[发明专利]一种信号灯前汽车自动控速系统及方法

说明书

本发明公开了一种信号灯前汽车自动控速系统及方法，利用信号发生装置中第一授时模块获得精确时间并发送至第一控制模块；第一控制模块向电光转换模块发送当前时刻信息，当前时刻信息经电光转换模块处理后通过光发射天线发射自由空间光通信信号；自由空间光通信信号经光接收天线和光电转换模块接收和处理后传送至计算模块，由计算模块计算出信号发生装置的发送时刻；第二授时模块获得自由空间光通信信号的接收时刻，并发送至计算模块；计算模块通过时间差计算出汽车与信号灯的距离，通过通信模块将此距离发送至安装在汽车上的第二控制模块，进而决定应该控制当前速度至多少。本发明通过自由空间光通信技术精确测量汽车与交通信号灯的距离，进而实现汽车的自动控速。

技术领域

本发明属于交通控制及自动驾驶技术领域，具体涉及一种信号灯前汽车自动控速系统及方法，具体地说是一种在交通信号灯前通过自由空间光通信技术进行精确定位的汽车自动控速系统及方法。

背景技术

随着国内汽车保有量的逐年增长，每年交通事故的数量巨大，而发生在交通信号灯前的交通事故在总数量中占据着很大比例，究其原因主要就是车速过快、不按交通信号灯行驶等。机动车通过交叉路口，应当按照交通信号灯、交通标志、交通标线或者交通警察的指挥通过；通过没有交通信号灯、交通标志、交通标线或者交通警察指挥的交叉路口时，应当减速慢行，并让行人和优先通行的汽车先行。因此，在通过交通信号灯时，汽车应该逐渐减速甚至停车让行。

自由空间光通信是指以光波为载体，在真空或大气中传递信息的通信技术。自由空间光通信具有频谱不受限，传输速率高，天线口径小，端机功耗低、体积小、重量轻，并且具有良好的抗干扰和抗截获性能。

因此，如何基于自由空间光通信技术实现汽车在通过交通信号灯时能够自动控制车速，防止由于人为的因素导致汽车快速通过信号灯或闯红灯，具有非常好的应用前景。

发明内容

为了实现汽车在通过交通信号灯时能够自动控制车速，防止由于人为的因素导致汽车快速通过信号灯或闯红灯，本发明提出了一种信号灯前汽车自动控速系统及方法，通过自由空间光通信技术精确测量汽车与交通信号灯的距离，进而实现汽车自动控速的方法。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种信号灯前汽车自动控速系统，包括：

信号发生装置，所述信号发生装置包括第一授时模块、第一控制模块、电光转换模块和光发射天线；

自动控速装置，所述自动控速装置包括第二授时模块、计算模块、通信模块、第二控制模块、光接收天线和光电转换模块；

所述第一授时模块获得精确时间并发送至第一控制模块；所述第一控制模块接收到精确时间信号之后，以固定周期向电光转换模块发送当前时刻信息，经电光转换模块处理后通过光发射天线向外发射自由空间光通信信号；

所述自由空间光通信信号经光接收天线和光电转换模块接收和处理后传送至计算模块，由计算模块计算出信号发生装置的发送时刻；所述第二授时模块获得自由空间光通信信号的接收时刻，并发送至所述计算模块；计算模块根据信号发生装置的发送时刻与自动控速装置的接收时刻之差计算出自由空间光通信信号的传送时间，进而计算出汽车与信号灯的距离，最后通过通信模块将计算出的汽车与信号灯的距离发送至安装在汽车上的第二控制模块，第二控制模块根据此距离将车速控制至相应速度。

优选地，所述光发射天线的覆盖范围为自信号灯下停止线到开始减速线之间的所有车道，使得在此范围内的所有汽车均能接收到信号发生装置发出的自由空间光通信信号。

优选地，所述光发射天线为光学镜头，用于发射光信号。

优选地，所述光接收天线为光学镜头，用于接收光信号。