基于法契纳效应的高速公路限速方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于光学控制领域，具体涉及通过法契纳效应构建的公路安全辅助系统。将设计好的单个法契纳矩形图案连续重复地施画在高速公路两侧护栏上，在高速公路限制速度下相对驾驶员平移时产生的颜色足够刺激到驾驶员视觉神经，以告知驾驶员当前超速状态；通过调整单位矩形图案尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应。本发明可以将物体的绕心旋转速度和物体的平移速度以颜色的形式反映出来。同时，提供了一种将本发明在交通安全领域的应用，即通过在高速公路护栏两侧重复连续地施画通过该函数设计的图案，使其将驾驶员的超速信息以颜色的方式反馈给驾驶员。本发明给高速公路限速标线的设计提供了一个新的方向。
【专利说明】基于法契纳效应的高速公路限速方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明属于光学控制领域，具体涉及通过法契纳效应构建的公路安全辅助系统。
【背景技术】
[0002]在高速行车过程中，驾驶员对两侧景观或物体的光流率进行感知，从而对当前速度进行估计。但是，在高速公路上，由于行车速度较快、行车时间较长，使得驾驶员对光流率的感知出现低估，导致驾驶员主动提高车速，从而造成驾驶员无意识超速。
[0003]造成无意识超速的主要原因是驾驶员是信息的模糊性。驾驶员通过对光流率的感知对速度进行估计，而光流率信息并不是一种准确信息，驾驶员需要主观上对其进行感知，并将光流率信息转换为对速度的估计，其准确程度更依赖于驾驶员的精神状态和驾驶经验。
[0004]针对高速公路上驾驶员无意识超速的问题，国内采取的是设置视觉立体减速标线和设置震动带。两种方法虽然在一定程度上缓解了高速公路上无意识超速的状况，但由于其自身特点限制，在使用效果上仍存在一些问题。
【发明内容】
[0005]本发明为解决上述技术问题，提出了一种基于法契纳效应的高速公路限速系统，使驾驶员能够根据即时观察到的颜色信息对速度进行自主判断，并及时限制调整自己速度。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0007]一种基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:将设计好的单个法契纳矩形图案连续重复地施画在高速公路两侧护栏上，使法契纳矩形图案在高速公路限制速度下相对驾驶员平移时产生的颜色足够刺激到驾驶员视觉神经，以告知驾驶员当前超速状态；
[0008]当观察人员观察到有颜色逐渐产生时，说明速度已达到产生颜色的速度区间的下限值；
[0009]通过调整单位矩形图案尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应。
[0010]上述技术方案中，单个法契纳矩形图案包括黑白两部分矩形构成的矩形，黑色矩形部分设置在左边，右边白色矩形部分上设置5个黑色条纹带，5个黑色条纹带沿上下方向的宽度相同，并且从上而下分布在白色区域内；5个黑色条纹带并不都处于一条竖直线上。
[0011]上述技术方案中，单个法契纳矩形图案的右边白色矩形区域中5个黑色条纹带由上至下间隔设置；第一个黑色条纹带内含8根黑色直线，8根直线等长并等上下间距分布，该第一个黑色条纹带末端与该白色矩形区域的右边重合；第二个黑色条纹带内含8根等间距黑色直线，8根直线头端与黑色矩形部分和白色矩形部分相交的边缘平齐，末端长度等差延长；第三个黑色条纹带内含8根等间距黑色直线，8根直线左端平齐右边长度等差延长，第三个黑色条纹带处于该白色矩形区域的中部；第四个黑色条纹带与第二个黑色条纹带形式相同，头端与黑色矩形部分和白色矩形部分相交的边缘平齐；第五个黑色条纹带与第一个黑色条纹带形式相同，末端与该白色矩形区域的右边重合。
[0012]上述技术方案中，光波波长与单个法契纳矩形图案的各参数关系如下:
[0013]λ = 254.2+35f-0.41-7.6d+26.9e
[0014]其中，光波波长为λ (nm),频率为f (Hz),条纹长度为I (mm),条纹初始位置为d(cm),白黑比为e。
[0015]上述技术方案中，在车辆平移运动中，对于单个法契纳矩形图案对于车辆限速的判定方法如下:第一个黑色条纹在平移过程中出现紫色，第二个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第三个黑色条纹带在平移过程中出现绿色，第四个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第五个黑色条纹带在平移过程中出现紫色；
[0016]当车辆行驶速度达到90km/h时，驾驶员会发现两侧护栏上第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生蓝色，其他黑色条纹带并未产生明显颜色；
[0017]当车辆行驶速度达到100km/h时，驾驶员会发现第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生的颜色由蓝色向紫色过渡，第二个黑色条纹带和第四个黑色条纹带产生红黄色，第三个黑色条纹带产生绿色；
[0018]当车辆行驶速度从100km/h向120km/h增加时，驾驶员会发现五个黑色条纹带产生的颜色越来越明显，在速度为120Km/h时，颜色的饱和度最高即所看到的颜色最鲜艳；
[0019]当车速超过120km/h时,驾驶员会发现颜色向灰色过渡,在车速达到150km/h时，颜色饱和度全部降至O即看到的都是灰色。
[0020]一种基于法契纳效应的高速公路限速系统，其特征在于:在高速公路两侧的护栏上重复连续施画设计好的单个法契纳矩形图案；通过调整单个法契纳矩形图案尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应；单个法契纳矩形图案包括黑白两部分矩形构成的矩形，黑色矩形部分设置在左边，右边白色矩形部分上设置5个黑色条纹带，5个黑色条纹带沿上下方向的宽度相同，并且从上而下分布在白色区域内；5个黑色条纹带并不都处于一条竖直线上。
[0021]上述技术方案中，光波波长与单个法契纳矩形图案的各参数关系如下:
[0022]λ = 254.2+35f-0.41-7.6d+26.9e
[0023]其中，光波波长为λ (nm),频率为f (Hz),条纹长度为I (mm),条纹初始位置为d(cm),白黑比为e。
[0024]上述技术方案中，在铝制反光薄片表面连续施画设计好的单个法契纳矩形图案；该铝制反光薄片垂直固定在护栏上；当护栏为双波峰和三波峰的波型栏时，铝制薄片垂直固定在最上波峰和最下波峰之间。
[0025]上述技术方案中，在车辆平移运动中，对于单个法契纳矩形图案对于车辆限速的判定方法如下:第一个黑色条纹在平移过程中出现紫色，第二个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第三个黑色条纹带在平移过程中出现绿色，第四个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第五个黑色条纹带在平移过程中出现紫色；
[0026]当车辆行驶速度达到90km/h时，驾驶员会发现两侧护栏上第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生蓝色，其他黑色条纹带并未产生明显颜色；
[0027]当车辆行驶速度达到100km/h时，驾驶员会发现第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生的颜色由蓝色向紫色过渡，第二个黑色条纹带和第四个黑色条纹带产生红黄色，第三个黑色条纹带产生绿色；
[0028]当车辆行驶速度从100km/h向120km/h增加时，驾驶员会发现五个黑色条纹带产生的颜色越来越明显，在速度为120Km/h时，颜色的饱和度最高即所看到的颜色最鲜艳；
[0029]当车速超过120km/h时,驾驶员会发现颜色向灰色过渡,在车速达到150km/h时，颜色饱和度全部降至O即看到的都是灰色。
[0030]本发明的原理为:
[0031]法契纳效应的矩形形式为，当一种特殊的黑白矩形图案在视野内从左向右连续重复地平移时，如图1，平移速度达到一定值时，可以看到纸带上会出现颜色色带，随着平移速度的不同，颜色也有所变化。
[0032]本发明通过对法契纳效应的矩形形式成色规律的探索发现:将矩形图案重复连续地施画在平动物体两侧，平动物体上的人员可以通过观测两侧特殊图案产生的颜色估计物体的平动速度。
[0033]然后通过MATLAB对实验数据进行分析、函数拟合、残差分析，得到各自变量与因变量的函数关系，并将实验所得图标与函数创造性的用于超速提示方法及系统的设计，将某物体平动或者转动的速度水平以颜色的形式反映出来。本发明将该原理应用在高速公路的限速方法上，使其能够提供一种较光流率更加准确、刺激强度更高的颜色信息。本发明的探索结论为:法契纳效应的成色影响因素如下:矩形在视点出现的频率、白黑区域比例、黑色条纹初始位置、黑色条纹长度。
[0034]通过10个年龄平均分布在20-50岁之间观察实验现象，将看到的颜色与电子色盘对应，使用孟塞尔颜色系统量化，得到实验结果，并通过MATLAB、SPSS软件进行数据分析，包括曲线拟合、残差分析、3D图形拟合等。得到结论如下:
[0035](I)左侧黑色区域矩形在视点出现的频率:单位时间内，观测点能观测到平移通过的矩形的个数。随着频率的增加，观测到的颜色的色调逐渐减小，观测到的颜色的波长逐渐增加，即由紫色向红色过渡。一般频率为5Hz到12Hz为有效频率。当频率低于5Hz时或者高于12Hz时，都无法看到颜色产生。如附图2，Vl和v2代表不同的平移速度。
[0036](2)白黑区域比例:单位矩形图案(单个法契纳矩形图案)内，右侧白色区域(含黑色条纹带)与左侧黑色区域的面积比例。当白黑区域比例逐渐增加时，所得颜色饱和度增加，当白黑区域比例为3:1时，饱和度达到最大值，白黑区域比例继续增加时，饱和度下降。如附图2，该比例为dl与d2的比值。
[0037](3)黑色条纹初始位置:单位矩形图案(单个法契纳矩形图案)内，白色区域内黑色条纹带距离左侧黑色区域的距离。当频率一定时，随着黑色条纹初始位置的增加，色调逐渐增加，观测到的颜色的波长逐渐减小，即由红色向紫色过渡。如附图2，d代表黑色条纹初始位置。
[0038](4)黑色条纹长度:单位矩形图案(单个法契纳矩形图案)内，白色区域内，各黑色条纹的长度。当频率一定时，随着黑色条纹长度的增加，颜色色调逐渐增加，观测到的颜色的波长逐渐减小，即由红色向紫色过渡。如附图2，d’代表黑色条纹长度。
[0039]对所得数据进行残差分析，剔除异常数据，对剩余数据进行分析，包括其回归系数、复相关系数、总残差。得到数据残差分析结果如下:
[0040]回归系数:254.2 ；0.8「0.4「7.6 ；26.9。复相关系数为0.9889，当该值高于0.9时表不具有较闻相关性。总残差:11.6864。
[0041]对剩余数据进行函数拟合，得到如下规律:
[0042]假设:光波波长为λ (nm),频率为f (Hz),条纹长度为I (mm),条纹初始位置为d(cm)，白黑比为e。则存在光波波长λ为:
[0043]λ = 254.2+35f-0.41-17.6d+26.9e
[0044]以上规律将对线速度或者角速度的判定提供一种新的方法:
[0045](I)当白黑比例、各部分的黑色条纹长度和初始位置确定时，即图案样式确定，其频率在5-12Hz时可看到颜色产生。该结论表明一旦看到颜色产生，其平动频率在5-12Hz之间。
[0046](2)通过函数可知，在有效频率内，当频率不同时，对应的波长也不同。该结论表明，在有效速度内，我们可以通过颜色判断其角速度或者是平移速度具体水平。
[0047]当施画有特殊黑白图案的矩形重复连续地平移时，其平动速度为1.5m/s-3.6m/s时可看到有颜色产生。
[0048]当没有或者无需要精确测速装置的情况下，该方法可以使得人员对物体的转动或者平动速度进行估计。当避免物体转动或平动速度达到某上限值或者确保物体转动或平动速度超过某下限值时，观测人员可通过观测颜色来达到要求。若转速或者平动速度达到一定值时，可观察到颜色产生，即达到或已超过上限值；若转速或者平动速度超过一定值时，可观测到颜色已无法辨认，此时已超过下限值。
[0049]本发明提供了一种基于法契纳效应的速度反馈技术，该技术为一个含有四个变量的颜色光波波长的控制函数。由于法契纳效应具有两种形式，圆形形式和矩形形式，因此该函数可以用于对线速度和角速度进行反馈。本发明可以将物体的绕心旋转速度和物体的平移速度以颜色的形式反映出来；并在交通安全领域应用，即通过在高速公路护栏两侧重复连续地施画通过该函数设计的图案，使其将驾驶员的超速信息以颜色的方式反馈给驾驶员。本发明给高速公路限速标线的设计提供了一个新的方向。
[0050]与传统的法契纳效应的矩形形式相比，本发明的有益效果在于:
[0051]通过模拟实验发现法契纳效应的矩形形式与光波的关系，并创造性将其应用于公路交通，通过使法契纳矩形图案在高速公路限制速度下相对驾驶员平移时产生的颜色足够刺激到驾驶员视觉神经，以告知驾驶员当前超速状态。
[0052]与传统的高速公路速度提示方法相比，本发明的有益效果在于:
[0053]该方法提供的超速信息是以颜色的形式反馈给驾驶员，由于色彩的多样性和刺激性，它较传统方法更能引起驾驶员的注意，同时，在数字、图片、色彩、文字等信息中，大脑对颜色信息的接收和处理速度最快，可以减少驾驶员的反应时间，避免影响其正常行驶。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]图1是法契纳效应的矩形形式原理说明图。
[0055]图2是法契纳效应的矩形形式的变量说明图。
[0056]图3是本发明法契纳效应的矩形形式结构图。
[0057]图4是本发明在高速公路限速方法上应用的法契纳效应的矩形形式在护栏上的放置方式。
[0058]图5是本发明应用在高速公路限速方法上时的法契纳效应的矩形形式在100km/h时的尺寸图。
【具体实施方式】
[0059]结合以上基于法契纳效应的速度判断方法，以下将给出本次发明在高速公路上限速方法设计上的使用。
[0060]本设计使用的判断方法为:当观察人员观察到有颜色逐渐产生时，说明速度已达到产生颜色的速度区间的下限值。通过调整单位矩形尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应。
[0061]利用法契纳效应的成色的规律，将设计好的法契纳矩形连续重复地施画在高速公路两侧护栏上。使其在高速公路限制速度下相对驾驶员平移时产生的颜色足够刺激到驾驶员视觉神经，以此告知驾驶员当前超速状态。
[0062]本次发明的技术方案为，利用法契纳效应的成色规律和函数，结合人眼在高速情况下的视觉特点和视觉习惯，对法契纳矩形进行设计:
[0063]如图3，左侧黑色区域17与右侧白色区域18的长度比例为1:3，该设计目的为使产生的颜色具有最大的饱和度。
[0064]如图3，第一个黑色条纹部分19内含8根黑色直线，8根直线等长并等间距分布。第一个黑色条纹带处于该矩形单元白色区域的尾部。在平移过程中，该条纹部分出现紫色。由于人眼的余光部分对低波长光最敏感，同时，余光更容易捕捉明度较高的光线，因此设计使得第一个黑色条纹部分带产生明度较高的紫色，该设计的目的使得驾驶员在超速状态的时候，视野内两侧可以出现能吸引其余光的颜色。
[0065]如图3，第二个黑色条纹部分20内含8根黑色直线，8根直线长度等差并等间距部分。第二个黑色条纹带处于该矩形单元白色区域的前部。在平移过程中，该条纹部分出现以红色为主的渐变色。在驾驶员余光捕捉到紫色的后，驾驶员会偏转头部观察护栏上出现的颜色，因此，中央视轴由道路中央向左侧或右侧护栏偏转一定角度，护栏与中央视轴的夹角减少，此时，人眼对高波长光更敏感，因此设计使得第二个黑色条纹部分产生红色，该设计目的使得驾驶员能够准确、迅速地捕捉到颜色，从而意识到超速。设计使得第二个黑色条纹部分为阶梯状，其目的在于产生的颜色为波长逐渐增加的红色，避免了单一的红色刺激强度过大，干扰驾驶员心理，同时，也使得产生的颜色更为丰富，延长驾驶员对该刺激的适应期，保证了本研究提出的方法具有一个较长的效用时间。
[0066]如图3，第三个黑色条纹部分21内含8根黑色直线，8根直线长度等差并等间距部分。第三个黑色条纹带处于该矩形单元白色区域的中部。在平移过程中，该条纹部分出现以绿色为主的渐变色。设计使得该部分产生绿色，其目的在于驾驶员中存在单一颜色色弱患者，避免部分驾驶员对颜色信息获取较难的问题，使得该设计能够服务于更广泛的驾驶人群，同时，阶梯状设计也保证了颜色的多样性。
[0067]如图3，第四个黑色条纹部分22内含8根黑色直线，8根直线长度等差并等间距部分。第四个黑色条纹带处于该矩形单元白色区域的前部。在平移过程中，该条纹部分出现红色。该部分设计目的同第二个黑色条纹部分，其重复设计的目的在于加强颜色刺激强度，避免产生驾驶员对颜色的认知模糊而耗费时间去辨认色带的问题，该问题会影响驾驶安全。
[0068]如图3，第五个黑色条纹部分23内含8根黑色直线，8根直线等长并等间距分布。第五个黑色条纹带处于该矩形单元白色区域的尾部。在平移过程中，该条纹部分出现紫色。该部分的设计原理同第一个黑色条纹部分一样，其重复设计的目的在于加强其对余光部分的吸引，避免驾驶员因为刺激强度不够而忽略了余光部分的颜色信息。
[0069]5个黑色条纹带宽度相同，并且从上而下分布在白色区域内，但并不都处于一条垂直线上。
[0070]在光波波长λ = 254.2+35f-0.41-17.6d+26.9e中，f为可感知到颜色时法契纳矩形在视野内出现的中间频率，经实验和计算得到f为10Hz，同时，为确保颜色的饱和度，e取3。法契纳矩形中，对I和d的调整即可使之产生预期的颜色。
[0071]1.为使第一个和第五个黑色条纹部分产生紫色，I取81.6mm，d取122.4mm。代入λ = 254.2+35f-0.41-17.6d+26.9e中可得，波长为436nm，对应为紫色光。该部分未设计成梯形状，是为了保证紫光的纯度，使之具有较高的刺激强度。
[0072]2.为使第二个和第四个黑色条纹部分产生红色，I取61.2mm，d取0mm，代入λ =254.2+35f-0.41-17.6d+26.9e中可得，波长为660nm，对应为红色光，并设计为梯形状，使得颜色以红色为主出现渐变。
[0073]3.为使第三个黑色条纹部分个黑色条纹部分出现绿色，I取40.8mm, d取81.6mm,代入λ = 254.2+35f-0.41-17.6d+26.9e中可得，波长为525nm，对应为绿色光，并设计为梯形状，使得颜色以绿色为主出现渐变。
[0074]图2是我们用来研究得到这个公式使用的最原始的图案，就是做实验用的图案，图3是根据我们发明的创造性结论公式设计得到的图案。
[0075]将设计的图案重复连续施画在一定规格的铝制反光薄片表面，其尺寸可根据高速公路不同的限速做出调整。由于高速公路两侧护栏多为波型栏，分为双波峰和三波峰，将施画好的铝制薄片垂直固定在最上波峰和最下波峰之间。铝制薄片的宽度为最上波峰和最下波峰之间的距离，长度根据需要设计，厚度为5mm，如图4，左边是双峰波形栏的剖面图，右边是双峰波形栏的正视图，虚线表示他们的对应关系，然后将法契纳矩形施画在两个波峰之间。
[0076]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0077]以100km/h对本发明的预期效果进行说明，对应的法契纳矩形尺寸如图5。当车辆行驶速度达到90km/h时，驾驶员会发现两侧护栏上第一个黑色条纹带19和第五个黑色条纹带23产生蓝色。其他黑色条纹带并未产生明显颜色。
[0078]当车辆行驶速度达到100km/h时，驾驶员会发现第一个黑色条纹带19和第五个黑色条纹带23产生的颜色由蓝色向紫色过渡，第二个黑色条纹带20和第四个黑色条纹带22产生红黄色。第三个黑色条纹带21产生绿色。此时，产生的颜色饱和度最大，即颜色最鲜艳。
[0079]当车辆行驶速度从100km/h向120km/h增加时，驾驶员会发现第二、三、四条色带产生的颜色鲜艳程度维持不变，但颜色的波长逐渐下降，即黄绿色向橙红色渐变，橙红色向标准红色渐变，而第一、五条色带产生的紫色基本维持不变。
[0080]当车速达到并超过120km/h时，驾驶员会发现第二、三、四条色带颜色向灰色过渡，第一、五条色带颜色向黑色过度。
【权利要求】
1.一种基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:将设计好的单个法契纳矩形图案连续重复地施画在高速公路两侧护栏上，使法契纳矩形图案在高速公路限制速度下相对驾驶员平移时产生的颜色足够刺激到驾驶员视觉神经，以告知驾驶员当前超速状态； 当观察人员观察到有颜色逐渐产生时，说明速度已达到产生颜色的速度区间的下限值； 通过调整单位矩形图案尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应。
2.根据权利要求1所述的基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:单个法契纳矩形图案包括黑白两部分矩形构成的矩形，黑色矩形部分设置在左边，右边白色矩形部分上设置5个黑色条纹带，5个黑色条纹带沿上下方向的宽度相同，并且从上而下分布在白色区域内；5个黑色条纹带并不都处于一条竖直线上。
3.根据权利要求2所述的基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:单个法契纳矩形图案的右边白色矩形区域中5个黑色条纹带由上至下间隔设置；第一个黑色条纹带内含8根黑色直线，8根直线等长并等上下间距分布，该第一个黑色条纹带末端与该白色矩形区域的右边重合；第二个黑色条纹带内含8根等间距黑色直线，8根直线头端与黑色矩形部分和白色矩形部分相交的边缘平齐，末端长度等差延长；第三个黑色条纹带内含8根等间距黑色直线，8根直线左端平齐右边长度等差延长，第三个黑色条纹带处于该白色矩形区域的中部；第四个黑色条纹带与第二个黑色条纹带形式相同，头端与黑色矩形部分和白色矩形部分相交的边缘平齐；第五个黑色条纹带与第一个黑色条纹带形式相同，末端与该白色矩形区域的右边重合。
4.根据权利要求3所述的基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:光波波长与单个法契纳矩形图案的各参数关系如下:
λ = 254.2+35f-0.41-7.6d+26.9e 其中，光波波长为λ (nm),频率为f (Hz),条纹长度为I (mm),条纹初始位置为d (cm),白黑比为6。
5.根据权利要求1-4之一所述的基于法契纳效应的高速公路限速方法，其特征在于:在车辆平移运动中，对于单个法契纳矩形图案对于车辆限速的判定方法如下:第一个黑色条纹在平移过程中出现紫色，第二个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第三个黑色条纹带在平移过程中出现绿色，第四个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第五个黑色条纹带在平移过程中出现紫色； 当车辆行驶速度达到90km/h时，驾驶员会发现两侧护栏上第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生蓝色，其他黑色条纹带并未产生明显颜色； 当车辆行驶速度达到100km/h时，驾驶员会发现第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生的颜色由蓝色向紫色过渡，第二个黑色条纹带和第四个黑色条纹带产生红黄色，第三个黑色条纹带产生绿色； 当车辆行驶速度从100km/h向120km/h增加时，驾驶员会发现五个黑色条纹带产生的颜色越来越明显，在速度为120Km/h时，颜色的饱和度最高即所看到的颜色最鲜艳； 当车速超过120km/h时,驾驶员会发现颜色向灰色过渡,在车速达到150km/h时,颜色饱和度全部降至O即看到的都是灰色。
6.一种基于法契纳效应的高速公路限速系统，其特征在于:在高速公路两侧的护栏上重复连续施画设计好的单个法契纳矩形图案；通过调整单个法契纳矩形图案尺寸，将平移时能够产生颜色的速度区间的下限值与高速公路限制速度对应；单个法契纳矩形图案包括黑白两部分矩形构成的矩形，黑色矩形部分设置在左边，右边白色矩形部分上设置5个黑色条纹带，5个黑色条纹带沿上下方向的宽度相同，并且从上而下分布在白色区域内；5个黑色条纹带并不都处于一条竖直线上。
7.根据权利要求6所述的基于法契纳效应的高速公路限速系统，其特征在于:光波波长与单个法契纳矩形图案的各参数关系如下:
λ = 254.2+35f-0.41-7.6d+26.9e 其中，光波波长为λ (nm),频率为f (Hz),条纹长度为I (mm),条纹初始位置为d (cm),白黑比为6。
8.根据权利要求6或7所述的基于法契纳效应的高速公路限速系统，其特征在于:在铝制反光薄片表面连续施画设计好的单个法契纳矩形图案；该铝制反光薄片垂直固定在护栏上；当护栏为双波峰和三波峰的波型栏时，铝制薄片垂直固定在最上波峰和最下波峰之间。
9.根据权利要求8所述的基于法契纳效应的高速公路限速系统，其特征在于:在车辆平移运动中，对于单个法契纳矩形图案对于车辆限速的判定方法如下:第一个黑色条纹在平移过程中出现紫色，第二个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第三个黑色条纹带在平移过程中出现绿色，第四个黑色条纹带在平移过程中出现红色，第五个黑色条纹带在平移过程中出现紫色； 当车辆行驶速度达到90km/h时，驾驶员会发现两侧护栏上第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生蓝色，其他黑色条纹带并未产生明显颜色； 当车辆行驶速度达到100km/h时，驾驶员会发现第一个黑色条纹带和第五个黑色条纹带产生的颜色由蓝色向紫色过渡，第二个黑色条纹带和第四个黑色条纹带产生红黄色，第三个黑色条纹带产生绿色； 当车辆行驶速度从100km/h向120km/h增加时，驾驶员会发现五个黑色条纹带产生的颜色越来越明显，在速度为120Km/h时，颜色的饱和度最高即所看到的颜色最鲜艳； 当车速超过120km/h时,驾驶员会发现颜色向灰色过渡,在车速达到150km/h时,颜色饱和度全部降至O即看到的都是灰色。
【文档编号】E01F9/016GK104195967SQ201410309785
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】尹靓, 宋江, 刘博文, 吴晨玮, 陈秀岭 申请人:武汉理工大学