[发明专利]基于车路协同的交叉口车辆合流诱导装置及其诱导方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统中的交通信号安全控制技术，尤其涉及一种基于车路协同的交叉口车辆合流诱导装置及其诱导方法。

背景技术

随着我国城市物质文明的高速发展，高速路主干道和入口匝道的车流量平均水平有了较大上升，地面交通压力有所增加。城市高速路主干道和匝道的交叉路口是潜在的运动车辆冲突的地方，交通安全隐患相当大，是交通事故频繁发生的地段，其存在的客观原因：一方面是路口附近的地理条件的限制，另一方面是道路设计的几何布局的限制和交通设施条件的限制，从匝道驶向交叉路口预备汇入高速路主干道的驾驶员无法看到高速路主干道上高速运动的车辆，无法进行合理的车速控制，行车的心理压力较大。目前国内一些较为有效的入口匝道信号的控制方法，仅仅给出的是以交通灯闪烁形式的限速信号，只能唤醒驾驶员控制车速的意识，而不能避免人为地主观控制速度的失误；并且，在匝道上行车，虽然驾驶员在正常情况下都会有意识地控制车速，但是依然存在很大的自主行车汇入高速路主干道的心理压力。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前国内高速路主干道与匝道交叉路口处的交通信号控制的不足，提出一种基于车路协同的交叉口车辆合流诱导装置及其诱导方法，有效避免了车辆从匝道汇入高速路主干道在交叉路口处发生交通冲突，消除或极大地降低驾驶员由匝道汇入高速路主干道的行车心理压力。

一种基于车路协同的交叉口车辆合流诱导装置包括视频检测器组、匝道路侧交通信息提示屏、匝道路侧交通诱导带、路基计算机模块和无线路由器；所述的视频检测器组包括四个视频检测器，所述的路基计算机模块包括微控制器、视频采集卡和通信模块；所述的视频检测器组布置在高速路主干道的上游右边路侧，所述的匝道路侧交通信息提示屏布置在由匝道汇入高速路主干道的交叉路口的右边路侧处，提示屏面向匝道，所述的匝道路侧交通诱导带由LED屏排列构成，布置在匝道左边路侧，所述的无线路由器布设在匝道路侧，且与匝道路侧交通诱导带处于同一侧；各视频检测器都通过屏蔽双绞线与路基计算机模块连接，路基计算机模块通过网线连接一个无线路由器，无线路由器之间通过网线连接；所述的匝道路侧交通信息提示屏以及匝道路侧交通诱导带的每个LED屏都带有一个无线控制卡。

各视频检测器实时采集高速主干道的检测区域内车辆的视频图像并发送给路基计算机模块，路基计算机模块中的视频采集卡对视频数据进行模数转换，得到数字格式的视频数据，并将得到的视频数据传送给路基计算机模块中的微控制器；微控制器实时处理收到的视频数据，获得运动车辆的实时速度和运动车辆距离匝道汇入高速路主干道的交叉路口的实时距离，并根据获得的实时速度和实时距离生成控制信号并传送给路基计算机模块中的通信模块，通信模块将控制信号发送给无线路由器，无线路由器通过无线传输方式将控制信号发送给匝道路侧交通信息提示屏和匝道路侧交通诱导带，匝道路侧交通信息提示屏根据控制信号实时显示交叉路口上游高速路主干道检测区域内所有运动车辆的动态位置以及在匝道上行车的限速值，匝道路侧交通诱导带的LED屏根据控制信号进行闪烁发光的模式转换。

一种基于车路协同的交叉口车辆合流诱导装置及其诱导方法，具体包括以下步骤：

步骤一、从匝道汇入高速路主干道的交叉路口开始，在高速路主干道的上游右边路侧均匀布置四个视频检测器，四个视频检测器实时采集高速路主干道的检测区域内的车辆的视频图像，并将采集的视频图像传送给路基计算机模块；

步骤二、路基计算机模块中的视频采集卡对收到的视频图像进行模数转换，并将转换得到的数字格式的视频数据传送给路基计算机模块中的微控制器，微控制器实时处理收到的视频数据，获取获得运动车辆的实时速度和运动车辆距离匝道汇入高速路主干道的交叉路口的实时距离，并生成控制信号，路基计算机模块中的通信模块将生成的控制信号传送给无线路由器；

所述的控制信号包括：信号a、以图案动画的形式实时显示高速路主干道检测区域内的所有运动车辆相对匝道汇入高速路主干道的交叉路口的动态位置的信号；信号b、在匝道上行车的限速值V_limit千米/小时；信号c、控制匝道路侧交通诱导带上距离匝道汇入高速路主干道的交叉路口距离为米的LED屏及其左右相邻的两个LED屏的闪烁发光模式转换的信号，距离由下面式子确定：