专利名称：车载交通信号灯识别系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交通信号控制技术领域，具体是一种车载交通信号灯识别系统。
背景技术：
交通信号灯可分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯。目前，国家有相关法律条文规定，色盲、色弱者不能驾驶机动车，这给色盲、色弱患者带来了众多不便。而且在雾霾等低能见度天气条件下往往由于驾驶人员看不清前方的交信号灯而极易造成交通堵塞和发生车祸。现在市场上也有基于GPS与GPRS的交通信号灯信息传输装置，但是成本昂贵难以普及。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种车载交通信号灯识别系统，能有效的解决目前社会上色盲色弱者不能驾驶机动车的问题及低能见度条件下极易造成交通堵塞和车祸的问题，将路口交通信号灯的所有信息发送到车上的接收终端并予以显示提醒，帮助驾驶人员准确识别交通信号。本实用新型是以如下技术方案实现的一种车载交通信号灯识别系统，包括一用于数据处理与分析的中央控制器；与中央控制器连接用于接收无线信号的无线接收模块；与中央控制器连接用于确定车的行驶方向的电子指南针；与中央控制器连接用于显示交通信号的显示模块；与中央控制器连接用于提示通行与等待时间的语音合成模块；用于和交通信号机连接的无线发射模块。工作原理利用交通信号机自身的嵌入式微控制器与无线发射模块连接起来，通过编写相应的程序使得无线发射模块每隔50毫秒向外发送交通信号灯的信息，并根据交通信号灯不同的面对方向，设置不同的发送地址。由于车在行驶至路口时，不同方向道路上的车，必然面朝着不同的方向。可以利用电子指南针准确得出此时车的方位角。并根据不同的方位角设置不同的无线数据接收地址。只有当发送地址与接收地址一致时我们的车载交通信号灯识别系统才会读取信息，并显示在显示模块上，从而告知驾驶人员对面的信号灯信息。本实用新型的有益效果是帮助色盲、色弱者能够像正常人一样识别交通信号，而且能够帮助驾驶人员在雾霾等低能见度条件下准确识别交通信号。
下面将结合附图和实施案例对本实用新型进一步详细说明。图1是本实用新型原理框图；[0013]图2是本实用新型目标效果图。
具体实施方式
如图1所示，车载交通信号灯识别系统主要由无线发射模块、无线接收模块、电子指南针、显示模块、语音合成模块和中央控制器六个部分组成。无线发射模块，与交通信号机连接，用于发射交通信号灯的信息。无线接收模块用于接收交通信号灯的信息；电子指南针用于确定车的行车方向；显示模块用于显示接收到的信号灯信息；语音合成模块用于提醒车需等待时间。无线接收模块、电子指南针、显示模块、语音合成模块分别和中央控制器连接，中央控制器用于控制上述四个模块的工作，并对接收到的交通信号灯信息进行处理与分析。本实施例中，无线发射模块及无线接收模块均为基于NRF24L01的XL24L01-D02无线通讯模块。中央控制器采用STM32系列微控制器。电子指南针为GY-26电子指南针。显示模块采用TFT液晶显示模块。语音合成模块为SYN6288中文语音合成模块。利用交通信号机自身的嵌入式微控制器与发射模块连接，可以省去外部的信号灯信息检测模块，可以确保信息的准确度并且可以减少硬件开销。利用交通信号机自身的嵌入式微控制器，先编写相应的信号灯程序，再编写一个50ms的中断服务程序，服务程序的内容为根据交通信号灯的面对方向，设置相应的软件发射地址，并发送与之相对应的交通信号灯信息。由于我国的道口多为十字、丁字、一字形等规则形，也有少数道口为多条方向道路交汇外，因此对于本系统所采用的基于NRF24L01的无线发射模块的发射地址与无线接收模块的软件地址按照如下规定当车的行驶方向区间为正南-南偏东60°时，设置第一个软件接收地址；当车的行驶方向区间为南偏东60° -东偏北30°时，设置第二个软件接收地址；当车的行驶方向区间为东偏北30° -正北方向时，设置第三个软件接收地址；当车的行驶方向区间为正北-北偏西60°时，设置第四个软件接收地址；当车的行驶方向区间为北偏西60° -西偏南30°时，设置第五个软件接收地址；当车的行驶方向区间为西偏南30° -正南方向时，设置第六个软件接收地址。当车在行驶的过程中，通过电子指南针确定车的行车方向，而后根据不同的行车方向，车载交通信号灯识别系统会自动设置无线接收模块的信号接收地址。对于发射模块的发射地址按照如下规定当信号灯的面对方向区间为正北-北偏西60°时，设置第一个软件发射地址；当信号灯的面对方向区间为北偏西60° -西偏南30°时，设置第二个软件发射地址；当信号灯的面对方向区间为西偏南30° -正南方向时，设置第三个软件发射地址；当信号灯的面对方向区间为正南方向-南偏东60°时，设置第四个软件发射地址；当信号灯的面对方向区间为南偏东60° -东偏北30°时，设置第五个软件发射地址；当信号灯的面对方向区间为东偏北30° -正北方向时，我们设置第六个软件发射地址。为了保证车能够准确接收到它对面的交通信号灯信息，必须使第N个软件发射地址与第N个软件接收地址相等，无线接收模块会自动滤除与它地址不相等的信息，只读取地址相等的无线数据。由于交通信号灯可分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯、道路与铁路平面交叉道口信号灯七种。因此为了准确显示七种交通信号，而且由于一个交通路口往往不仅仅只有一种交通信号灯以及相同信号灯的数目也是不一样的，我们规定了无线发送模块发送的数据格式。我们规定交通信息数据包的第一个字节1-3位表示车所面对的方向上从左往右数交通灯位于第几个位置，4-6位表不信号灯的种类，7-8位表不信号灯的颜色。我们规定1_3位为OOO时表不第I个信号灯、001为第二个信号灯、010为第三个信号灯、011为第四个信号灯、100为第五个信号灯、101为第六个信号灯、110为第七个信号灯、111为第八个信号灯；4-6位为000时表示机动车信号灯、001为非机动车信号灯、010为人行横道信号灯、011为车道信号灯、100为方向指示信号灯、101为闪光报警信号灯、110为道路与铁路平面交叉道口信号灯；7-8位为00时表示红色、01为黄色、10为绿色。对于不同种类的信号灯发送的字节格式我们又有如下具体规定当信号灯为闪光报警信号灯和道路与铁路平面交叉道口信号灯时，只需发送一个字节，当信号灯为闪光报警信号灯时第一个字节4-8位为10101，当车载信号灯识别系统接收到这样的数据时，编写相应的程序在显示模块相应的位置上显示黄色闪光报警图标或者相应的文字告知驾驶人员；当信号灯为道路与铁路平面交叉道口信号灯时，4-8位为11000时表示此时禁止车辆、行人通行，4-8位为11001时表示此时可以通行，并在显示模块上显示相应的图标或者文字告知驾驶人员。当信号灯种类为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯时，我们只需发送两字节，就能准确描述此时的信号灯状态。发送的第一字节如上所述1-3位表示第几个灯，4-6位表示信号灯的种类，7-8位表示信号灯的颜色。我们可以通过编写相应的程序在显示模块上与信号灯对应的位置上显示相应的信号灯种类与颜色信息。第二字节为要等待或者通行的时间数据。当信号灯的颜色为绿色或者为由绿变黄的时刻，显示模块上显示对应信号灯的通行时间；当信号灯的颜色为红色或者由红变黄的时刻，显示模块上显示对应信号灯的等待时间，并且可以通过语音模块提醒驾驶人员需要等待或者剩余的通行时间。当信号灯种类为方向指示信号灯时，我们需要发送三个字节，第一个字节如上所示1-3位表示第几个灯，4-6位表示信号灯的种类，7-8位表示信号灯的颜色；第二个字节表示方向；第三个字节表示等待或者通行时间。当第二字节为00000000时表示左转弯箭头灯，为01000000时表示直行箭头灯，为10000000时表示右转弯箭头灯，为11000000时为回头转弯fii头灯。规定好数据格式之后，无线发射模块的发送数据形式为发送地址+交通信号灯信息，当车载交通信号灯识别系统接收到对应数据后就能按照规定好的数据格式进行解码并显示对应的交通信号灯信息，效果如图2所示。
权利要求1.一种车载交通信号灯识别系统，其特征在于:包括一用于数据处理与分析的中央控制器；与中央控制器连接用于接收无线信号的无线接收模块；与中央控制器连接用于确定车的行驶方向的电子指南针；与中央控制器连接用于显示交通信号的显示模块；与中央控制器连接用于提示通行与等待时间的语音合成模块；用于和交通信号机连接的无线发射模块。
2.根据权利要求书I所述的车载交通信号灯识别系统，其特征在于:所述的无线发射模块及无线接收模块均为基于NRF24L01的XL24L01-D02无线通讯模块。
3.根据权利要求书I所述的车载交通信号灯识别系统，其特征在于:所述的中央控制器采用STM32系列微控制器。
4.根据权利要求书I所述的车载交通信号灯识别系统，其特征在于:所述的电子指南针为GY-26电子指南针。
5.根据权利要求书I所述的车载交通信号灯识别系统，其特征在于:所述的显示模块采用TFT液晶显示模块。
6.根据权利要求书I所述的车载交通信号灯识别系统，其特征在于:所述的语音合成模块为SYN6288中 文语音合成模块。
专利摘要本实用新型公开了一种车载交通信号灯识别系统，涉及交通信号控制技术领域。该系统有一用于数据处理与分析的中央控制器；与中央控制器连接用于接收无线信号的无线接收模块；与中央控制器连接用于确定车的行驶方向的电子指南针；与中央控制器连接用于显示交通信号的显示模块；与中央控制器连接用于提示通行与等待时间的语音合成模块；用于和交通信号机连接的无线发射模块。优点帮助色盲、色弱者能够像正常人一样识别交通信号，而且能够帮助驾驶人员在雾霾等低能见度条件下准确识别交通信号。
文档编号G08G1/0962GK202917012SQ20122062257
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月22日 优先权日2012年11月22日
发明者闫勇程, 熊永超, 汤成建, 陈通 申请人:徐州工程学院