一种道路交叉口防碰撞系统的制作方法

本发明涉及一种道路交叉口防碰撞系统。

背景技术：

交叉口作为城市道路的枢纽，与道路其他路段相比，更容易受到车流、人流、交通环境的影响。据统计，机动车在市区道路上行驶时，平均1/3的时间用在平面交叉路口上，64％的交通事故发生在交叉路口处，与在非交叉路口行驶相比，通行能力一般降低46％～50％。

城市道路交叉口汇集了来自多个方向的车流与人流，是道路使用者转换行驶路线的枢纽，在城市道路网中居于核心地位，也是交通事故最集中的地方。主要原因是来自多个方面的各种机动车、非机动车、行人穿行其中，交通冲突严重；驾驶员在通过平面交叉路口时要在短时间内完成一系列复杂的操作，包括读取交通指示、遵循交通控制、实施转向、避开行人和非机动车等，每个操作不当都有可能导致交通事故的发生；我国平面交叉路口尚未认真考虑安全保护设施，也是导致交通事故的重要原因。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可有效防止道路交叉口车与车、车与人发生碰撞的道路交叉口防碰撞系统。

技术方案：本发明提供一种道路交叉口防碰撞系统，包括安全气囊、地感线圈、摄像头、单片机，所述地感线圈、摄像头与单片机通讯连接；安全气囊设于交叉路口中间；安全气囊与单片机通讯接连；地感线圈将检测到的车辆行驶速度数据；摄像头将检测到的这两行驶速度、车与车的距离、车与人的距离数据发送至单片机，单片机进行数据分析，判断是否发送指令使安全气囊弹出。

所述安全气囊缩小状态时埋设于地面与之相匹配的缝隙内；安全气囊展开状态时为圆弧状，多个安全气囊收尾相接成圆形气囊，设于交叉路口中间。

所述圆形气囊以同心圆的方式套设两个以上。

所述的安全气囊包括气体发生器和点火器，气体发生器接到单片机信号。

地感线圈为振荡电路，包括电感线圈、电容，所述电感线圈铺设于地表；电感线圈由2-3匝导线构成，所述导线设于地面沟槽内，所述沟槽形面积与导线相适应。

所述摄像头设于交叉路口旁，在摄像头的观测范围内，通过汽车经过该段距离的时间来测出速度；摄像头也可观测汽车之间的距离以及汽车与人之间的距离。

所述单片机与地感线圈、摄像头通讯连接，并对数据进行综合分析；以判断是否应该弹出安全气囊；单片机所分析的数据有：汽车具体通过的地方、汽车的速度、汽车之间以及汽车与人之间的距离。

安全气囊弹出的条件：汽车方向失控、刹车失灵及汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近的时候。

所述的单片机型号为at89c51，寄存器型号为74ls373，数据存储器型号为62256，摄像头型号为ov6620。

工作原理：当汽车经过交叉路口的测定地点时，地感线圈和摄像头会对车辆进行检测，并获取相应的数据，然后又将数据发送至单片机，单片机对数据进行分析处理，得到相应的信息，若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机分析，存在较大的安全隐患，则会发送指令到安全气囊，安全气囊内的气体会迅速反应使其膨胀，使气囊在极短的时间内迅速弹开，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。

有益效果：本发明通过在交叉路口路段设地感线圈及摄像头，可有效监测行车速度数据、车与车间距离、车与人间距离数据，并通过将上述数据传送至单片机，单片机对数据进行分析判断，如判断为有危险，在交叉口的地面缝隙中埋设安全的安全气囊弹开，紧急制停汽车，有效提高行车、行人的安全性。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的电路逻辑图。

其中：1.安全气囊；101.气体发生器；102.点火器；2.地感线圈；3.摄像头；4.单片机；5.时钟电路；6.复位电路；7.寄存器；8.数据存储器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种道路交叉口防碰撞系统，包括安全气囊1、地感线圈2、摄像头3、单片机/4，所述地感线圈2、摄像头3与单片机4通讯连接；安全气囊1设于交叉路口中间；安全气囊1与单片机通讯接连；地感线圈2将检测到的车辆行驶速度数据；摄像头3将检测到的这两行驶速度、车与车的距离、车与人的距离数据发送至单片机4，单片机4进行数据分析，判断是否发送指令使安全气囊1弹出。

安全气囊1埋在交叉路口中间，安全气囊1为圆弧状，多个安全气囊1可围成一个圆，该部分由多个圆组成，从交叉路口中间开始依次围若干个圆圈，根据交叉口的大小来选择安全气囊1合适的圈数。

安全气囊1里有气体发生器101和点火器102，气体发生器101接到单片机4后引燃气体发生剂，产生大量气体，经过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内迅速弹开。

安全气囊1膨胀原理：安全气囊1里有叠氮化钠和硝酸钾，点火时，叠氮化钠和硝酸钾迅速发生反应，生产大量热氮气，然后气体将气囊充满，使安全气囊1膨胀。

埋藏安全气囊1的路面设有较小的裂缝，方便安全气囊1的弹出，同时裂缝位置与安全气囊1位置相对应，每处裂缝下设有安全气囊1。

地感线圈2是一个振荡电路，用于检测是否有汽车经过以及经过的速度，其作用原理是：在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径约1米，或是面积相当的矩形沟槽，在沟槽中埋入两到三匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈，这个线圈是振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，振荡信号通过变换送到单片机4组成的频率测量电路，便可以测量这个振荡器的频率。

当汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化(有金属物体时振荡频率升高)，单片机4便可以测出变化的频率值，也即可以感知有汽车经过，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。

摄像头3设在交叉路口旁边，可观测整个交叉路口的情况，摄像头3可观测汽车速度，在摄像头3的观测范围，有一段测速距离，可通过汽车经过该段距离的时间来测出速度；同时，摄像头3也可观测汽车之间的距离以及汽车与人之间的距离。

单片机4会接受来自地感线圈2和摄像头3所采集的数据，并对数据进行综合分析，以判断是否应该弹出安全气囊1。

通过地感线圈2和摄像头3两方面的数据，能提高信息采集的准确性；单片机4所分析的数据有：汽车具体通过的地方、汽车的速度、汽车之间以及汽车与人之间的距离。

若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机4分析，存在较大的安全隐患，则会弹出安全气囊1，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。

系统所用单片机4型号为at89c51，寄存器7型号为74ls373，数据存储器8型号为62256，摄像头3型号为ov6620。

所述单片机4与地感线圈2、摄像头3通讯连接；所述摄像头3设于交叉路口旁，某时刻，在摄像头3的观测范围内的视频传入到单片机4，单片机4利用tcnn(tubeletswithconvolutionalneuralnetworks)算法识别出图1中的汽车和行人，并利用基于虚拟线圈的车速检测算法测出车辆c1行驶速度v1、车辆c2行驶速度v2和行人行走速度v3；单片机通过坐标变化计算出汽车c1和c2之间的距离ab以及汽车c1与人r1之间的距离bd。

地感线圈2把图1中车辆c1和c2通过的信息传入单片机4，单片机4通过地感线圈2固定距离除以车辆通过的时间算出车辆c1的速度v01、c2的速度v02。

当be方向是绿灯时，单片机4对比v01和限速v0大小，当v01大于v0时，汽车c1超速；单片机4分析车辆c2在停线前行驶速度v2是否等0判断车辆是否违规驾驶；在t时刻单片机4利用tcnn算法和坐标变换对摄像头3的视频分析，计算出bo、ao、be、de距离，利用虚拟线圈的车速检测算法测出汽车c1、c2和行人r1速度v1、v2、v3，单片机4计算bo/v1＝t1、ao/v2＝t2、be/v1＝t3、de/v3＝t4；

单片机4综合分析当t1＝t2或t3＝t4或v01大于v0且下一时刻v1大于等于v01或v2大于等于v02时，单片机4发出的电信号，触发安全气囊1里气体发生器和点火器，安全气囊弹出防止事故发生。

如图2所示，电路逻辑为：时钟电路5：晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰；为了保障单片机4运行，给单片机4增加复位电路6。复位电路6有以下功能：复位电路6可以对内部存储器进行复位，同步内外的时钟信号，电压波动或不稳定时，复位电路6给电路延时直到电路稳定，当程序出错时通过复位电路6使单片机4恢复正常运行状态；由于单片机4内存有限，不能完成数据的保存，所以需要在单片机4外部扩展一个数据存储器8。

本系统选用的是62256数据存储器8，为了使单片机4频率与存入数据的频率相同，在外部存储器前加了一个型号为74ls373的寄存器7，并把寄存器7的le引脚与单片机4ale引脚连接在一起，这样寄存器7跳变信号就与单片机4的晶振频率相同。待寄存器7接收到跳变信号，数据即可传到外扩存储器中；串口通信电路常用于计算机获取远程采集的数据。max232是电平转换接口，compim即标准的电脑rs232接口。单片机4发出的信号经max232转换电平之后通过rs232接口传输给电脑。

当汽车经过地感线圈2，单片机4接收到信息，同时摄像头3采集到的画面信息保存至存储器，单片机4通过串口通信电路将存储器中的信息传递给电脑，若有危险情况发生，电脑传递信号给单片机4，单片机4立即给继电器通电，安全气囊1电路导通，安全气囊1弹出，从而防止汽车与人或汽车与汽车之间发生碰撞。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。