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CN110629698B - 一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌 - Google Patents

一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，包括多个明暗相间的灯管以及控制电路，所述灯管根据可变限速值确定相邻发光灯管的间距，该间距内的灯管熄灭；当车辆以超过可变限速值的速度经过超速交通标志牌时，驾驶员观察到由发光灯管组成的限速信息图案。本发明利用人眼视觉暂留原理，使超速行驶的驾驶员可以观看到限速信息，提醒驾驶员已超速。而未超速的驾驶员不能观察到限速信息，这类交通标志牌不会对未超速驾驶员造成冗余信息干扰，此外，交通标志标牌可根据道路实际交通流运行情况适配不同限速值。

Description

一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌
技术领域
本发明涉及一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，属于交通标志领域。
背景技术
限速是保障行车安全的重要交通管理手段。目前限速方案主要通过两种方式向驾驶员发布限速信息：首先是通过设置交通标志标牌告知驾驶员路段限速值。目前已有的交通标志标牌设施面向道路上行驶的所有驾驶员发布道路限速值，在一些特定路段(例如公路隧道)，限速标志布设数量较少，对超速驾驶员提醒力度不足，而过多的限速标志又容易对未超速驾驶员产生冗余信息干扰(特别是对于可变限速方案)。第二种方式是通过车辆安装的导航设备向驾驶员发布限速及超速信息。此方式受GPS信号及驾驶员个人打开设备意愿的影响较大。
发明内容
发明目的：本发明提出一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，当车速超过可变限速值时提醒驾驶员超速，并且不会对未超速驾驶员产生冗余信息干扰。
技术方案：本发明采用的技术方案为一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，包括多个明暗相间的灯管以及控制电路，所述灯管根据可变限速值确定相邻发光灯管的间距，该间距内的灯管熄灭；当车辆以超过可变限速值的速度行驶时，驾驶员观察到由发光灯管组成的限速信息图案。
所述可变限速值由限速优化模型得出。
所述限速优化模型根据实时采集的路段交通量、道路占有率和车辆的平均速度求解得到可变限速值，具体地：
当交通量小于等于1600pcu/h时，根据占有率选择可变限速值；若此时占有率小于等于15％，则可变限速值选定100km/h；而如果占有率大于15％，则需要再根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i)平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii)平均速度大于80km/h且小于等于90km/h，可变限速值选定90km/h；
iii)平均速度小于等于80km/h，可变限速值选定80km/h；
当交通量大于1600pcu/h时，根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i)平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii)平均速度大于80km/h且小于等于90km/h，可变限速值选定90km/h；
iii)平均速度小于等于80km/h，可变限速值选定80km/h。
所述灯管为LED灯管。
所述LED灯管最外层为灯罩，灯罩内设有发光体，发光体位于LED灯管内背光面中间位置，两侧各有一块反光片。
所述反光片均与灯罩背光面成12度夹角。
所述灯管在水平方向上改变角度。
所述相邻发光灯管的间距通过以下公式计算得出：
上式中d为两发光灯管间距，v为限速值。
有益效果：本发明利用人眼视觉暂留原理，使超速行驶的驾驶员可以观看到限速信息，提醒驾驶员已超速。而未超速的驾驶员不能观察到限速信息，这类交通标志牌不会对未超速驾驶员造成冗余信息干扰，此外，交通标志标牌可根据道路实际交通流运行情况适配不同限速值。本发明尤其适合隧道等光线照明较弱的行车环境。
附图说明
图1为本发明LED灯管的剖面图；
图2为本发明超速交通标志牌的结构示意图；
图3为限速优化模型示意图；
图4为可变限速值为80km/h时超速交通标志牌铺设示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本实施例包括多个LED灯管和控制电路。每个LED灯管剖面图如图1所示，LED灯管最外层为灯罩1，灯罩内设有发光体2。灯管位于灯管内背光面中间位置，两侧各有一块反光片3，反光片3均与灯罩背光面成12度夹角。反光片3将灯罩1内散射光线反射为平行光。
如图2所示，所有的LED灯管依次相邻平铺成一个平面，每个LED灯管均可以在水平方向上改变角度。LED灯管底部设有控制电路4，用于控制相应的灯管的点亮与熄灭。通过交管系统获取实时交通流状态，再根据限速优化模型求解可变限速值并输入预定程序中，控制电路4通过预定程序对灯管的点亮与熄灭进行控制。
限速优化模型根据实时采集的路段交通量、道路占有率和车辆的平均速度求解得到可变限速值，具体求解过程如图3所示。
当交通量小于等于1600pcu/h时，根据占有率选择可变限速值。若此时占有率小于等于15％，则可变限速值选定100km/h。而如果占有率大于15％，则需要再根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i)平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii)平均速度大于80km/h且小于等于90km/h，可变限速值选定90km/h；
iii)平均速度小于等于80km/h，可变限速值选定80km/h。
当交通量大于1600pcu/h时，根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i)平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii)平均速度大于80km/h且小于等于90km/h，可变限速值选定90km/h；
iii)平均速度小于等于80km/h，可变限速值选定80km/h。
在图2中部分LED灯管点亮，但是相邻发光的LED灯管之间的若干个LED灯管仍然熄灭。相邻发光LED灯管之间的间距通过以下公式计算得出：
上式中d为两发光灯管间距，v为限速值(m/s)。
最后按照上述计算出来的两发光灯管间距来铺设超速交通标志牌。
接下来给出一个算例，交通标志牌包括了20幅图像，道路可变限速值为80km/h，利用上式计算得出相邻发光LED灯管的间距为0.4m。根据LED灯管宽度0.1m，得出需要熄灭3根LED灯管，具体的铺设方式如图4所示。利用“视觉暂留”原理，当超速预警提示标志牌进入驾驶员的行驶视野和视力范围内，每一个发光LED灯管的图像在司机的视网膜中都暂留一段时间，并且多幅图像最终形成一幅连续完整的限速交通标志牌图像。而如果车辆速度未达到限速值，则驾驶员不能观察到限速信息的图像，避免了冗余信息的干扰。

Claims (5)

1.一种基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，其特征在于：包括多个明暗相间的灯管以及控制电路，所述灯管根据可变限速值确定相邻发光灯管的间距，该间距内的灯管熄灭；当车辆以超过可变限速值的速度行驶时，驾驶员观察到由发光灯管组成的限速信息图案；
所述可变限速值由限速优化模型得出；
所述限速优化模型根据实时采集的路段交通量、道路占有率和车辆的平均速度求解得到可变限速值，具体地：
当交通量小于等于1600pcu/h时，根据占有率选择可变限速值；若此时占有率小于等于15%，则可变限速值选定100km/h；而如果占有率大于15%，则需要再根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i）平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii）平均速度大于80 km/h且小于等于90 km/h，可变限速值选定90 km/h；
iii）平均速度小于等于80 km/h，可变限速值选定80 km/h；
当交通量大于1600pcu/h时，根据平均速度选择可变限速值，具体地：
i）平均速度大于90km/h，可变限速值选定100km/h；
ii）平均速度大于80 km/h且小于等于90 km/h，可变限速值选定90 km/h；
iii）平均速度小于等于80 km/h，可变限速值选定80 km/h；
所述相邻发光灯管的间距通过以下公式计算得出：
，
上式中d为两发光灯管间距，v为限速值。
2.根据权利要求1所述的基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，其特征在于：所述灯管为LED灯管。
3.根据权利要求2所述的基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，其特征在于：所述LED灯管最外层为灯罩（1），灯罩（1）内设有发光体（2），发光体（2）位于LED灯管内背光面中间位置，两侧各有一块反光片（3）。
4.根据权利要求3所述的基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，其特征在于：所述反光片（3）均与灯罩（1）背光面成12度夹角。
5.根据权利要求1所述的基于视觉暂留原理的超速预警提示交通标志牌，其特征在于：所述灯管在水平方向上改变角度。
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