用于高速公路出口的减速引导系统的制作方法

本发明涉及一种交通引导系统，具体涉及一种用于高速公路出口处的减速引导系统，属于交通制动安全技术领域。

背景技术：

高速公路出口匝道前存在分流，直行车辆与转向车辆行驶速度差异大，交通情况复杂。高速公路上行驶的汽车车速高，而出口匝道存在低车速限制，因此进入匝道前的路段车速过渡剧烈，追尾碰撞事故多发。国内外的数据表明，出口匝道的事故次数约占互通立交和服务区范围内事故总次数的40%，高速公路出口匝道的事故主要为制动不足导致的超速及制动过急导致的侧翻。因此，进行减速制动提醒，引导驾驶员合理控制车速，能有效改善现有高速公路匝道安全情况。

目前高速公路出口的速度提示装置主要为道路限速牌，使用过程中驾驶员需要辨别限速牌上的数值，并与当前车速比较后，采取相应的加减速操作，驾驶员反应时间长。当受光照条件或天气情况的影响，限速牌难以辨识，反应的滞后性更加明显。并且限速牌只能提供单一的限制速度，不同车辆制动性能差异使得驾驶员对如何平缓减速无法良好把握，使该路段的交通事故发生率增加。因此，如何克服现有技术的不足，对高速公路出口前车辆进行有针对性的减速引导是提高该路段安全亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对高速公路出口处行车危险的问题，提供一款用于高速公路出口的减速引导系统，旨在为驾驶员快速提示合理操作信息，逐步引导其平稳减速，提高该路段驾驶安全。

本发明是这样实现的：

用于高速公路出口的减速引导系统，主要包括汽车检测识别装置，制动计算系统和道路提醒装置；

汽车检测识别装置，采用雷达声波探测的原理，对驶入驾驶操作区的车辆进行车型检测以及实时的车速识别；

制动计算系统依据汽车检测识别装置收集的信息，动态规划出车辆的合理减速轨迹；

道路提醒装置利用速度色彩提示牌的颜色将制动计算系统规划的减速轨迹输出，通过颜色变化，逐步引导驾驶员减速。

更进一步的方案是：所述的汽车检测识别装置，安装于距高速公路出口匝道150~180m处，形成从汽车检测识别装置到出口匝道的减速操作区；汽车检测识别装置包括雷达探测模块、数据存储模块、车速检测模块、车型识别模块、无线收发模块；雷达探测模块采用声波探测的方法，探测扇形区域为150~180米，覆盖整个减速操作区，雷达探测模块分别与车速检测模块以及车型识别模块相连，车速检测模块用于检测车辆的实时车速及实时加速度，车型识别模块用于将车辆进行车型区分；车速信息和车型信息通过无线收发模块传输至制动计算系统中；数据存储模块用于存储相关的车型数据、制动数据等信息。

更进一步的方案是：所述的制动计算系统，安装于高速公路出口处，包括数据处理模块，减速轨迹计算模块，无线收发模块，数据存储模块；数据处理模块与无线收发模块相连，数据处理模块从无线收发模块接收车速与车型信息并进行数字化处理；减速轨迹计算模块与数据存储模块相连，动态提取存储资料和存储合理减速轨迹的计算结果。

更进一步的方案是：所述道路提醒装置，安装于高速公路出口处，包括速度色彩提示牌，cpu控制模块，无线收发模块，可视度探测模块；速度色彩提示牌为led色彩显示屏，显示屏设置有内部的加速度提示区域以及外部的速度提示区域，每个区域分别使用三种颜色表示速度/加速度过大，速度/加速度适宜，速度/加速度过小三种车辆状态;cpu控制模块接收可视度探测模块、无线收发模块的信息，并控制色彩提示牌的色彩变化以及亮度变化。

更进一步的方案是：制动计算系统采用集成电路，安装在速度色彩提示牌背面。

更进一步的方案是：在汽车检测识别装置和速度色彩提示牌之间的路面上，用黄色的涂料划出减速操作区域，并着重用黄色涂料标出减速操作区的出入口。

更进一步的方案是：速度色彩提示牌分为内部速度区域和外部加速度区域，内部速度区域为红绿黄三色变化，色调分别为h=60,h=120andh=0，外部加速度区域为蓝绿橙三色变化，色调分别为h=240,h=120andh=25；

更进一步的方案是：速度色彩提示牌的颜色变化过程中，速度色彩提示牌外部区域采用由外向内的渐变色变化，内部速度区域采用由内向外的渐变色变化。

更进一步的方案是：车型识别时将车辆分为大型汽车、中型汽车、小型汽车三类，识别依据为车轴数以及车辆侧面轮廓特征；

更进一步的方案是：减速轨迹计算模块采用动态规划的方法规划整个车速轨迹，制动计算时优先采用发动机制动，必要时采用制动器制动；

更进一步的方案是：车辆未进入减速操作区时，指示牌上有频率为2hz的白灯闪烁，以给疲劳的驾驶员以接近减速区的提醒；

更进一步的方案是：根据环境能见度不同，色彩提示牌设置有低亮度模式和高亮度模式；低亮度模式，亮度为500-600cd/m²。能见度小于200米时，系统切换至高亮度模式，亮度可达800-1000cd/m²。

本发明的用于高速公路出口的减速引导系统在实际工作时，当汽车进入减速操作区域时，汽车检测识别装置提供当前车速和当前加速度信息给道路提醒系统。

当前速度大于限制速度时，速度色彩提示牌内部速度区域为红色，当前速度与限制速度差值越大颜色越深，随着汽车降速，红色逐步向绿色过渡，当速度小于或等于限制速度且加速度适当时，速度色彩提示牌内部速度区域显示为绿色。当速度小于限制速度且加速度不适当时，显示牌内部速度区域显示为黄色。

根据当前制动可利用距离以及车辆的制动性能，计算出车辆的合理加速度，当前加速度大于合理加速度时，速度色彩提示牌外部加速度区域为橙色，当前加速度小于合理加速度时，速度色彩提示牌外部加速度区域为蓝色，随着加速度与合理加速度差值缩小，颜色逐步向绿色过渡，当当前加速度为合理加速度时，速度色彩提示牌外部为绿色。驾驶员需不断调整车辆行驶状态，直至速度色彩提示牌内外区域均显示为绿色。

本发明的有益效果：1.使高速公路出口处车辆的制动减速过程更加平缓，提高了驾驶安全性；2.减速牌采用色彩提示方案，可辨识距离远，相对于传统提示牌增加了制动可利用距离；3.本发明可以根据不同类型车辆的制动性能差异，对车辆进行有针对性减速引导。

附图说明

图1为高速公路出口的减速引导系统安装位置平面示意图；

图2为汽车检测识别装置安装及工作示意图；

图3为车辆初始加速度过大时道路提醒装置的色彩变化过程图；

图4为车辆初始加速度合理时道路提醒装置的色彩变化过程图；

图5为车辆初始加速度过小时道路提醒装置的色彩变化过程图。

图中：1、道路提醒装置，2、汽车检测识别装置，3、减速操作区，4、高速公路出口，6、车辆距高速公路出口距离变化过程，7、道路色彩指示牌颜色变化过程，8、车辆速度变化过程。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如附图1所示，用于高速公路出口的减速引导系统，主要包括汽车检测识别装置2，制动计算系统和道路提醒装置1；

汽车检测识别装置，采用雷达声波探测的原理，对驶入驾驶操作区的车辆进行车型检测以及实时的车速识别；

制动计算系统依据汽车检测识别装置收集的信息，动态规划出车辆的合理减速轨迹；

道路提醒装置利用速度色彩提示牌的颜色将制动计算系统规划的减速轨迹输出，通过颜色变化，逐步引导驾驶员减速。

所述的汽车检测识别装置，安装于距高速公路出口4匝道150~180m处，形成从汽车检测识别装置到出口匝道的减速操作区3，减速操作区3可以用涂料画出；汽车检测识别装置包括雷达探测模块、数据存储模块、车速检测模块、车型识别模块、无线收发模块；雷达探测模块采用声波探测的方法，探测扇形区域为150~180米，覆盖整个减速操作区，雷达探测模块分别与车速检测模块以及车型识别模块相连，车速检测模块用于检测车辆的实时车速及实时加速度，车型识别模块用于将车辆进行车型区分；车速信息和车型信息通过无线收发模块传输至制动计算系统中；数据存储模块用于存储相关的车型数据、制动数据等信息。

所述的制动计算系统，安装于高速公路出口处，包括数据处理模块，减速轨迹计算模块，无线收发模块，数据存储模块；数据处理模块与无线收发模块相连，数据处理模块从无线收发模块接收车速与车型信息并进行数字化处理；减速轨迹计算模块与数据存储模块相连，动态提取存储资料和存储合理减速轨迹的计算结果。制动计算系统采用集成电路，可以安装在速度色彩提示牌背面。

所述道路提醒装置，安装于高速公路出口处，包括速度色彩提示牌，cpu控制模块，无线收发模块，可视度探测模块；速度色彩提示牌为led色彩显示屏，显示屏设置有内部的加速度提示区域以及外部的速度提示区域，每个区域分别使用三种颜色表示速度/加速度过大，速度/加速度适宜，速度/加速度过小三种车辆状态；cpu控制模块接收可视度探测模块、无线收发模块的信息，并控制色彩提示牌的色彩变化以及亮度变化。

速度色彩提示牌分为内部速度区域和外部加速度区域，内部速度区域为红绿黄三色变化，色调分别为h=60,h=120andh=0，外部加速度区域为蓝绿橙三色变化，色调分别为h=240,h=120andh=25；速度色彩提示牌的颜色变化过程中，速度色彩提示牌外部区域采用由外向内的渐变色变化，内部速度区域采用由内向外的渐变色变化。

车型识别时将车辆分为大型汽车、中型汽车、小型汽车三类，识别依据为车轴数以及车辆侧面轮廓特征；

减速轨迹计算模块采用动态规划的方法规划整个车速轨迹，制动计算时优先采用发动机制动，必要时采用制动器制动；

车辆未进入减速操作区时，速度色彩提示牌上有频率为2hz的白灯闪烁，以给疲劳的驾驶员以接近减速区的提醒；

根据环境能见度不同，速度色彩提示牌设置有低亮度模式和高亮度模式。低亮度模式，亮度为500-600cd/m²。能见度小于200米时，系统切换至高亮度模式，亮度可达800-1000cd/m²。

如附图2所示，本发明的用于高速公路出口的减速引导系统在实际工作时，当汽车进入减速操作区域时，汽车检测识别装置提供当前车速和当前加速度信息给道路提醒系统。

当前速度大于限制速度时，速度色彩提示牌内部速度区域为红色，当前速度与限制速度差值越大颜色越深，随着汽车降速，红色逐步向绿色过渡，当速度小于或等于限制速度且加速度适当时，速度色彩提示牌内部速度区域显示为绿色。当速度小于限制速度且加速度不是当时，显示牌内部速度区域显示为黄色。

根据当前制动可利用距离以及车辆的制动性能，计算出车辆的合理加速度，当前加速度大于合理加速度时，速度色彩提示牌外部加速度区域为橙色，当前加速度小于合理加速度时，速度色彩提示牌外部加速度区域为蓝色，随着加速度与合理加速度差值缩小，颜色逐步向绿色过渡，当当前加速度为合理加速度时，速度色彩提示牌外部为绿色。驾驶员需不断调整车辆行驶状态，直至速度色彩提示牌内外区域均显示为绿色。

附图3、4、5分别表示了在初始速度大于规定速度的情况下，初始加速度的不同形成的不同的速度色彩提示牌的色彩变化过程。

如附图3所示，车辆初始速度大于规定速度，速度色彩提示牌内部速度区域显示为红色，由于车辆初始加速度过大，外部加速度区域为橙色，随着当前加速度与合理加速度差值缩小，外部加速度区域颜色逐渐由橙色向绿色过渡，最终速度色彩指示牌内外区域均显示为绿色。

如附图4所示，车辆初始速度大于规定速度，速度色彩提示牌内部速度区域显示为红色，由于车辆初始加速度与合理加速度相符合，因此外部加速度区域一直显示为绿色，最终速度色彩指示牌内外区域均显示为绿色。

如附图5所示，车辆初始速度大于规定速度，速度色彩提示牌内部速度区域显示为红色，由于车辆初始加速度过小，外部加速度区域为蓝色，随着当前加速度与合理加速度差值缩小，外部加速度区域颜色逐渐由蓝色向绿色过渡，最终速度色彩指示牌内外区域均显示为绿色。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。