專利名稱：司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種司機闖紅燈防碰緊急預警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代交通車流量不斷增加，因司機不遵守交通法規(guī)闖紅燈而引發(fā)的交通事故經(jīng)常 發(fā)生，預防此類事故，僅靠傳統(tǒng)的行政處罰手段已難以禁絕個別司機的不當違規(guī)行為，特別 是在我國道路交叉路口多，視野狹窄，過路行人無法環(huán)顧左右較遠路況的情況下，缺乏及時 有效地對違章司機闖紅燈時的防碰撞預知手段，加之違章司機的僥幸心理，紅燈亮時強行 加速通過，致使車毀人亡的悲劇時常發(fā)生，無法禁絕。中國專利20082020730. 8 一種防止機動車闖紅燈的裝置，提出的技術(shù)方案是在城 市交通路口的機動車行車線出設(shè)置隨黃燈閃亮而升起和紅燈結(jié)束時而落下的動態(tài)減速帶， 強制司機減速行車；中國專利20081020159. 2 一種防止車輛亂闖紅燈的擋車器的技術(shù)方案 是把一個或多個障礙物理設(shè)于路口的地底，當紅燈亮時障礙物自動升起，阻擋闖紅燈車輛。 以上制止司機闖紅燈的技術(shù)方案屬于主動阻擋系統(tǒng)，適合與城市內(nèi)低車速，窄車道輕型車 輛多的環(huán)境中安裝施工使用，但在郊外多車道，載重車輛重達幾十噸甚至上百噸的現(xiàn)實情 況下，難以實施與奏效。由于以上種種原因，如何主動防范司機闖紅燈時給放行車輛行人帶 來的危險一直未有及時主動有效的預警措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，使用這種系統(tǒng)可以在晝夜24 小時內(nèi)及時發(fā)現(xiàn)闖紅燈違章車輛的前進動向，并及時發(fā)出預警信號，通知過路車輛及行人， 使其盡快采取應對措施，減少與避免碰撞事故的發(fā)生。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實現(xiàn)的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系 統(tǒng)，包括機箱和箱體后面板，計算機信息處理器設(shè)置在機箱內(nèi)，具有輸入端和輸出端，監(jiān)控 攝像機、微波測速雷達氣象綜合傳感器與輸入端相連接，輸出端與預警音響功率模塊、預警 激光發(fā)射控制器和預警信號無線共用分配器相連接，其特征在于預警揚聲器與預警音響 音響報警功率模塊的輸出端相連接，激光器與預警激光發(fā)射控制器的輸出端相連接。所述的監(jiān)視攝像機1、微波雷達測速儀2、計算機儀器處理器3、預警音響功率模塊 5、預警激光發(fā)射控制器6和電源10共同安裝在機箱11內(nèi)，氣象綜合傳感器4安裝在機箱 11的后部上面，激光器7、預警信號無線共用分配器8和箱體固定卡16安裝在箱體11下 端，紅綠燈同步控制信號輸入端12、預警揚聲器接線端13、共同監(jiān)控攝像機輸入端14、電源 輸入線15安裝在箱體11后面板17上并分別引出。所述的監(jiān)控攝像機可以單獨配置也可以與路口原有的違章監(jiān)控攝像機共用。所述的微波測速雷達采用工作頻率在10— 40G內(nèi)的微波雷達測速儀，在100米內(nèi) 距離上具有大于士 10°的波束探測寬度。所述的計算機信息處理器采用嵌入式工業(yè)級主板，數(shù)據(jù)運行速度達到每秒鐘一億
3次。所述的氣象綜合傳感器為24小時探測所處路口濕度、風向風力、雨雪霧等氣象條 件的變化，并將以上參數(shù)綜合輸送給計算機信息處理器，作為判斷車輛闖紅燈時的客觀環(huán) 境影響條件和剎車時摩擦系數(shù)的大小對剎車距離的影響的對比計算綜合參考依據(jù)。所述的預警激光發(fā)射控制器為激光器發(fā)射提供汞電源和發(fā)射角度變換伺服控制， 發(fā)射預警信號的激光器采用發(fā)光波長分別為650nm、532nm，激光功率100-300mw的紅綠激 光器，在夜間發(fā)出預警信號時向地面掃描發(fā)射X或其他形狀的激光預警標識。所述的預警信號無線共用分配器采用編碼電路把預警信號調(diào)制到315MC、433MC 超高頻段輻射出去，被另一對應路口的預警信號無線共用分配器所接收，起到同步發(fā)出提 示預警信號告知放行人員車輛防范闖紅燈車輛帶來的安全隱患。以上各預警單元組成的預警系統(tǒng)四套為一組，分別安裝在交通路口 4個方向的紅 綠燈橫杠上，與紅綠信號燈同步切換工作。本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果給交通路口綠燈放行的行人、車輛及時發(fā)出司機闖紅 燈防碰撞預警信號，使被放行人員車輛提高警惕性，迅速采取保護措施，減少與避免交通事 故的發(fā)生，保障人民生命車輛財產(chǎn)安全。


圖中1是本發(fā)明的系統(tǒng)方框示意圖。圖2本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組合示意圖。圖3本發(fā)明的安裝使用示意圖。圖4是本發(fā)明的預警效果示意圖。圖中，1監(jiān)控攝像機2微波雷達測速儀3計算機信息處理器4氣象綜合傳感器5 預警音響功率模塊6預警激光發(fā)射控制器7激光器8預警信號無線共用分配器9預警 揚聲器10電源11機箱12紅綠燈同步控制信號輸入端13預警揚聲器接線端14共用 監(jiān)控攝像機輸入端15電源輸入線16箱體固定卡17箱體后面板。
具體實施例方式參照圖1，是本發(fā)明的系統(tǒng)方框示意圖。計算機信息處理器3具有輸入端和輸出 端，其中監(jiān)控攝像機1、微波雷達測速儀2和氣象綜合傳感器4與計算機信息處理器3的 輸入端相連接，輸出端與預警音響功率模塊5、預警激光發(fā)射控制器6和預警信號無線共用 分配器8相連接，預警揚聲器9相連接在預警音響音響報警功率模塊5的輸出端，激光器7 連接在預警激光發(fā)射控制器6的輸出端。參照圖2，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組合示意圖。司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，包括機箱 11和箱體后面板17，計算機信息處理器3設(shè)置在機箱11內(nèi)，監(jiān)視攝像機1、微波雷達測速儀 2、計算機儀器處理器3、預警音響功率模塊5、預警激光發(fā)射控制器6和電源10共同安裝在 機箱11內(nèi)，氣象綜合傳感器4安裝在機箱11的后部上面，激光器7、預警信號無線共用分配 器8和箱體固定卡16安裝在箱體11下端，紅綠燈同步控制信號輸入端12、預警揚聲器接線 端13、共同監(jiān)控攝像機輸入端14、電源輸入線15安裝在箱體11后面板17上并分別引出。參照圖3，是本發(fā)明的安裝使用示意圖。本預警系統(tǒng)設(shè)備一套為4部，分別安裝在
4十字路口 4個方向紅綠燈橫桿上面，監(jiān)視攝像機1微波雷達測速儀24小時開機，不間斷監(jiān) 控前方路面交通狀況。參照圖4，是本發(fā)明的預警效果示意圖。預警系統(tǒng)紅綠燈同步控制信號輸入端12 與紅燈電源并接取一電壓信號，當紅燈亮時，+5V電壓加至紅綠燈同步控制信號輸入端12 上面，本機監(jiān)控攝像機1，微波測速雷達2輸入到計算機信號處理器3上的信號接通監(jiān)控路 面車輛，此時計算機信號處理3控制接通預警信號無線共用分配器8的電源處于待機狀態(tài)， 如果這時本路口有強行駛進闖紅燈車輛，安裝在本路口紅綠燈桅桿上的監(jiān)控攝像機1微波 雷達測速儀2監(jiān)測到強闖車輛信息后輸入計算機信息處理器3與存儲信息進行對比分析后 通過預警信號無線共用分配器8向橫向路口預警系統(tǒng)發(fā)出無線預警信號，被安裝在橫向綠 燈放行路口預警系統(tǒng)無線共用分配器7接收，通過計算機信息處理器3向預警音響功率模 塊5預警激光發(fā)射器6發(fā)出報警指令，白天通過預警揚聲器9警笛報警或語音指示向開始 放行的車輛行人發(fā)出告警，夜間啟動預警激光發(fā)射器6激光器7向地面連續(xù)掃描發(fā)射高亮 度紅綠激光告警字符標志，使行人車輛警惕及時采取躲避措施。當本路口預警系統(tǒng)切換到 綠燈放行時，連接在紅燈上的同步信號輸入端口 12斷電，監(jiān)控攝像機、微波雷達測速儀的 輸出信號暫時被機內(nèi)電子開關(guān)切斷無輸出，避免產(chǎn)生誤報。本系統(tǒng)預警條件參數(shù)依據(jù)如下
1、紅燈亮時，紅燈下面停車線車道都被靜止車輛占滿時不報警。2、紅燈亮時，紅燈下面停車線車道大多數(shù)占有靜止車輛，但有一條無靜止車輛占 道線路上有快速移動車輛且(含摩托車)無剎車跡象或在距路口 30米內(nèi)距離車速大于60公 里時發(fā)出預警信號(視綜合計算參數(shù)決定)。3、對探測到的大型、超大型載重車輛闖紅燈時優(yōu)先預警。4、對是否闖紅燈車輛預警判斷的數(shù)據(jù)來源依據(jù)1、有關(guān)汽車剎車距離的技術(shù)指 標，2、司機剎車反映時間S (秒)，3、地面摩擦系數(shù)與氣象條件，4、車輛是否有突然減速剎車 跡象，5、以往的大量參考圖片與資料數(shù)據(jù)的對比分析等五個方面。對前往紅燈路口快速移 動的車輛，測速后信息經(jīng)信息處理器對車輛時速與制動距離的分析判定在前方紅燈路口無 法仃住的車輛進行報警，例如假設(shè)晴天時地面摩擦系數(shù)u為0. 8，車輛時速100公里，剎 車距離約等于30米，80公里時剎車距離22米，司機從發(fā)現(xiàn)紅燈到制動平均要有0. 5—1秒 左右的延遲，100公里時速的車輛秒速約等于30米，各種因素作用下剎車距離會增加到2-3 倍，此時100公里時速的車輛到紅燈路口能夠停住車輛的安全距離是80-100米，時速80公 里的車輛的安全距離是60— 70米。判斷行駛中車輛是否能夠在紅燈前制動仃住的計劃計算方法。剎車距離的計算
車子剎車主要取決于輪胎與地面之間的摩擦力，摩擦力的大小取決于摩擦系數(shù)為U，則 剎車距離s=v*v/2gy (g=9. 8m/s2),由此可見，剎車距離與速度的平方成正比，與摩擦系 數(shù)反比。當摩擦系數(shù)一定時，剎車距離取決與車速，如果車速增加1倍，剎車距離將增大至 4倍。摩擦系數(shù)u與多種因素有關(guān)，晴天時一般值為0. 8左右，雨天可降至0. 2以下，冰 雪路面就更低了，假設(shè)摩擦系數(shù)u為0. 8，則不同的車速，剎車距離如下；
車速(km/h) :20 30 40 50 60 70 80 90 100剎車距離(m) :2. 0 4. 4 7. 9 12. 3 17. 7 24. 1 31. 5 39. 7 49. 2 車速(km/h) 120 150 180 200 250 剎車距離(m):70.9 110.7 159.4 196.8 307.6
行車時，司機從想剎車到踩剎車減速，需0. 5-IS的反應時間不同，按1秒分中的動作 時間計算，剎車距離將增大到如下數(shù)值
車速(km/h) :20 30 40 50 60 70 80 90 100 剎車距離(m) 104. 2 152.4 209.4 252.4 377.0
在雨雪天，地面摩擦系數(shù)降到0. 5-0. 1左右，預警系統(tǒng)將自動根據(jù)氣象綜合傳感器提 供的氣象因素，修正數(shù)據(jù)作為判斷車輛是否會闖紅燈的科學依據(jù)。以上數(shù)據(jù)資料是司機看到紅燈亮起時主動想剎車時的剎車距離，在實際行車中闖 紅燈的司機大多數(shù)是心存僥幸而未剎車減速甚至加油門快速通過，提前采取剎車措施而未 剎住車的情況僅占少數(shù)，那么我們就可以根據(jù)運動車輛的運動速度和是否具有剎車制動快 速減速跡向和該車輛前方是否已有靜止等待放行的車輛等綜合數(shù)據(jù)來判斷該汽車是否在 闖紅燈。預警激光發(fā)射控制器6使用和舞臺激光器相同或類似的帶有伺服電機控制發(fā)射 角度的機械掃描裝置，可根據(jù)編輯時序擺動激光器向地面上前后左右發(fā)出掃描角度在60 度以內(nèi)的χ形或其它形狀的激光警示條紋或字符圖案。為防止激光直接照射到司機或行人 眼內(nèi)造成眩暈與不適，激光器只向紅綠燈桅桿下前行一定角度內(nèi)的行人或車內(nèi)方向進行距 離照射警示。實際使用中大多數(shù)停車線是在紅綠燈前面5-20米范圍以內(nèi)，在夜間使用時同 向激光照射到地面或車輛上時警示效果范圍顯著，而且不會對人造成直視傷害。預警音響功率模塊5驅(qū)動的預警高音揚聲器9安放在紅綠燈桅桿上面，采用2只 高音揚聲器背靠背安裝使用，喇叭口分別對著車道的前后方向發(fā)音，擴大預警復蓋面。
權(quán)利要求
一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，包括機箱(11)和箱體后面板(17)，具有輸入端和輸出端的計算機信息處理器(3)設(shè)置在機箱(11)內(nèi)，監(jiān)控攝像機(1)、微波雷達測速儀(2)、氣象綜合傳感器(4)與輸入端相連接，輸出端與預警音響功率模塊(5)、預警激光發(fā)射控制器(6)和預警信號無線共用分配器(8)相連接，其特征在于預警揚聲器(9)與預警音響報警功率模塊(5)的輸出端相連接，激光器(7)與預警激光發(fā)射控制器(6)的輸出端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 監(jiān)視攝像機(1)、微波雷達測速儀(2)、計算機儀器處理器(3)、預警音響功率模塊(5)、預警 激光發(fā)射控制器(6 )和電源(10 )共同安裝在機箱(11)內(nèi)，氣象綜合傳感器(4 )安裝在機箱 (11)的后部上面，激光器(7)、預警信號無線共用分配器(8)和箱體固定卡(16)安裝在箱體 (11)下端，紅綠燈同步控制信號輸入端(12)、預警揚聲器接線端(13)、共同監(jiān)控攝像機輸 入端(14)、電源輸入線(15)安裝在箱體(11)后面板(17)上并分別引出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 監(jiān)控攝像機(1)可以單獨配置也可以與路口原有的違章監(jiān)控攝像機共用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 微波雷達測速儀(2)采用工作頻率在10—40G，100米距離內(nèi)大于士 10°的波束探測寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 計算機信息處理器(3)采用嵌入式工業(yè)級主板，數(shù)據(jù)運行速度為每秒鐘一億次。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 氣象綜合傳感器(4)為24小時探測所處路口濕度、風向風力、雨雪霧等氣象條件的變化，并 將以上參數(shù)綜合輸送給計算機信息處理器(3 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 預警激光發(fā)射控制器(6)為激光器(7)發(fā)射提供汞電源和發(fā)射角度變換伺服控制，激光器 (7)采用發(fā)光波長分別為650nm、532nm，激光功率100-300mw的紅綠激光器，在夜間發(fā)出預 警信號時向地面掃描發(fā)射X或其他形狀的激光預警標識。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 預警信號無線共用分配器(8)采用編碼電路把預警信號調(diào)制到315MC、433MC超高頻段輻射 出去，被另一對應路口的預警信號無線共用分配器所接收。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，其特征在于所述的 預警系統(tǒng)是四套為一組，分別安裝在交通路口 4個方向的紅綠燈橫杠上，與紅綠信號燈同 步切換工作。
全文摘要
一種司機闖紅燈防碰撞緊急預警系統(tǒng)，包括機箱(11)和箱體后面板(17)，具有輸入端和輸出端的計算機信息處理器(3)設(shè)置在機箱(11)內(nèi)，監(jiān)控攝像機(1)、微波雷達測速儀(2)、氣象綜合傳感器(4)與輸入端相連接，輸出端與預警音響功率模塊(5)、預警激光發(fā)射控制器(6)和預警信號無線共用分配器(8)相連接，其特征在于預警揚聲器(9)與預警音響報警功率模塊(5)的輸出端相連接，激光器(7)與預警激光發(fā)射控制器(6)的輸出端相連接。本發(fā)明給交通路口綠燈放行的行人、車輛及時發(fā)出司機闖紅燈防碰撞預警信號，使被放行人員車輛提高警惕性，迅速采取保護措施，減少與避免交通事故的發(fā)生，保障人民生命車輛財產(chǎn)安全。
文檔編號G08G1/16GK101958056SQ20101052744
公開日2011年1月26日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者張國軍, 張志平 申請人:江蘇萬新光學有限公司;張志平