一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板及实现方法

1.本发明属于交通设备技术领域，具体涉及一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板及实现方法。


背景技术：

2.随着我国高速公路里程数和机动车保有量的不断增加，高速公路路况愈发复杂，如何保证高速公路的行车安全，及时对驾驶人员进行消息预警，对车辆进行快速有效的交通诱导从而避免事故的发生，是高速公路管理工作的重点之一。目前，高速公路的交通诱导方式主要有可变情报板、广播信号和手机导航等。
3.可变情报板又称可变信息标志，是指用遥控装置控制，实时显示前方道路上的行车环境的公路交通标志。传统的可变情报板通常为led指示牌，受交通管理部门的控制，显示对应路段的相关路况，用于提醒驾驶人及时采取相对应的措施。随着无人驾驶技术的兴起，在不久的将来或许会有无人驾驶车辆在高速公路上奔驰。目前的无人驾驶车辆通常使用内置的传感器感应周围路况，再由内置计算机使用相关算法做出判断与决策。通常这些传感器使用机器视觉等技术，识别行人、车辆和道路指示牌等获取相关信息，也可通过gps等导航系统实时获取周边路况信息。但是目前的gps的定位精度只有3米，且目前的导航系统存在一定的延迟，无人驾驶车辆在做判决时无法及时利用这部分信息。尽管无人驾驶车辆可通过视觉传感器及时读取可变情报板上的信息，但若遇到如雨天、雾天等恶劣天气情况，该系统将无法正常工作。上述原因一方面容易导致无人驾驶车辆的行驶存在安全隐患，另一方面，也容易引起道路通行效率的降低。


技术实现要素：

4.发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板及实现方法。
5.为了解决上述技术问题，第一方面公开了一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板，包括道路信息接收器、信号控制器、可视信息显示装置和紫外通信装置，同时在所述无人驾驶车辆上安装配套的紫外信息接收器；
6.所述道路信息接收器，用于接收交通管理部门发送的交通信息，并将所述交通信息发送至信号控制器；
7.所述信号控制器，用于接收和处理所述交通信息，控制可视信息显示装置和紫外通信装置；
8.所述可视信息显示装置，用于根据信号控制器的控制显示文字符号信息；
9.所述紫外通信装置，用于根据信号控制器的控制，向所述紫外信息接收器发送紫外信号，所述紫外信号包括当前路况信息；
10.所述紫外信息接收器，用于接收紫外通信装置发送的紫外信号，实现信息交互。
11.进一步地，所述紫外通信装置包括第一紫外通信结构和第二紫外通信结构，所述
第一紫外通信结构和第二紫外通信结构均通过总线与信号控制器连接，所述第一紫外通信结构包括第一面板和设置在第一面板上的第一紫外通信阵列，所述第二紫外通信结构包括第二面板和设置在第二面板上的第二紫外通信阵列；所述当前路况信息包括安全驾驶提示、当前位置与天气环境情况、前方车道事故信息和路段拥堵状况。
12.进一步地，所述第一紫外通信阵列和第二紫外通信阵列均包括两个以上的基本发送单元，所述两个以上的基本发送单元有序排列构成通信阵列。
13.进一步地，所述基本发送单元为日盲紫外led，基本发送单元与紫外信息接收器之间选择波长在200nm到280nm的日盲区紫外光进行无线通信。
14.进一步地，所述可视信息显示装置为led显示屏，位于面向来车方向的一面。
15.进一步地，所述第一紫外通信结构嵌套于可视显示装置内。
16.进一步地，所述道路信息接收器通过光缆与交通管理部门的信息汇总服务器连接，及时获取包括道路信息和交通管理部门的相关指示信息在内的交通信息。
17.进一步地，所述信号控制器，处理所述交通信息，控制可视信息显示装置和紫外通信装置包括：
18.针对可视信息显示装置和紫外通信装置对所述交通信息进行分类，获得可视信息和紫外通信信息；
19.对所述可视信息进行解码，获得解码后的可视信息，并控制可视信息显示装置显示解码后的可视信息；
20.对所述紫外通信信息进行调制和放大操作，获得紫外信号，并控制紫外通信装置驱动循环发送紫外信号。
21.进一步地，所述紫外信息接收器，包括紫外探测器、放大器、解调器和解码器，紫外探测器用于探测紫外通信装置发送的紫外信号，放大器用于放大所述接收到的紫外信号，解调器用于提取紫外信号中调制的二进制信息，解码器将所述二进制信息解码转化为一般可识别的紫外通信信息。
22.第二方面公开了一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板实现方法，使用上述可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板，包括：
23.道路信息接收器实时接收来自交通管理部门的交通信息，并将所述交通信息传输给信号控制器；
24.信号控制器接收交通信息，针对可视信息显示装置和紫外通信装置对所述交通信息进行分类，获得可视信息和紫外通信信息；
25.对所述可视信息进行解码，获得解码后的可视信息；将解码后的可视信息直接显示在可视信息显示装置上；
26.对所述紫外通信信息进行调制和放大操作，获得紫外信号；由紫外通信装置驱动，循环发射紫外信号；
27.当无人驾驶车辆驶过该可变情报板时，紫外信息接收器捕获所述紫外信号，通过放大、解调和解码获得广播的紫外通信信息，实现信息交互。
28.有益效果：
29.与只配备了可视信息显示装置的可变情报板相比，本技术提供的一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板可主动发送信息给行驶车辆，使车辆不仅能够通过视觉传感
器扫描信息，也可接收实时路况，获得更多的具有时效性的信息，从而使行车计算机做出更完善的判决。由于使用紫外通信，该系统可摆脱天气情况的约束，能够在恶劣天气条件下工作，环境适应能力强，同时，使用阵列而不是单个信号源通信能够有效扩大辐射范围，也能提高信号传输时的稳定性。
附图说明
30.下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
31.图1为本技术提供的一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板的基本结构示意图。
32.图2为本技术提供的一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板的基本应用场景。
具体实施方式
33.下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
34.如图1所示，本技术第一实施例公开一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板1，包括道路信息接收器100、信号控制器200、可视信息显示装置300和紫外通信装置400，同时在所述无人驾驶车辆上安装配套的紫外信息接收器。
35.所述道路信息接收器100，用于接收交通管理部门发送的交通信息，并将所述交通信息发送至信号控制器200；
36.所述信号控制器200，用于接收和处理所述交通信息，控制可视信息显示装置300和紫外通信装置400；
37.所述可视信息显示装置300，用于根据信号控制器200的控制显示文字符号信息；
38.所述紫外通信装置400，用于根据信号控制器200的控制，向所述紫外信息接收器发送紫外信号，所述紫外信号包括当前路况信息；
39.所述紫外信息接收器，用于接收紫外通信装置400发送的紫外信号，实现信息交互。
40.可视信息显示装置300为led显示屏，通过固定螺栓安装在所述可变情报板1面向来车方向的一面。
41.所述紫外通信装置400包括第一紫外通信结构和第二紫外通信结构，所述第一紫外通信结构和第二紫外通信结构均通过总线与信号控制器200连接，所述第一紫外通信结构包括第一面板401和设置在第一面板401上的第一紫外通信阵列402，所述第二紫外通信结构包括第二面板403和设置在第二面板403上的第二紫外通信阵列404；所述当前路况信息包括安全驾驶提示、当前位置与天气环境情况、前方车道事故信息和路段拥堵状况。
42.采用两块紫外通信结构，能够在保证信号定向性和高增益的前提下，扩大信号辐射范围，覆盖情报板前后更广的路面范围，提供更稳定的信号传输连接，减少信号误传、少传等情况。
43.所述第一紫外通信阵列402和第二紫外通信阵列404均包括两个以上的基本发送单元405，所述两个以上的基本发送单元405有序排列构成通信阵列。
44.采用日盲紫外led作为基本发送单元405，日盲紫外led有序排列构成紫外通信阵列。第一紫外通信结构和第二紫外通信结构通过固定螺栓安装在所述可变情报板1的正反两面，其中面向来车方向的第一紫外通信结构嵌套于可视信息显示装置300即led显示屏内。
45.基本发送单元405与紫外信息接收器之间选择波长在200到280nm的日盲区紫外光进行无线通信。相比于其他无线通信方式，紫外光通信具有以下优点：
46.背景噪声低。由于地表附近200nm至280nm波段的紫外光几乎被臭氧层吸收，所以不必担心存在较大的背景噪声。
47.无需精确对准。不同于激光通信需要精确的对准跟踪，紫外光经过空气散射后，对接收端而言信号源不是点源，而是一个“面”，因此可应用于复杂地形。
48.不消耗现有的频谱资源。目前微波通信的发展使现有的频带使用殆尽，而光通信可有效地补充现有的通信方式。
49.道路信息接收器100通过光缆与交通管理部门的信息汇总服务器连接，及时获取包括道路信息和交通管理部门的相关指示信息在内的交通信息。所述交通管理部门的信息汇总服务器属于现有技术，本发明实施例在此不做限定。
50.道路信息接收器100将接受到的交通信息信号传递给信号控制器200，信号控制器200控制可视信息显示装置300和紫外通信装置400包括：
51.针对可视信息显示装置300和紫外通信装置400对所述交通信息进行分类，获得可视信息和紫外通信信息；
52.对所述可视信息进行解码，获得解码后的可视信息，并控制可视信息显示装置300显示解码后的可视信息；
53.对所述紫外通信信息进行调制和放大操作，获得紫外信号，并控制紫外通信装置400的紫外通信阵列驱动循环发送紫外信号。
54.上述部分为所述可变情报板1的主体部分，可变情报板1还包括其他结构，如安装支架，以及主体部分还包括电源系统等，均属于现有技术，本发明实施例在此不做限定。通过固定螺栓将所述可变情报板1的主体部分安装在高于路面一定高度的安装支架上，便于后期维护检修。
55.无人驾驶车辆上固定安装有紫外信息接收器，所述紫外信息接收器包括紫外探测器、放大器、解调器和解码器，紫外探测器用于探测紫外通信装置400发送的紫外信号，放大器用于放大所述紫外信号，解调器用于提取紫外信号中调制的二进制信息，解码器将所述二进制信息解码转化为一般可识别的紫外通信信息。无人驾驶车辆在公路上移动，应用场景如图2所示。
56.本技术第二实施例公开了一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板实现方法，使用上述可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板1，包括：
57.一种可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板1通过道路信息接收器100实时接收来自交通管理部门的信息汇总服务器的交通信息，并传输给信号控制器200。
58.信号控制器200接收到交通信息信号后，针对可视信息显示装置300和紫外通信装置400进行分类，获得可视信息和紫外通信信息。
59.对可视信息显示装置300的可视信息通过解码后直接显示在可视信息显示装置
300的屏幕上。
60.对紫外通信装置400的紫外通信信息，需做调制、放大等操作，最终由紫外通信装置400的紫外通信阵列驱动循环发射紫外信号。
61.当无人驾驶车辆驶过该可变情报板1时，紫外信息接收器捕获紫外信号，通过放大、解调和解码得到广播的紫外通信信息，实现信息交互。
62.本发明提供了可与无人驾驶车辆信息交互的可变情报板及实现方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的具体实施方式，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。