CN102682617A

CN102682617A - 道路交通标识、信息与车辆交互的系统

Info

Publication number: CN102682617A
Application number: CN2012101474769A
Authority: CN
Inventors: 秦文虎; 张宪忠; 温泉; 马雯洁
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-09-19

Abstract

本发明公开一种实时可靠的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其包括道路交通标识和信息监控中心、道路交通标识路边节点和车载展示终端；道路交通标识路边节点包括节点控制器、节点电源模块、节点无线传输模块和节点通信接口；车载展示终端安装于车辆中，包括终端控制器、车载无线传输模块、触摸显示模块、数据存储模块；道路交通标识路边节点通过节点通信接口连接道路交通标识和信息监控中心，以接收动态交通信息和发送当前节点的车辆信息；车载展示终端通过无线传输模块实现与道路交通标识路边节点的信息交互：即接收动态交通信息并进行解析和存储，然后通过触摸显示模块显示相应标识；同时把本车的信息发送到道路交通标识路边节点。

Description

道路交通标识、信息与车辆交互的系统

技术领域

本发明涉及道路交通系统与车辆之间进行信息交互的技术，具体是一种道路交通标识、信息与车辆交互的系统。

背景技术

道路交通标识是用图形符号、文字向驾驶人员及行人传递法定信息的交通语言，用以管制、警告及引导交通的安全设施，它是最简单、最直接和最有效的防止道路交通事故发生的手段，在现代道路交通管理中发挥着重要作用。但是目前的道路交通标识主要采用平面、静态的展现方式，这些静态的信息载体由于遮挡、损坏等原因容易被驾驶员忽视或误解，不能起到标识应有的作用，同时，对于道路交通动态信息，由于与驾驶员缺乏有效的交互手段，驾驶员容易遗漏这些交通信息，造成这些动态信息没有起到及时提醒驾驶员采取合理交通驾驶行为的作用。因此，研究道路交通标识和信息及时、准确提供给驾驶员的方法和装置是非常重要的智能交通科技支撑技术。该项技术为驾驶行为提供辅助决策参考，为安全驾驶起到保障作用，并且，该技术作为车联网和智能交通的一部分，可以为减少道路交通拥堵率，提高道路通行能力起到较好的作用。

现有的车载导航设备是一种车载道路交通信息显示装置，它通过在城市数字化地图的基础上采用GPS定位技术进行导航和提示道路交通标识信息。该装置受GPS信号的接收环境、GPS信号精度、数字地图精度、数字地图新旧等因素影响较大。因此，在阴雨天、城市中心区、山区等复杂环境下，由于GPS信号丢失，导航容易出错，就不能提供准确的道路交通标识信息；另一方面，有些新建道路或临时标识在数字化地图中不一定存在，也就无法给驾驶员技术提供导航指引和规范驾驶行为。该装置还有一个问题是无法获得道路交通动态信息，因此，对前方道路交通事故、道路交通堵塞、道路临时施工等一些动态道路信息无法做出及时提醒。为此，通过在车载导航设备上增加GPRS通信技术来解决这个问题，但这增加了车载导航设备运行成本，并且无法在大范围内对每个车辆都提供道路交通动态信息。

现有的基于视频摄像头的道路交通标识实时识别装置也是一种车载道路交通信息显示装置，它通过摄像头获取外界道路标识的图像信息，由计算机进行处理，处理后的结果通过显示屏或语音提供给驾驶员。由于计算机视觉受环境及遮挡的影响较大，而且目前道路标识的位置、大小不一，而摄像头的安装固定，因此，摄像头容易遗漏道路交通标识，并且对识别的标识容易误判，不能起到交通指引的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其实时性好、准确率高且不受天气和环境影响，能够把道路标识的内容和道路动态信息直接展示在车内，以解决：现有道路交通标识由于遮挡、损坏及设计等原因容易被驾驶员忽视或误解；现有采用GPS定位与地图匹配导航在复杂环境下导航出错及临时标识和动态信息无法获得；采用视频识别道路标识易受天气和遮挡影响产生漏判和误判，等问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种道路交通标识、信息与车辆交互的系统，包括道路交通标识和信息监控中心、道路交通标识路边节点和车载展示终端；其中：

道路交通标识路边节点包括节点控制器、提供节点电源的节点电源模块，以及与分别与节点控制器相连接的节点无线传输模块和节点通信接口；

车载展示终端安装于车辆中，其包括终端控制器，以及分别与终端控制器连接的车载无线传输模块、触摸显示模块、数据存储模块；

道路交通标识路边节点通过节点通信接口连接道路交通标识和信息监控中心，并接收动态交通信息；节点控制器把当前节点的标识内容和接收到的动态交通信息根据通信协议打包成数据帧，然后将数据帧利用节点无线传输模块进行发送；

车载展示终端中，车载无线传输模块可接收道路交通标识路边节点通过节点无线传输模块发送出来的数据帧，并将数据帧传输到终端控制器；终端控制器根据通信协议对接收到的数据帧进行解析并存储，然后通过触摸显示模块显示相应标识；同时终端控制器把本车的信息按照通信协议打包，并利用短程无线通信方式发送到道路交通标识路边节点，进而通过道路交通标志路边节点中的通信接口发送至道路交通标识和信息监控中心。

为保证道路信息标识路边节点的工作可靠，同时节约能源，本发明中节点电源模块由太阳能电池板、蓄电池和电源管理单元组成；电源管理单元根据蓄电池的电量控制太阳能电池板为蓄电池充电，并根据天气因素启动蓄电池为道路交通标识路边节点中的其它模块供电。节点电源模块可采用现有技术实现。

作为一种改进，本发明的车载展示终端中还包括语音模块；触摸显示模块显示相应标识的同时，终端控制器还将解析后的交通信息数据传输至语音模块，以语音方式播报，以防止驾驶员因故忽视了触摸显示模块中的显示标识，或者在触摸显示模块不能正常工作时，语音模块可以保证车载展示终端依旧能够提供给驾驶人员可靠及时的路况信息。

作为一种改进，本发明车载展示终端中还包括加速度传感器和GPS模块，加速度传感器和GPS模块分别监测车辆的加速度信息和方位信息传输给终端控制器，终端控制器根据车辆的加速度信息和方位信息计算车辆的行进方向，终端控制器可根据计算出的行进方向选择性的接收相应道路交通标志路边节点的信息。加速度传感器和GPS模块均为现有技术。

进一步的，本发明中车载展示终端的终端控制器向道路交通标识路边节点发送的信息包括本车的车牌号、车辆速度以及油耗，从而给道路交通标识和信息监控中心统计动态交通信息的依据。车载展示终端、道路交通标识和道路交通标识路边节点之间信息交互所依据的通信协议可利用现有软件技术进行编写。

作为另一种改进，本发明的车载展示终端中，触摸显示模块中设有用户操作界面，用户操作界面上设有可通过终端控制器访问数据存储模块中的交通信息数据的查询按键。

本发明的有益效果为：（1）较方便地实现了道路标识内容的车载展示，且系统不受天气影响，可克服雾天、黑夜、大车遮挡等情况下影响驾驶员识读道路标识的问题；

（2）触摸显示模块和语音模块可准确可靠的展示道路标识内容，解决了由于标识设计和驾驶员理解等方面引起的驾驶员对标识误解的问题；

（3）车载展示装置能根据行进方向选择性地接收路边节点的信息，为驾驶员的行车提供更准确的参考信息；

（4）车载展示装置能通过路边节点接收道路交通动态信息，便于驾驶员及早规划行车路径；

（5）车载展示装置能与路边节点进行信息交互，把车辆运行状态发给路边节点，便于监控中心预测道路交通动态信息。

附图说明

图1所示为本发明的系统组成框图；

图2所示为本发明的应用示意图；

图3所示为车载展示终端软件流程图。

具体实施方式

为使本发明的内容更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式做进一步描述。

如图1所示，本发明的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，包括道路交通标识和信息监控中心1、道路交通标识路边节点2和车载展示终端3。

道路交通标识路边节点2包括节点控制器21、提供节点电源的节点电源模块，以及与分别与节点控制器21相连接的节点无线传输模块25和节点通信接口26；节点电源模块由太阳能电池板24、蓄电池23和电源管理单元22组成；电源管理单元22根据蓄电池23的电量控制太阳能电池板24为蓄电池23充电，并根据天气因素启动蓄电池23为道路交通标识路边节点2中的其它模块供电。

车载展示终端3安装于车辆中，其包括终端控制器31，以及分别与终端控制器31连接的车载无线传输模块32、触摸显示模块35、数据存储模块36、语音模块37、加速度传感器33和GPS模块34。

本发明中道路交通标识和信息监控中心1由一台或多台计算机构成，计算机通过现场总线，如RS485方式将标识内容和动态交通信息发送给相应的道路交通标识路边节点2。道路交通标识依据GB5768-1999规定的五大类204个交通标志和标线信息；道路交通动态信息包含路况、天气、事故、违章、交通灯状态等。道路交通标识路边节点2的节点控制器21将接收到的这些信息依据规定的通信协议，采用数据帧封装，通过无线方式发送到车载展示终端。

如图2所示，道路交通标识路边节点采用广播方式向安装于车辆中的车载展示终端发送道路交通标识信息，当装有车载展示终端的车辆进入路边广播通信覆盖范围内时，车载展示终端即可根据通信协议格式接收标识和动态交通信息。为了节约功耗，节点控制器可采用定时向周边广播一帧电子标识和信息，然后进入休眠状态的工作方式。

车载展示终端中，车载无线传输模块利用短程无线通信方式接收道路交通标识路边节点通过节点无线传输模块发送出来的数据帧，并将数据帧传输到终端控制器；终端控制器根据通信协议对接收到的数据帧进行解析并存储，然后通过触摸显示模块显示相应标识，通过语音模块播报相应标识和交通信息；同时终端控制器把本车的信息按照通信协议打包，并利用短程无线通信方式发送到道路交通标识路边节点，进而通过道路交通标志路边节点中的通信接口发送至道路交通标识和信息监控中心，本车信息包括本车的车牌号、车辆速度以及油耗，道路交通标识和信息监控中心根据接收到的车辆信息判断该路段的车流量，预测可能的交通事件，以形成动态交通信息，发送给后续的路边节点，用以给后续车辆的驾驶员提供信息。

加速度传感器和GPS模块分别监测车辆的加速度信息和方位信息传输给终端控制器，终端控制器根据车辆的加速度信息和方位信息计算车辆的行进方向，终端控制器可根据计算出的行进方向选择性的接收相应道路交通标志路边节点的信息。

车载展示终端中，触摸显示模块中还设有用户操作界面，用户操作界面上设有可通过终端控制器访问数据存储模块中的交通信息数据的查询按键，用户通过操作触摸屏，可以查询和回放相关标识和交通信息。

图3所示为本发明车载展示终端中终端控制器的软件流程图，终端控制器可采用MCU等现有的微型计算机芯片实现。在运行时，通过软件编程实现的控制方法步骤包括：

（1）系统初始化：包括MCU的时钟初始化，中断初始化，外设初始化等现有的常规初始化操作；

（2）车载展示终端通过无线传输模块，从道路交通标识和信息监控中心获取电子标识信息；然后从获取的电子标识数据帧中解析出交通标识的类型、位置和方向信息等，交通标识具体的参数可参考现有技术；与此同时，GPS模块获得的GPS数据不断更新，加速度传感器不断采集车辆的横向加速度信息；

（3）车辆行驶状态的识别：车载展示终端根据GPS数据和横向加速度信息判断标识是否在车辆前行的方向上，对于车辆前行方向的标识，在触摸显示模块上予以显示并通过语音模块进行语音播报；如果标识不在车辆前行的方向上，则将该电子标识数据帧丢弃。

本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims

1.一种道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，包括道路交通标识和信息监控中心、道路交通标识路边节点和车载展示终端；其中：

2.根据权利要求1所述的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，节点电源模块由太阳能电池板、蓄电池和电源管理单元组成；电源管理单元根据蓄电池的电量控制太阳能电池板为蓄电池充电，并根据天气因素启动蓄电池为道路交通标识路边节点中的其它模块供电。

3.根据权利要求1所述的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，车载展示终端中还包括语音模块；触摸显示模块显示相应标识的同时，终端控制器还将解析后的交通信息数据传输至语音模块，以语音方式播报。

4.根据权利要求1所述的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，车载展示终端中还包括加速度传感器和GPS模块，加速度传感器和GPS模块分别监测车辆的加速度信息和方位信息传输给终端控制器，终端控制器根据车辆的加速度信息和方位信息计算车辆的行进方向。

5.根据权利要求1所述的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，车载展示终端的终端控制器向道路交通标识路边节点发送的信息包括本车的车牌号、车辆速度及油耗。

6.根据权利要求1-5任一项所述的道路交通标识、信息与车辆交互的系统，其特征是，车载展示终端中，触摸显示模块中设有用户操作界面，用户操作界面上设有可通过终端控制器访问数据存储模块中的交通信息数据的查询按键。