向負載供電，不會對鎳氫電池充電；在此期間一次性鋰電池119是逐漸開始與鎳氫電池117 —起向負載供電，當鎳氫電池117放電電壓繼續(xù)降低至截止電壓時,供電無縫轉(zhuǎn)換至一次性鋰電池119獨立承擔，此時鎳氫電池117被保護(過放電保護)；當鎳氫電池117獲得太陽能電池118充電后，電壓將逐漸上升，此時供電過程再次逐漸逆轉(zhuǎn)至鎳氫電池117全額供電。
[0056]顯然，上述配置是針對混合供電模式設(shè)計的，如果僅使用太陽能組合供電則無需使用選擇器。
[0057]此外，在重要應(yīng)用中可以通過在供電選擇器內(nèi)添加A/D模塊，識別各組電池電壓以及當前供電方式，并通過通信模塊將此數(shù)據(jù)上傳至上位控制器用作整個系統(tǒng)維護以及調(diào)整控制策略等的參考信息。
[0058]優(yōu)選地，在混合供電模式中，化學能供電應(yīng)該能夠提供全壽命周期中不少于30%的供電能力。
[0059]在有足夠電能供應(yīng)的情況下，地磁傳感器11可以采用連續(xù)檢測模式；而在需要節(jié)省電能的情況下，可以將地磁傳感器11設(shè)置為僅在以一定的時間間隔設(shè)置的檢測時間窗口內(nèi)進行檢測，這種間隔應(yīng)該保證，能夠檢測車長不小于3米的小型車輛，即在這種小型車輛以最高限速通過地磁傳感器所在位置期間，地磁傳感器至少開啟并檢測一次；優(yōu)選地，采用復(fù)檢方式，則應(yīng)該至少開啟并檢測兩次。
[0060]下面將結(jié)合具體實施例，詳細描述本實用新型的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的工作原理以及具體的實現(xiàn)方式。
[0061]本實用新型根據(jù)預(yù)設(shè)的或上位實時下達的控制策略點亮內(nèi)置LED，LED的顏色、亮度、持續(xù)點亮時間等參數(shù)受控制策略管理，控制策略分為內(nèi)含自控與上位實時下載兩類，可以將內(nèi)含自控的控制策略設(shè)置為默認模式。
[0062]在太陽能地磁感應(yīng)路標11中的地磁感應(yīng)檢測開啟后，當車輛經(jīng)過這些太陽能地磁感應(yīng)路標11時，地磁傳感器113能夠檢測到地磁異常并根據(jù)控制策略點亮路標11內(nèi)集成的LED燈珠114。車輛在行駛過程中會經(jīng)過多個路標11，這些路標11都會因為地磁異常而被激活，即，安裝在太陽能地磁感應(yīng)路標中的LED燈珠114受控限時點亮。由此，在該車輛后側(cè)可以看到一條由點亮的路標11組成的動態(tài)光帶與車輛同行，即“動態(tài)尾跡”。
[0063]正如前面提到過的，為了節(jié)省電力可以將磁阻傳感器設(shè)置為在間隔開的時間窗口內(nèi)進行檢測。在這種工作模式下，工作脈寬及脈沖間隔需滿足對最高車速和最短車長定義下的檢測要求，例如設(shè)定最高車速是120公里，則每秒移動距離是33米/秒，設(shè)車長為3米，車輛間隔距離不小于6米，則車輛跨過檢測點全程所需時間約為0.1秒，全程最短空位間隔
0.2秒；基于上述分析可以自定義檢測窗口開啟時間及脈沖間隔時間，按二次復(fù)檢方式(兩次檢測信號的脈沖均檢測到同一車輛引起的地磁信號變化)設(shè)計，則每次窗口開啟時間間隔不大于35毫秒即可實現(xiàn)有效檢測。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，脈寬則根據(jù)不同芯片參數(shù)決定，在維持穩(wěn)定檢測的前提下脈寬越窄越好；另外，當需要提高被檢車速時，需要縮短窗口開啟間隔。
[0064]本實用新型的太陽能地磁感應(yīng)路標以及相應(yīng)的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)是一種惡劣天氣條件下的道路交通安全保障裝置，主要應(yīng)用于低能見度道路環(huán)境下，并不需要在所有的時間都工作。只有當?shù)卮艛_動信號和啟動控制條件形成特定的邏輯關(guān)系時，系統(tǒng)才啟動，啟動以后的工作條件與當前環(huán)境參數(shù)相關(guān)。比如，當有霧時或者是夜間則滿足啟動條件，而啟動以后的點亮亮度、點亮顏色、發(fā)光持續(xù)時間等工作參數(shù)則取決于上位控制系統(tǒng)實時的控制指令或系統(tǒng)內(nèi)置的工作條件。
[0065]圖3示意性地示出了根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)的啟動工作條件和控制流程。
[0066]首先，檢測路標11的工作狀態(tài)，如步驟310所示，S卩，判斷是否所有路標均能夠與路側(cè)通信節(jié)點14正常通信。
[0067]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，路側(cè)通信節(jié)點14向與其關(guān)聯(lián)的路標11發(fā)出信號，并通過是否獲得應(yīng)答來判斷路標11是否正常工作；在確定無法從特定的路標11獲得應(yīng)答后，路側(cè)通信節(jié)點14將路標11的故障信息傳遞給上位控制器，由上位控制器向每一個路側(cè)通信節(jié)點14發(fā)出以默認的自控方式工作的指令，再通過各個路側(cè)通信節(jié)點14將該指令發(fā)送給能夠接收其信號的每一個正常工作的路標11。而對于故障路標而言，如果不是沒電破損的情況，其在確定無法接收來自路側(cè)通信節(jié)點14的信號后，在內(nèi)部處理器的控制下，自動地調(diào)整為默認的自控方式。
[0068]于是，當系統(tǒng)10中出現(xiàn)一個或多個路標11因故障不能完成與路側(cè)設(shè)備14之間的通信時，整個系統(tǒng)以默認狀態(tài)工作，即自控狀態(tài)。在這種情況下，將能夠順利通信的路標也轉(zhuǎn)換成默認的工作方式的目的在于使系統(tǒng)顯示狀態(tài)統(tǒng)一，以免對行駛車輛產(chǎn)生干擾。
[0069]上位控制器能過通過識別路標11的編碼來確定出故障路標的位置，以便道路監(jiān)管人員能夠容易定位故障路標并及時維修。
[0070]在自控狀態(tài)下，系統(tǒng)10中的路標11只與當前時間有關(guān)，例如，如圖3中的步驟320所示，判斷當前時間處于夜間，例如晚7點至早7點之間，則系統(tǒng)10中的路標11在檢測到有車輛經(jīng)過時，以黃色、中等亮度的方式點亮并持續(xù)3秒鐘，如步驟325所示；否則，如果是白天，例如早7點至晚7點之間，則關(guān)閉系統(tǒng)，如步驟350所示。此時，無論是否有車輛經(jīng)過都不點亮路標11。
[0071]當系統(tǒng)10中的所有太陽能地磁感應(yīng)路標11都能夠接收路側(cè)設(shè)備14的指令時，整個系統(tǒng)以主控模式工作。在這種工作模式下，首先通過檢測道路區(qū)域的能見度判斷是否是霧天，如圖3中步驟330所示，比如當能見度小于500米時，可以認為是霧天；否則認為能見度正常。在確定能見度正常的情況下，進一步判斷環(huán)境光的強度，如圖3中步驟340所示，例如當環(huán)境光強度小于300LUX時，可以認為屬于白天陰天的情形，此時在檢測到有車輛經(jīng)過時，路標11以黃色、中等亮度方式點亮并持續(xù)2秒鐘，如步驟345所示。如果在步驟340中檢測到環(huán)境光強度不小于300LUX，則可以認為屬于白天晴天的情形，此時轉(zhuǎn)到步驟320進一步判斷時間是否處于晚7點至早7點之間，并基于判斷的結(jié)果按照默認的自控方式工作。
[0072]在判斷是否是霧天的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)10還可以進一步判斷是否屬于濃霧或中霧，如步驟360所示，進而以不同的方式工作。
[0073]例如，當能見度小于200米時，可以確定為濃霧，此時在檢測到有車輛經(jīng)過時，路標11以紅色、高亮度方式點亮并持續(xù)3秒鐘，如步驟365所示；否則，可以認為是中霧，再通過進一步判斷環(huán)境光強度，來確定是白天還是夜間，如步驟370所示，例如，如果檢測到環(huán)境光強度大于30Lux，可以確定為白天中霧，則在檢測到有車輛經(jīng)過時，路標11以紅色、中等亮度方式點亮并持續(xù)2秒鐘，如步驟375所示；否則，可以確定為夜間中霧，此時在檢測到有車輛經(jīng)過時，路標11以紅色、中等亮度方式點亮并持續(xù)3秒鐘，如步驟390所示。
[0074]在本實施例中，采用路標點亮持續(xù)時間為2至3秒，如果經(jīng)過車輛的時速為120公里(每秒33米)，則連續(xù)安裝的太陽能地磁感應(yīng)路標能夠動態(tài)顯示一個長度約為66至100米的行車“尾跡”。
[0075]太陽能地磁感應(yīng)路標的處理器按照最后一次檢測到的車輛為點亮起始時間并在車輛經(jīng)過時立即開始計時，如果點亮期間有車輛再次經(jīng)過則計時重新開始。
[0076]此外，當通過太陽能地磁感應(yīng)路標11檢測到有車輛在路標上方停留時間時，可以控制將該路標上游一定范圍內(nèi)的路標中的發(fā)光體持續(xù)點売，比如上游200米以內(nèi)的所有路標，以便警示后方車輛，有車輛在該車道中停車，應(yīng)注意避讓。當確定該車輛從路標上移開之后，可以將各個路標11恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。
[0077]LED燈珠亮度調(diào)節(jié)采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)，控制方式有兩種，一是受控亮度，此時亮度由上位控制系統(tǒng)下達；二是自動控制，此時由太陽能電池板提供當前的照度參考數(shù)值并基于當前照度給出亮度數(shù)值，分別對應(yīng)白天至夜間到各種不同亮度差，按照實測，能見度低于500米的白天霧條件下照度值大約在3500?1500LUX之間，將LED燈珠亮度與環(huán)境照度進行對應(yīng)，可顯著提高霧天太陽能地磁感應(yīng)路標的遠視可見性，本實施例的亮度對應(yīng)采用環(huán)境照度差換算，在環(huán)境照度不大于35001ux的前提下，環(huán)境照度差可以維持在25001ux(太陽能地磁感應(yīng)路標LED亮度折算成照度以后與環(huán)境照度的差值)，此時換算獲得的遠視可見性將> 200米，當然，在夜間或霧條件下的夜間通過調(diào)節(jié)亮度可在不生產(chǎn)炫目的前提下使遠視可見性獲得大幅度提高。在優(yōu)選的實施例中，LED燈珠的亮度調(diào)節(jié)可以分為8級，其中1-4級對應(yīng)于結(jié)合圖3所描述的實施例中中等亮度的情形，而5-8級對應(yīng)于高亮度的情形，在適用中等亮度或高亮度的情形中，還可以結(jié)合環(huán)境照度信息在相應(yīng)的級別之間進行調(diào)節(jié)。[0078]根據(jù)本實用新型優(yōu)選實施例的太陽能地磁感應(yīng)路標是一種基于地磁車檢控制的多功能主動誘導設(shè)備，主要應(yīng)用于高速公路，也可用于城市道路，可以通過調(diào)整其控制程序中的各種參數(shù)來適應(yīng)不同應(yīng)用環(huán)境的需要。
[0079]在作為尾跡顯示設(shè)備應(yīng)用于公路交通時，路標沿每個車道以連續(xù)等距配置，配置間隔10~25米，一般間距不宜超過20米，主要視該道路的實際霧情與特點而定，參考數(shù)值
如下表所示:
[0080]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，包括至少一個地磁傳感器、發(fā)光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發(fā)光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應(yīng)路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經(jīng)過時引起的地磁擾動，并向處理器輸出檢測結(jié)果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應(yīng)路標所在的位置經(jīng)過時將所述發(fā)光體點亮并持續(xù)一段時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述太陽能地磁感應(yīng)路標進一步包括通信模塊，所述通信模塊與所述處理器連接，所述通信模塊用于向外傳遞數(shù)據(jù)以及接收外界的控制指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述通信模塊為無線通信模塊，并進一步包括天線和無線模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述電源模塊包括太陽能電池和蓄電池，所述太陽能電池能夠利用太陽能為蓄電池充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述電源模塊進一步包括供電選擇器和一次性電池，所述供電選擇器與所述蓄電池以及所述一次性電池相連，并通過比較兩者的電壓確定輸出來自所述蓄電池的電能、來自一次性電池的電能還是將來自兩者的電能同時輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述供電選擇器中進一步包括A/D模塊，用于識別所述蓄電池的電壓、所述一次性電池的電壓以及當前的供電方式，并將識別的結(jié)果通過所述通信模塊輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述太陽能地磁感應(yīng)路標還包括耐壓型外殼，所述外殼頂部由透明的耐壓覆蓋體構(gòu)成，所述太陽能電池位于所述透明覆蓋體下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述透明覆蓋體上設(shè)計有折光點，所述折光點能夠?qū)⑷肷涞奶柟馔渡涞剿鎏柲茈姵厣稀?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述發(fā)光體為LED燈珠。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，其特征在于，所述LED燈珠為高亮度燈珠，并且至少包括紅色和/或黃色。
11.一種車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項所述的太陽能地磁感應(yīng)路標，所述太陽能地磁感應(yīng)路標在道路上沿車道縱向等間距地設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠與太陽能地磁感應(yīng)路標以無線的方式通信，以及監(jiān)測太陽能地磁感應(yīng)路標的狀態(tài)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括上位控制器，所述上位控制器與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述上位控制器能夠基于人工輸入的控制信息和/或路側(cè)通信節(jié)點提供的信息生成控制指令，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠接收所述上位控制器的控制指令并將所述控制指令傳遞給所述太陽能地磁感應(yīng)路標，由此控制所述太陽能地磁感應(yīng)路標中的發(fā)光體的點亮模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括能見度檢測儀，所述能見度檢測儀與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述能見度檢測儀用來檢測道路區(qū)域的能見度，并將檢測到的能見度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠?qū)⑺瞿芤姸刃畔鬟f給所述上位控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)還包括環(huán)境光檢測儀，所述環(huán)境光檢測儀與所述路側(cè)通信節(jié)點通信連接，所述環(huán)境光檢測儀用來檢測道路環(huán)境中的照度，并將檢測到的照度信息提供給路側(cè)通信節(jié)點，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠?qū)⑺稣斩刃畔鬟f給所述上位控制器。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述路側(cè)通信節(jié)點與太陽能地磁感應(yīng)路標沿道路斷面的垂線同步配置，每個路側(cè)通信節(jié)點能夠與一個或多個太陽能地磁感應(yīng)路標進行通信。
17.根據(jù)權(quán)利要求 13所述的車輛動態(tài)尾跡顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述路側(cè)通信節(jié)點能夠監(jiān)測太陽能地磁感應(yīng)路標的工作狀態(tài)，并將太陽能地磁感應(yīng)路標的工作狀態(tài)信息傳遞給所述上位控制器。
【文檔編號】G08G1/16GK203741744SQ201420048553
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】李長城, 辛欣, 陳立峰, 韓暉, 湯筠筠, 陳偉, 文濤, 廖文洲 申請人:北京中交華安科技有限公司, 交通運輸部公路科學研究所, 杭州博達偉業(yè)公共安全工程有限公司