[发明专利]一种智能交通系统

权利要求书

1.一种智能交通系统，其特征在于，所述智能交通系统包括多个智能交通单元，每个所述智能交通单元包括智能通道、智能警示灯；所述智能通道包括依次顺序排列的n₁条仅左转通道、n₃条可变智能通道、n₂条仅直行通道；所述智能警示灯包括固定杆、警示灯箱，所述警示灯箱与所述固定杆的一端固定连接，所述固定杆的另一端固定在地表；所述警示灯箱包括壳体，设置于壳体表面的左转指示灯、直行指示灯、照相机，设置于壳体内部的智能控制单元；

所述n₁≧1，所述n₃≧1，所述n₂≧n₁；

行驶在所述仅左转通道上的车辆在路口只能左转；行驶在所述仅直行通道上的车辆在路口只能直行；行驶在所述可变智能通道上的车辆，根据所述可变智能通道上的标识，第一时刻在路口只能左转或者只能直行，在与第一时刻不同且连续的第二时刻在路口也只能左转或者只能直行；

所述可变智能通道包括普通道路部分和智能指示道路部分；所述智能指示道路部分与路口临接，所述智能指示道路部分的轴线与所述普通道路部分的轴线共线；所述智能指示道路部分包括由下而上依次设置的路基、智能LED指示灯、透明抗压层；所述智能LED指示灯能够基于接收到的信号实现显示形状的改变，可以显示直线箭头或是向左转的箭头，形成所述标识；

所述普通道路部分还包括压电材料层，所述智能指示道路部分还包括薄膜电池；当所述车辆行驶在所述普通道路部分上时，所述压电材料层将承受的压力转换成电力，并传输至与其电力连接的所述薄膜电池中将所述电力存储；所述薄膜电池与所述智能LED指示灯电力连接，用于给所述智能LED指示灯提供能量；

所述薄膜电池与所述智能LED指示灯之间还存在高效DC/DC转换器，所述智能指示道路部分还包括所述高效DC/DC转换器和微控制器；所述高效DC/DC转换器包括第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一开关管、第二开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；所述薄膜电池的正极直接连接所述第一电感的一端，所述薄膜电池的负极直接连接所述第二电感的一端，所述第一电感的另一端分别直接连接所述第一二极管的阳极、所述第一开关管的集电极，所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的集电极直接连接，所述第三二级管的阴极和所述第三电容的一端分别与所述第一开关管的集电极直接连接，所述第三二极管的阳极和所述第三电容的另一端分别与所述第一开关管的发射极直接连接，所述第一二极管的阴极直接连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端分别直接连接所述第一开关管的发射极和第二电容的一端，所述第二电容的另一端连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极分别连接所述第二开关管的发射极和所述第二电感的另一端，所述第四二级管的阴极和所述第四电容的一端分别与所述第二开关管的集电极直接连接，所述第四二极管的阳极和所述第四电容的另一端分别与所述第二开关管的发射极直接连接，所述第一二极管的阴极和所述第一电容的一端的连接处连接所述智能LED指示灯的第一电力输入端，所述第二电容的另一端和所述第二二极管的阳极的连接处连接所述智能LED指示灯的第二电力输入端；所述第一开关管的控制极、第二开关管的控制极与所述微控制器连接，所述微控制器用于控制所述第一开关管和第二开关管的开闭时序，使得所述高效DC/DC转换器输出的电力能够实时满足所述智能LED指示灯的需求；

所述微控制器实时检测所述高效DC/DC转换器输出的电压水平V(k)和电流水平I(k),k为k时刻，并计算出电压变动水平ΔV＝V(k)-V(k-1)和电流变动水平ΔI＝I(k)-I(k-1)，判断ΔI是否等于0，如果ΔI＝0，则结束，否则判断I(k)+(ΔI/ΔV)V(k)是否等于0，如果是则结束，否则判断I(k)+(ΔI/ΔV)V(k)是否大于0，如果是则减小输出电压，否则增加输出电压；

所述智能控制单元分别与所述照相机、左转指示灯、直行指示灯、可变智能通道通信连接；所述智能控制单元基于与所述照相机、左转指示灯、直行指示灯的通信数据，控制所述可变智能通道的智能LED指示灯的显示形状，使得所述可变智能通道具有多种工作模式；

所述多种工作模式包括，模式一为第一时刻在路口只能左转，第二时刻在路口只能左转；模式二为第一时刻在路口只能左转，第二时刻在路口只能直行；模式三为第一时刻在路口只能直行，第二时刻在路口只能左转；模式四为第一时刻在路口只能直行，第二时刻在路口只能直行；

所述照相机用于以预定时间间隔拍摄在所述智能通道上的车辆的分布的图像，并将所述图像发送至所述智能控制单元；所述智能控制单元对所述图像进行图像预处理得到待处理图像；所述智能控制单元将所述待处理图像与标准图像进行比对，计算所述待处理图像相对于所述标准图像的重叠率，当所述重叠率小于重叠率阈值时，所述智能控制单元设置通行时间其中，ω为预设权重，PS为重叠率，T_set为预设通行时间，当所述重叠率大于等于所述重叠率阈值时，所述智能控制单元设置通行时间t＝T_set；所述智能控制单元具有计时功能，当所述智能控制单元同时控制所述左转指示灯、直行指示灯变绿时，所述智能控制单元开始实时计时，计时结果为t_past，所述智能控制单元实时计算可实时调整的剩余通行时间t_end＝t-t_past，当t_end≦0时或者t_past＝T_max时，所述智能控制单元控制所述左转指示灯和直行指示灯同时由绿色转为其他颜色，将数据t_past存储，并清零计时，T_max为最大通行时间；

所述智能控制单元基于t_past得到系数β，当0t_past≦t_val时，所述系数β与t_past成反相关关系，即t_past越大，系数β越小；当t_valt_past≦T_max时，所述系数β与t_past成正相关关系，即t_past越大，系数β越大；0β1；

在所述智能通道上有N辆车辆，每辆车辆上均布置有一个ECU，所述N辆车辆的N个ECU分别将其对应的车辆的未来短期行驶数据发送至所述智能控制单元；所述智能控制单元基于接收到的所有所述未来短期行驶数据计算需要左转的车辆数量N₁和需要右转的车辆数量N₂，所述智能控制单元判断N₁是否大于如果是则判定需要将n₃条可变智能通道中的至少一条转换成仅左转通道，如果否则判定将所有n₃条可变智能通道转换成仅直行通道；当N₁大于时，所述智能控制单元进一步求解目标函数进而得出x的取值，其中x表示n₃条可变智能通道中转换成仅左转通道的数量，x为正整数；

所述未来短期行驶数据包括本通道左转指示数据、本通道直行指示数据；所述车辆的ECU基于行驶地图确定该车辆在通过该智能通道后需要向左转还是继续直行而获得所述本通道左转指示数据、本通道直行指示数据；

当所述智能控制单元判定将所有n₃条可变智能通道转换成仅直行通道时，所述智能控制单元向每条可变智能通道对应的智能LED指示灯发出第一显示指令，所述第一显示指令使得所述智能LED指示灯显示直线箭头；当所述智能控制单元计算出x时，所述智能控制单元进一步计算n₃-x，当所述n₃-x＝0时，所述智能控制单元向每条可变智能通道对应的智能LED指示灯发出第二显示指令，所述第二显示指令使得所述智能LED指示灯显示向左转的箭头；当所述n₃-x＝y，且y不为0时，所述智能控制单元向第1、2、……、y条可变智能通道对应的智能LED指示灯发出第一显示指令，向对第1、2、……、x条可变智能通道对应的智能LED指示灯发出第二显示指令，所述第y条可变智能通道为与第1条仅直行通道距离最远的通道，所述第x条可变智能通道为与第n₁条仅左转通道最远的通道，按照从左至右的顺序对所述n₁条仅左转通道依次顺序进行标号为1、2、……、n₁，按照从左至右的顺序对所述n₂条仅直行通道依次顺序进行标号为1、2、……、n₂。