一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法及系統的製作方法
2023-11-11 07:33:47 1
一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於信息【技術領域】，公開了一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法，包括1）控制中心廣播發送其所在路口的中心坐標、信號燈相對於路口中心的方位信息、信號燈類型信息、及信號燈即時狀態信息；2）車載終端接收控制中心發出的信號，並根據信號中的路口的中心坐標確定該路口在顯示屏所顯示的地圖中的位置，並在地圖中該路口所在位置，按信號燈類型及相對於路口中心的方位，顯示錶徵該路口信號燈即時狀態的圖標。本發明通過在終端地圖中相應路口處顯示該路口的信號燈即時狀態圖形的方式，將路口信號燈狀態信息傳遞給終端使用者。以便於使用者提前變更行車計劃。
【專利說明】一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於信息【技術領域】，涉及道路交通狀態信息遠傳顯示技術，尤其涉及交通狀態信息接收與統計處理，及車輛終端對交通狀態信息的接收與顯示，本發明的推廣和應用，有利於提高道路交通運行的有效性和行車安全性。
【背景技術】
[0002]隨著社會產能的增加，私家車的數量逐年的攀升，為控制車輛有序的在道路上的行駛，在各個路口設立信號燈指揮交通，能夠有效的改善交通擁擠的狀態。
[0003]目前使用的公路交通信號燈信號控制系統，常用綠、黃、紅三色和帶方向性箭頭圖案的信號燈指揮車輛通行。一般每路口設置一個信號燈控制裝置，或通過網絡實現對每個信號燈工作狀態的控制。同一路口各個方向信號燈分色或分標識的指示時間長短，多由固定時序規律的邏輯控制裝置設定，也有利用地面設置感應線圈檢測車流量、行人手控開關輸入獲得路口人流量、網絡化車流視頻信號處理判定車流量等方法，實現按車流、人流需要的信號燈自適應控制。
[0004]上述信號燈系統，在規範人車有序行進和疏導交通方面發揮重要作用的前提，是信號燈必須清晰可視，但在大雨或濃霧氣候、強烈日光照射下寬闊的路口、樹木或前方車輛阻擋信號燈等情況下，信號燈指揮引導交通的作用將大打折扣，因此違反交通規則，引發交通事故的概率很高。一個理想的解決問題的方法，是將信號燈系統引入汽車駕駛室，將前方和交叉路口不同方位的信號燈狀態讓駕駛員一目了然。而且，提前預知路口信號燈狀態還有利於駕駛員提前選擇直行或轉彎，以更有效率地到達目的地。
[0005]在現有的設計中存在能夠將路口的信號燈指示情況進行引入到駕駛室內的相關設計，其目的是將車輛前方路口的信號燈中面向車輛的一組信號燈的狀態提供給駕駛員，但是，其設計中只涉及了對於車輛行駛方向的確定，以識別一個路口多組信號燈中，哪一組是面對車輛的，卻沒有給出如何辨別來自不同路口的信號。因此在現有設計中，當車輛同時接收到來自兩個以上路口的信號時，無法識別哪一個路口是車輛行駛前方的路口。如何識別來自於多個路口的信號中哪一個是車輛行駛前方的路口的信號，是實現信號燈引入駕駛室所面臨的一個難題。
[0006]此外，一個路口的信號燈至少有三組(T形字路口)一般為四組(十字路口)，對於行駛中的車輛而言，其即將通過的路口所包含的幾組信號燈中，只有一組信號燈的狀態對其有參考作用，現有技術中基於車輛移動方向和信號燈方位角來選擇與車輛行駛方向相同的一組信號燈顯示給駕駛員的方法，存有一個嚴重缺陷，即當車輛與路口之間存在一段彎路時，例如直角彎，那麼，該方法則會錯誤將相臨的另一組信號燈顯示給駕駛員，然而實現道路情況複雜多變，現有技術所在存的這一缺陷使得該方法並不適用於實際應用。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是針對上述技術現狀，設計一種服務於駕駛員，進而提高道路利用率充分發揮道路資源的路口交通狀態信息收發系統。
[0008]為實現上述目的，本發明首先提出一種基於坐標的路口信號燈狀態提示方法，包括如下步驟:
1)控制中心(信號採集發送裝置)廣播發送其所在路口的中心坐標、信號燈相對於路口中心的方位信息、信號燈類型信息、及信號燈即時狀態信息；
2)車載終端接收控制中心發出的信號，並根據信號中的路口的中心坐標確定該路口在顯示屏所顯示的地圖中的位置，並在地圖中該路口所在位置，按信號燈類型及相對於路口中心的方位，顯示錶徵該路口信號燈即時狀態的圖標。
[0009]所述方位信息、信號燈類型信息、及信號燈即時狀態信息在信號中以編碼形式存在。
[0010]所述信號燈類型信息用於車載終端識別信號燈類型，以調取相應的圖標，信號燈的類型包括:無方向指示紅綠燈、左轉指示燈、調頭指示燈、直行指示燈、右轉指示燈、時間指示燈、文字提示燈七種。
[0011]本發明上述方案通過在終端地圖中相應路口處顯示該路口的信號燈即時狀態圖形的方式，將路口信號燈狀態信息傳遞給終端使用者。該方案針對信號燈引入駕駛室所面臨的路口識別難題，一改如何實現路口識別的慣常思維，突破性地提出一種不需要路口識別的信號燈提示方案。採用該方案，當車載終端同時接收到多個路口的信號時，只需按照上述方法逐一將信號狀態顯示到地圖上即可，不需要對不同路口進行辨別，該方案不僅簡單易於實現，其基於地圖的信號燈提示方式也更為直觀明了。其於本方案，終端使用者一般可以觀察到地圖中多個路口的信號燈狀態，便於使用者提前變更行車計劃。
[0012]另外，本發明上述方案也很好地避免了現有技術中從同一路口多組信號燈中篩選與車輛行駛方向相同的一組信號燈的方法所存在的嚴重缺陷。
[0013]在上述方法中，所述控制中心可以是獨立於路口交通信號機的一種裝置，其與路口交通信號機通過通訊接口連接，控制中心按固定頻率從路口交通信號機採集與本路口信號燈即時狀態對應的信號。
[0014]基於此，本發明提出第一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，
包括設置於路口的控制中心和設置於車輛內的車載終端，
所述控制中心包括，
與路口交通信號機連接的信號採集處理模塊，用於從交通信號控制裝置採集對應路口信號燈即時狀態的信號，然後生成包含有與信號燈即時狀態對應的信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的數據包，並將數據包發送給信號廣播摸塊；
用於存儲程序代碼，及路口信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的存儲模塊；
用於廣播發送來自於信號採集處理模塊的數據包的信號廣播模塊，
用於為各用電模塊提供電源的電源模塊。
[0015]所述車載終端包括，信號接收模塊、終端處理模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊、顯示屏、以及為各用電模塊供電源的電源模塊，所述接收模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊分別與終端處理模塊連接，所述顯示驅動模塊連接顯示屏； 所述信號接收模塊接收控制中心廣播的數據包；
所述終端處理模塊，調取存儲模塊中的地圖數據，通過顯示驅動模塊在顯示屏中顯示一塊地圖區域，
所述終端處理模塊，解析信號接收模塊所接收的數據包，提取數據包中的路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼、信號燈狀態編碼，根據路口中心坐標及信號燈方位確定信號燈的坐標，將信號燈坐標與屏幕顯示的地圖區域進行匹配，確定信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置，從存儲模塊中調取與信號燈類型和狀態對應的提示圖標並輸出到顯示屏，在該信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置處顯示。
[0016]上述第一種提示系統中，所述交通信號控制裝置泛指現有設置於路口的各種用於控制路口信號燈按設定規則亮滅的信號燈控制裝置，一般由單片機系統配合與信號燈相連的信號燈驅動電路(一般採用串行接口電路)構成，通過向路口各信號燈輸出燈示控制信號實現對信號燈的控制。該方案在結合現有交通信號控制裝置基礎上，加裝控制中心實現其功能，充分利用路口交通信號機，不需要對其進行改造，
所述控制中心也可以是在現有的路口交通信號機的基礎上通過增加信息處理及發送功能改造形成，控制中心一方面向路口的信號燈發出控制信號，一方面將控制信號轉換成相應信號燈的即時狀態信息。
[0017]基於此，本發明提出第二種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，
包括設置於路口的控制中心和設置於車輛內的車載終端，
所述控制中心包括，
信號採集處理模塊，通過信號燈驅動電路向路口的信號燈輸出燈示控制信號，生成包含有與輸出的燈示控制信號對應的信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的數據包，並將數據包發送給信號廣播摸塊；
用於存儲程序代碼，及路口信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的存儲模塊；
用於廣播發送來自於信號採集處理模塊的數據包的信號廣播模塊，
用於為各用電模塊提供電源的電源模塊。
[0018]所述車載終端包括，信號接收模塊、終端處理模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊、顯示屏、以及為各用電模塊供電源的電源模塊，所述接收模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊分別與終端處理模塊連接，所述顯示驅動模塊連接顯示屏；
所述信號接收模塊接收控制中心廣播的數據包；
所述終端處理模塊，調取存儲模塊中的地圖數據，通過顯示驅動模塊在顯示屏中顯示一塊地圖區域，
所述終端處理模塊，解析信號接收模塊所接收的數據包，提取數據包中的路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼、信號燈狀態編碼，根據路口中心坐標及信號燈方位確定信號燈的坐標，將信號燈坐標與屏幕顯示的地圖區域進行匹配，確定信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置，從存儲模塊中調取與信號燈類型和狀態對應的提示圖標並輸出到顯示屏，在該信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置處顯示。
[0019]上述第二種系統，將路口信號燈控制功能與信號狀態即時提示功能整合在同一裝置中，由同一個處理核心完成路口信號燈的控制和數據包生成輸出，成本相對第一種系統更低。
[0020]上述兩種系統中，所述車載終端還可以包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊生成車輛當前GPS坐標，所述終端處理模塊將車輛當前GPS坐標與屏幕顯示的地圖區域進行匹配，確定車輛在屏幕顯示的地圖區域中的位置，並在該位置處顯示指示車輛位置的圖標。
[0021]屏幕顯示的地圖區域可以由用戶選擇，在用戶不選擇的情況下，可以默認顯示包含車輛當前GPS坐標的一塊地圖區域，即所述終端處理模塊，調取存儲模塊中的地圖數據，通過顯示驅動模塊在顯示屏中顯示包含車輛當前GPS坐標的一塊地圖區域。
[0022]地圖在顯示屏上的顯示以車輛行駛方向為上，地圖中車輛當前GPS坐標對應的位置位於屏幕所顯示的地圖區域的底部。這樣可以將更多的顯示部分用於顯示車輛前方的道路及路口的交通信號狀態。
[0023]現有路口信號燈中，一個方向指示燈由紅、綠兩個LED燈或者紅、黃、綠三個LED燈組成，本發明所述的信號燈是將兩者或三者作為一個整體，稱為一個信號燈或指示燈，兩種或三種顏色的LED燈的亮滅，被視為一個信號燈的顏色變化。因此對於無方向指示紅綠燈和其它方向指示燈來說，本發明所述的即時狀態，是指當前該信號燈的顏色，包括紅、綠、灰，或紅、黃、綠、灰，其中灰是指所有該信號燈中的所有LED燈都不亮。時間指示燈一般由兩個數碼管組成，每個數碼管由七個/組LED燈組成，時間顯示由七個/組LED燈按規則亮滅實現，本發明所述信號燈將兩個數碼管作為一個整體，數碼管的LED燈的亮滅被視數碼管數字的變化，因此對於時間指示燈來說，本發明所述的即時狀態，是指當前數碼管所顯示的數字。同理，對於文字提示燈來說，本發明所述的即時狀態，是指當前LED屏所顯示的漢字。
[0024]上述兩種系統的控制中心可以為用戶提供系統配置功能，以提高控制中心的通用性，在路口安裝控制中心時，根據路口的交通信號燈的設置情況，在控制中心設置本路口的中心坐標、交通信號燈組數(十字路口一般四組，T字路口一般三組)、各組信號燈相對於路口中心的方位角或者和距離路口中心的距離、每組信號燈中指示燈的數量、各指示燈的類型，用戶設置的信息以編碼形式存在控制中心的存儲模塊中。
[0025]為了使車載終端在其顯示屏上按路口指示燈的實際左右順序排列顯示一組信號燈中的各指示燈，在設置過程中，可以對每組信號燈中的各信號燈按左右順序依次編號，控制中心獲取各信號燈狀態信息後，可以分兩種處理方式，
其一，將表徵信號燈狀態的編碼按從左到右或從右到左的順度依次寫入數據段中(數據包中，不同類編碼分段存在)。車載終端在顯示該組各信號燈的狀態圖標時，依據讀取數據的順序由左到右或由右到左排列顯示。
[0026]其二，控制中心生成數據包時，在每個指示燈的狀態編碼中加入序號編碼，車載終端讀取指示燈的狀態編碼時，先驗證其序號，然後在地圖上按順號，從左到右或從右到左排列顯示各信號燈的狀態圖標。
[0027]在上述方法及系統中，方位信息的作用包括:
一、用於確定在地圖上顯示該組信號燈圖標的位置，和傾斜角度(一組信號燈的幾個信號燈圖標排成一橫排，該一橫排圖標在地圖中的傾斜角度)，
二、用於識別車輛前方最近路口中哪一組信號燈正對車輛。
[0028]確定信號燈圖標在地圖中的顯不位置，可以有兩種方式，第一種是直角坐標定位方式，採用這種方式的，控制中心在生成數據包時，可以將信號燈的絕對地理坐標作為方位信息發出，車載終端將信號燈的絕對地理坐標與地圖數據進行匹配，確定地圖中用於顯示信號燈圖標的位置。
[0029]第二種是極坐標定位方式。[0030]鑑於採用第一種方式時，車載終端從控制中心接收到的是路口中心坐標和信號燈的坐標，需通過進一步計算信號燈坐標到路口中心坐標之間連線的傾角，以確定信號燈圖標的傾斜角度，運算量較大，故本發明優選第二種方式。
[0031]採用第二種定位方式時，需要一個角度值和一長度值，分別為信號燈相對於路口中心的方位角和信號燈到路口中心的距離。
[0032]由於現實中路口的形狀各不相同，不同路口的各組信號燈相對於路口中心的方位亦不一致，所以在車載終端的地圖數據中預設各個路口的各組信號燈的方位角難度過大。因此，為了確保信號燈圖標在終端地圖中的顯示方位與在路口的實際方位相同，以使終端用戶能正確識別地圖中每組信號燈圖標對應接入路口的哪條道路，並正確識別左轉指示燈、右轉指示燈，角度值適宜由控制中心，由控制中心發出的方位信息中至少應包括該組信號燈相對於路口中心的方位角，
當然，信號燈到路口中心的距離也可以包含在方位信息中，由控制中心隨數據包發出。但是，考慮到，當信號燈在地圖上顯示的位置偏差不大時，一般不影響信號燈提示效果，因此，為了減少數據傳輸量，本發明優選控制中心內預設的方位信息不包括該組信號燈到路口中心的距離，在這種方案下，車載終端可以依據該組信號燈的方位角及一個固定距離來確定在地圖中顯示該組信號燈的位置，如距離路口中心實際距離L處，綜合分析各種路口寬度，其中L可以取值8-20米。
[0033]如考慮到因路口寬窄差異，通過固定距離確定信號燈顯示位置可能影響信號燈顯示的外觀效果的問題(比如路口很窄，信號燈圖標顯示到路口邊上的建築物上)，為達到一個更好的外觀效果，可以將路口按寬窄做一個分級，例如寬35米以上的為特級路口，以參數(編碼)0表示，對應特級路口的固定距離為L=20米，寬25-35米的路口為一級路口，以參數(編碼)I表示，對應的固定距離為L=15米，寬15-25米的為二級路口，以參數(編碼)2表示，對應的固定距離為L=IO米。在控制中心設置本路口信號燈各種參數時，同時設定該路口的寬窄級別參數，該參數由控制中心隨數據包一起廣播發出。車載終端在處理接收自控制中心的數據包時，根據路口寬窄級別編碼，選擇相應的固定距離，來確定每組信號燈在地圖中的顯示位置。
[0034]圖標在地圖中的顯示方法如下:
圖標顯示在距路口中心坐標距離Ls處，圖標大小及距路口中心坐標的距離Ls同比例縮放，圖標縮小到低於門檻值時，如小於1-5個像素時，不再調取圖標顯示。
[0035]判斷地圖顯示比例1/X，根據顯示比例調取對應大小的圖標，並根據Ls=L.1/X計算圖標距路口中心的顯示距離，其中L為信號燈到路口中心的實際距離或固定距離，取值8^20m,並設定L顯的門檻值，當L^j、於門檻值時，不再調取圖標顯示。
[0036]以前述路口寬窄分級的方案為例，假設當前地圖顯示比例為1:100，根據
Ls=L.1/100,則二級路口的信號燈圖標的顯示位置為距離路口中心坐標點IOcm處，而特級路口的信號燈圖標的顯示位置為距離路口中心坐標點20cm處。[0037]設LsH檻值為1.2cm，則當顯示比例為1:1000時，二級路口的信號燈圖標不再地圖上顯示，特級路口的信號燈圖標顯示位置為距離路口中心坐標點2cm處。
[0038]從方位信息的作用可知,對於一組信號燈而言，可以為該組信號燈中的每一個信號燈配備一個方位信息，也可以以組為單位，為一組信號燈配備一個方位信息，車載終端根據一組信號燈的方位在地圖中確定一個顯示位置，以此顯示位置為中心，將該組信號燈的各圖標橫向排列成一排即可。因此，在上述方法和系統中，所述信號燈的方位信息可以是指該信號燈自身相對於路口中心的方位，也可以是該信號燈所在組相對於路口中心的方位信肩、O
[0039]為了終端用戶準確識別左轉指示燈、右轉指示燈，優選同一組信息燈的各圖標的排列方向與信號燈到路口中心的連線垂直，即使不完全垂直，至少偏差要小於90度。
[0040]當選擇以組為單位為信號燈配備方向信息時，本發明前述提示方法可具體為如下兩種。
[0041]第一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法，包括如下步驟:
O設置於路口的控制中心按固定頻率採集本路口各組信號燈的即時狀態信息；
2)控制中心將當前採集到的信號燈狀態信息與預存的各信號燈的類型信息、各組信號燈相對於路口中心的方位信息、及本路口的中心坐標一併以數據包的形式廣播發出；
3)設置於車輛內的車載終端在顯示屏上顯示包含本車輛當前地理坐標的一塊地圖區域，收發終端接收到控制中心廣播的信號燈即時狀態信息後，將中心坐標位於當前所顯示的地圖區域內的路口的各組信號燈的即時狀態以圖形的方式按照其相對於路口中心的方位顯示到顯示屏上。
[0042]第二種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法，包括如下步驟:
1)設置於路口的控制中心向路口的信號燈輸出燈示控制信號，並按固定頻率生成與當前輸出的燈示控制信號對應的信號燈狀態信息；
2)控制中心將當前生成的的信號燈狀態信息與各信號燈的類型信息、各組信號燈相對於路口中心的方位信息、及本路口的中心坐標一併以數據包的形式廣播發出；
3)設置於車輛內的車載終端在顯示屏上顯示包含本車輛當前地理坐標的一塊地圖區域，收發終端接收到控制中心廣播的信號燈即時狀態信息後，將中心坐標位於當前所顯示的地圖區域內的路口的各組信號燈的即時狀態以圖形的方式按照其相對於路口中心的方位顯示到顯示屏上。
[0043]時間指示燈即倒計時讀秒，一般與方向指示燈相互關聯，對倒計時信息的處理可以有以下幾種處理方式，本發明優選第三種處理方式。
[0044]其一，放棄倒計時信息，控制中心僅採集各方向指示燈的狀態信息，車載終端用戶僅能看到前方路口的紅綠燈狀態，看不到倒計時信號。
[0045]其二，對一組信號燈中的各信號燈的數據信息，進一步分組編碼，將倒計時信息與對應的信號燈的其它信息編排入同一組。控制終端在讀取該信號燈的信息時，驗證其是否包括倒計時信息，對存在倒計時信息的，調取表徵該信號燈狀態的圖標的同時，還調取倒計時數字顯示框。
[0046]其三，將倒計時指示燈看做一個信號燈，每一個信號燈相關的編碼包括類型、和狀態兩種。其中類型編碼用於標識該燈的指向性或是否為倒計時時或文字顯示LED屏，比如，類型編碼為O的代表該燈無方向性，1-4分別代表左轉、直行、右轉、調頭，5代表該燈為倒計時指示燈，6代表該燈為文字顯示LED屏，車載終端根據不同類型編碼調取不同類型的圖標，再根據狀態編碼，選擇圖標的顏色，或倒計時的顯示數字，或文字框顯示的文字。
[0047]車載終端根據類型編碼識別信號燈類型，對於帶有方向指示的信號燈，如左轉指示燈、右轉指示燈、直行指示燈、調頭指示燈，調用具有相應方向指示效果的圖標顯示。圖標顏色按信號燈實際紅綠狀態選擇；
對於不帶方向指示的信號燈，可以以不具有方向性的圖標顯示，也可以調用三個帶有方向性的圖標，分別為左轉指示圖標、直行指示圖標、右轉指示圖標，其中，右轉指示圖標始終調用綠色圖標，左轉指示圖標與直行指示圖標按信號燈實際紅綠狀態調用相同顏色的圖標。
[0048]作為對上述兩種系統的一種改進，所述顯示屏的顯示區域包括用於顯示地圖的地圖顯示區和與地圖顯示區相獨立的信號燈顯示區。
[0049]車載終端提取車輛當前所在道路前方最近路口中方位與車輛駛入該路口的方向相同的信號一組信號燈的當前狀態，以圖形的方式顯示在屏幕上的信號燈顯示區。
[0050]車載終端確定所在道路前方最近路口的方法有很多種，本發明下面提供一種準確率最聞的基於路徑的路口識別方法。
[0051]在數字地圖的地圖數據中，包含有每條可識別的道路的路徑，該路徑以等間距的大量坐標點組成，路徑的兩端分別對應兩個節點坐標，該節點坐標即為該道路兩端的兩個路口的中心坐標。其餘非節點坐標則為組成路徑的普通路徑坐標。要識別車輛前方最近路口，只要先確定車輛當前所在道路，及車輛的在道路上的行駛方向，然後提取與行駛方向相對應的一端的節點坐標即可。具體包括如下步驟:
1)車載終端將地圖數據中路徑坐標與車輛當前GPS定位坐標進行匹配，確定最接近的一個路徑坐標，判斷該路徑坐標所在路徑；
2)根據車輛前後兩次GPS定位坐標計算獲得車輛行駛方向；
3)選擇路徑中車輛行駛前方的節點，將該節點坐標作為車輛當前所在道路前方路近路口的中心坐標。
[0052]經上述方法確定車輛當前所在道路前方路近路口後，可以通過如下方法確定車輛駛入該路口的方向:
1)提取所述路徑中與車輛行駛前方節點坐標相臨的路徑坐標作為參照坐標
2)計算車輛行駛前方節點相對於參照坐標的方位角，將該方位角作為車輛駛入路口的方向。
[0053]本發明的有益效果總體體現在:
本發明通過在各路口設置用於廣播發送各路口信號燈狀態信息的控制中心，將車輛附近的路口信號燈狀態引入駕駛室，使駕駛人員可以在屏上直接看到，附近路口的信號燈狀態，以提前做好規範行車準備，或及時調整行駛規劃。通過路口中心坐標與地圖匹配的方法，在地圖上顯示信號燈狀態，相對更為直觀，而且免除了多個路口選擇判斷過程，方法更為簡單。多個路口信號燈狀態，同時顯示，信息量大，參考價值高。
[0054]本發明基於數字地圖及GPS坐標對路口信號燈狀態進行屏幕顯示，可方便基於現有導航軟體進行開發，並充分利用現有導航地圖數據，及導航定位及路徑識別技術。系統實現難度低，開發工作量小。
[0055]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0056]圖1 一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統硬體結構示意圖。
[0057]圖2控制中心的工作流程圖。
[0058]圖3車載終端的工作流程圖。
[0059]圖4控制終端的電源模塊原理圖。
[0060]圖5控制終端的信號處理模塊的原理圖。
[0061]圖6控制終端的信號廣播模塊原理圖。
[0062]圖7車載終端的電源模塊原理圖。
[0063]圖8車載終端的信號處理模塊的原理圖。
[0064]圖9車載終端的DGPS模塊原理圖。
[0065]圖10車載終端的信號接收模塊原理圖。
[0066]圖11面板設計圖例。
[0067]圖12改進形面板設計圖例。
[0068]
【具體實施方式】
[0069]以下參照附圖，結合【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0070]圖1為信號燈工作狀態編碼的一種約定形式，而編碼方案說明信號燈模式編碼3bit、信號燈指示狀態2bit編碼和倒計時編碼6bit。路口信號燈的數量決定了編碼串的數量。
[0071](a)信號燈類型:3bit。含紅綠燈、右轉、左轉、直行、掉頭、禁行等。
[0072](b)信號燈指示模式:2bit。含紅燈、黃燈、綠燈、無燈等。
[0073](c)信號燈倒計時6bit。含O?59六十個整數數字。
[0074](d)信號傳送效驗碼:2bit。實現奇偶校驗。
[0075](e)而信號燈編碼按路口數量分別發送，由第一組編碼中路口數量進行校驗。兩組編碼每數位變化，都要立即重新發送該組編碼。
[0076]圖3為一種基於經緯坐標的路口信號燈狀態即時提示方法硬體構成原理圖，包括與已有路口交通信號機輸出埠連接的控制中心1，和安裝於車上的車載終端2。
[0077]所述的控制中心I安放於路口交通信號機裝置旁，包括信號廣播模塊11和信息採集處理模塊12。
[0078]基於第一種方案採樣線路直接和路口的信號燈相連，此時控制中心讀取的是該燈引腳上的電平信號。通過事先設定的取樣優先級，例如將控制中心最近的一個信號燈設置為優先級1，依次按照逆時針的順序進行優先級為2，3，4....優先級的個數由路口數量決定。接著按照從左往右或者從右往左的順序依次對每個信號燈的小燈進行取樣，讀取其中的每個小燈的亮滅情況，獲得一組信息並將其存入存儲模塊，其信息因類似為如下:(類似這樣的編碼條個數依路口數量而定)
【權利要求】
1.一種基於坐標的路口信號燈狀態提示方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)控制中心廣播發送其所在路口的中心坐標、信號燈相對於路口中心的方位信息、信號燈類型信息、及信號燈即時狀態信息； 2)車載終端接收控制中心發出的信號，並根據信號中的路口的中心坐標確定該路口在顯示屏所顯示的地圖中的位置，並在地圖中該路口所在位置，按信號燈類型及相對於路口中心的方位，顯示錶徵該路口信號燈即時狀態的圖標。
2.根據權利要求1所述的基於坐標的路口信號燈狀態提示方法，其特徵在於，所述方位信息、信號燈類型信息、及信號燈即時狀態信息在信號中以編碼形式存在；所述信號燈類型包括:無方向指示紅綠燈、左轉指示燈、調頭指示燈、直行指示燈、右轉指示燈、時間指示燈、文字提示燈七種。
3.根據權利要求1所述的基於坐標的路口信號燈狀態提示方法，其特徵在於，所述圖標顯示在距路口中心坐標距離Ls處，圖標大小及距路口中心坐標的距離Ls與地圖同比例縮放，圖標縮小到低於門檻值時，不再調取圖標顯示； 判斷地圖顯示比例1/X，根據顯示比例調取對應大小的圖標，並根據Ls=L.1/X計算圖標距路口中心的顯示距離，其中L為信號燈到路口中心的實際距離或固定距離，並設定L顯的門檻值，當Ls小於門檻值時，不再調取圖標顯示。
4.一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，其特徵在於，包括設置於路口的控制中心和設置於車輛內的車載終端， 所述控制中心包括: 與路口交通信號機連接的信號採集處理模塊，用於從交通信號控制裝置採集對應路口信號燈即時狀態的信號，然後 生成包含有與信號燈即時狀態對應的信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的數據包，並將數據包發送給信號廣播摸塊； 用於存儲程序代碼，及路口信號燈狀態編碼，以及路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼的存儲模塊； 用於廣播發送來自於信號採集處理模塊的數據包的信號廣播模塊； 用於為各用電模塊提供電源的電源模塊； 所述車載終端包括信號接收模塊、終端處理模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊、顯示屏、以及為各用電模塊供電源的電源模塊，所述接收模塊、存儲模塊、顯示驅動模塊分別與終端處理模塊連接，所述顯示驅動模塊連接顯示屏； 所述信號接收模塊接收控制中心廣播的數據包； 所述終端處理模塊，調取存儲模塊中的地圖數據，通過顯示驅動模塊在顯示屏中顯示一塊地圖區域， 所述終端處理模塊，解析信號接收模塊所接收的數據包，提取數據包中的路口中心坐標、信號燈方位編碼、信號燈類型編碼、信號燈狀態編碼，根據路口中心坐標及信號燈方位確定信號燈的坐標，將信號燈坐標與屏幕顯示的地圖區域進行匹配，確定信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置，從存儲模塊中調取與信號燈類型和狀態對應的提示圖標並輸出到顯示屏，在該信號燈在屏幕顯示的地圖區域中的位置處顯示。
5.根據權利要求4所述的基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，其特徵在於，所述車載終端還包括GPS定位模塊，所述GPS定位模塊生成車輛當前GPS坐標，所述終端處理模塊，調取存儲模塊中的地圖數據，通過顯示驅動模塊在顯示屏中顯示包含車輛當前GPS坐標的一塊地圖區域；所述終端處理模塊將車輛當前GPS坐標與屏幕顯示的地圖區域進行匹配，確定車輛在屏幕顯示的地圖區域中的位置，並在該位置處顯示指示車輛位置的圖標；地圖在顯示屏上的顯示以車輛行駛方向為上，地圖中車輛當前GPS坐標對應的位置位於屏幕所顯示的地圖區域的底部。
6.根據權利要求4所述的基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，其特徵在於，所述顯示屏的顯示區域包括用於顯示地圖的地圖顯示區和與地圖顯示區相獨立的信號燈顯示區；車載終端提取車輛當前所在道路前方最近路口中方位與車輛駛入該路口的方向相同的信號一組信號燈的當前狀態，以圖形的方式顯示在屏幕上的信號燈顯示區。
7.根據權利要求6所述的基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，其特徵在於，所述車載終端判斷車輛當前所在道路前方最近路口方法，包括如下步驟: 1)車載終端將地圖數據中路徑坐標與車輛當前GPS定位坐標進行匹配，確定最接近的一個路徑坐標，判斷該路徑坐標所在路徑； 2)根據車輛前後兩次GPS定位坐標計算獲得車輛行駛方向； 3)選擇路徑中車輛行駛前方的節點，將該節點坐標作為車輛當前所在道路前方路近路口的中心坐標。
8.根據權利要求7所述的基於坐標的路口信號燈狀態即時提示系統，其特徵在於，所述車載終端按如下方法確定車輛駛入該路口的方向: 1)提取所述路徑中與車 輛行駛前方節點坐標相臨的路徑坐標作為參照坐標 2)計算車輛行駛前方節點相對於參照坐標的方位角，將該方位角作為車輛駛入路口的方向。
9.一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)設置於路口的控制中心按固定頻率採集本路口各組信號燈的即時狀態信息； 2)控制中心將當前採集到的信號燈狀態信息與預存的各信號燈的類型信息、各組信號燈相對於路口中心的方位信息、及本路口的中心坐標一併以數據包的形式廣播發出； 3)設置於車輛內的車載終端在顯示屏上顯示包含本車輛當前地理坐標的一塊地圖區域，收發終端接收到控制中心廣播的信號燈即時狀態信息後，將中心坐標位於當前所顯示的地圖區域內的路口的各組信號燈的即時狀態以圖形的方式按照其相對於路口中心的方位顯示到顯示屏上。
10.一種基於坐標的路口信號燈狀態即時提示方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)設置於路口的控制中心向路口的信號燈輸出燈示控制信號，並按固定頻率生成與當前輸出的燈示控制信號對應的信號燈狀態信息； 2)控制中心將當前生成的的信號燈狀態信息與各信號燈的類型信息、各組信號燈相對於路口中心的方位信息、及本路口的中心坐標一併以數據包的形式廣播發出； 3)設置於車輛內的車載終端在顯示屏上顯示包含本車輛當前地理坐標的一塊地圖區域，收發終端接收到控制中心廣播的信號燈即時狀態信息後，將中心坐標位於當前所顯示的地圖區域內的路口的各組信號燈的即時狀態以圖形的方式按照其相對於路口中心的方位顯示到顯示屏上。
【文檔編號】G08G1/0967GK103473946SQ201310256690
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年6月25日 優先權日:2013年6月25日
【發明者】楊其華, 任峻辰, 楊克旦 申請人:中國計量學院