道路行車導引裝置及方法
2023-05-29 18:58:01 1
專利名稱：道路行車導引裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種道路行車導引裝置及方法，尤指一種可利用燈號進行交通引導的
道路行車導引裝置及方法。
背景技術：
隨著汽車的普遍，在路上行駛的車輛越來越多，因此追撞的事故屢見不鮮；尤其是 在高速公路上，由於車輛行駛的速度較快，若行車間距掌握不佳，一旦前方發生緊急事故， 將可能因煞車不及而導致連環追撞。 雖交通法規已針對車輛未能與前車之間保持適當間距做出懲罰規範，但對駕駛人 而言，在行駛中的車輛確實不易掌握與前車之間的間距，為解決此問題，許多廠商針對汽車 防追撞研發了許多的車距檢測警示裝置，例如以超音波或紅外線測量前車的距離，或以圖 像攝取裝置攝取本車前方車輛的圖像，經分析該圖像後，即可得知本車前方車輛的距離，當 本車前方車輛的距離過近時，隨即驅動一警示裝置警告駕駛人。 然而並非每位車主均願意在自己的車輛上加裝車距檢測警示裝置，因此上述做法 可謂治標不治本，雖眾多智能型運輸系統Intelligent Traff icSystem，簡稱ITS所研究探 討領域均為如何自動控制車輛行駛，用以控制車輛行進速度，保持固定行車間距，以提高行 車效率及增進行車安全，但以目前的科技水平，尚未足以讓人們能十足安全使用此類車輛 自動行駛設計。 此外，由於既有的交通號誌燈，多設於道路上，主要用作對車輛或行人進行禁止、 警示、指示等靜態指示，紅綠燈即是一最常見的例子。如能通過在道路上設置動態指示燈， 必然可有效克服現有技術尚無法做到的提高行車效率及增進行車安全的目的。
發明內容
為提高車輛行駛時的安全性，本發明的主要目的在提供一種道路行車導引裝置及 方法，利用一連串燈號的變化顯示，造成燈號具有引導車輛行進的視覺效果，用以導引車輛 以適當的速度前進，另在發生交通事故時，亦可通過不同顏色的燈號顯示，以告知車輛駕駛 人留意前方車況。
為達成前述目的，本發明的道路行車導引裝置所採取的主要技術手段包括
—路況檢測模塊，取得並分析交通狀態；
多個指示燈，間隔地設於道路上； —燈號控制模塊，電連接該路況檢測模塊及該多個指示燈，並依據不同的交通狀 態，控制該多個指示燈以不同的順序亮滅。 為達成前述目的，本發明的道路行車導弓I方法所採取的另 一主要技術手段包括下 列步驟 分析交通狀態； 依不同的交通狀態控制多個指示燈以不同的順序亮滅。
利用上述技術手段，若各指示燈朝行車方向依序地亮滅，則可產生如流水燈般具 有燈號前進的視覺效果，因此當駕駛人於行駛車輛的過程中，可通過跟隨著指示燈的亮滅 所產生的前進視覺效果控制車輛前進，使車速維持在本發明的道路行車導引裝置所控制的 範圍內；又該指示燈的亮滅頻率及方式依據不同的交通狀態而有不同，因此可有效告知駕 駛人目前的交通狀態，如此一來，可引導車輛依設定的速度前進，並提高行車效率及增進行 車安全的目的。
圖1 :為本發明道路行車導引裝置的第一實施例的功能方塊圖。 圖2 :為本發明道路行車導引裝置的第一實施例中一燈號控制模塊的細部功能方 塊圖。 圖3 :為本發明道路行車導引裝置的第一實施例中該燈號控制模塊中一子控制模 塊的細部功能方塊圖。 圖4 :為本發明道路行車導引裝置的第二實施例中一燈號控制模塊的細部功能方 塊圖。 圖5 :為本發明道路行車導引方法的流程圖。 圖6A、圖6B :為本發明檢測到交通順暢狀態燈號指示的示意圖。 圖7 :為本發明檢測到交通事故或擁塞狀態的燈號示意圖。 圖8 :為本發明應用於多車道時的示意圖。主要元件符號說明
10路況檢測模塊 ll攝影機 12路況判別單元 20指示燈 21燈號區塊 30燈號控制模塊 31子控制模塊 311時間間隔計數器 312燈號控制器 313微處理器 32主控制器 33多路復用器(multiplexer) 34解多路復用器 35速度設定輸入端
具體實施例方式
關於本發明的道路行車導引裝置，以下以設於高速公路上作為舉例，請參閱圖1 所示，該道路行車導引裝置的第一實施例包括一路況檢測模塊10、多個指示燈20及一燈號 控制模塊30。
上述路況檢測模塊10取得並分析交通狀態，至於取得交通狀態的方式，則可利用 超音波、紅外線、環路線圈Loop Detector或取得路況圖像或其它可能的方式，以判斷交通 狀態為順暢、車多或事故擁塞狀態；於本實施例中，該路況檢測模塊10通過取得路況圖像 而判斷交通狀態，該路況檢測模塊10包括
多攝影機11，架設於道路上，以攝取路況圖像； —路況判別單元12，電連接該多攝影機11，以取得該路況圖像，並從路況圖像中 區分出車輛的圖像，而根據車輛是否移動及移動速度判斷交通狀態，例如當有車輛停止時 即判定為事故或擁塞狀態，當車輛行駛順暢且車速達每小時60公裡以上即判定為順暢狀 態，又當車輛行駛時車速未達每小時60公裡即判定為車多狀態。 上述多個指示燈20整齊且依序地排列設於道路上，例如路旁、隧道壁或埋設於路 面下如車道分隔線下，且每個指示燈20是以一定間距分隔地設於道路上；又於本實施例 中，每個指示燈20可發出數種不同顏色的光，例如紅燈、綠燈及黃燈，且該多個指示燈20可 區分為多個燈號區塊21，每個燈號區塊21包含有多個指示燈20。 上述燈號控制模塊30電連接該路況檢測模塊10及該多個指示燈20，並依據不同
的交通狀態，控制該多個指示燈以不同的順序亮滅，於本實施例中，控制該多個指示燈以不
同的速度朝行車方向依序地亮滅，供駕駛人駕車跟隨燈號的駕駛車輛移動，因而具有引導
車輛前進的效果；請進一步參閱圖2所示，該燈號控制模塊30進一步包括 多個子控制模塊31，連接該路況檢測模塊10，並分別與該多個燈號區塊21對應，
而電連接對應燈號區塊21的指示燈20，各子控制模塊31於取得該路況檢測模塊10所分析
出的交通狀態後，依交通狀態發出協調信號； —主控制器32，通過一多路復用器(multiplexer) 33和一解多路復用器34連接該 多個子控制模塊31 ，而通過該多路復用器33接收子控制模塊31所發出的協調信號，並根據 協調信號統整各子控制模塊31的運作後，發出對應的致能信號通過該解多路復用器34回 傳予對應的子控制模塊31 ，使各子控制模塊31可協調地運作，關於子控制模塊31協調運作 的細節容後詳述。 此外，請進一步參閱圖3所示，於本實施例中，各子控制模塊31又進一步包括
—時間間隔計數器311; —燈號控制器312，連接該時間間隔計數器311及對應燈號區塊21的指示燈20 ;
—微處理器313，電連接該路況檢測模塊10、該多路復用器33、該解多路復用器 34及該燈號控制器312，於取得該路況檢測模塊10所分析出的交通狀態後，依交通狀態發 出協調信號予該主控制器32，後各微處理器313於收到主控制器32發出的致能信號時，發 出一驅動信號予同子控制模塊31的燈號控制器312，由該燈號控制器312控制對應燈號區 塊21的指示燈20朝行車方向依序地亮滅，而產生猶如跑馬燈或流水燈般具有燈號前進的 視覺效果，並搭配該時間間隔計數器311控制相鄰指示燈20之間依序亮滅的時間間隔，通 過改變相鄰指示燈20之間亮滅的時間間隔，例如縮減或增加相鄰指示燈20之間亮滅的時 間間隔，即可達到提高或降低燈號的移動速度的效果；由於指示燈20劃分為多個燈號區塊 21，而每個燈號區塊21的指示燈20又是獨立地與對應的子控制模塊31連接，加上高速公 路乃是一持續前進的道路，因此必須協調各子控制模塊31對指示燈20的依序亮滅控制，以 確保指示燈20可如跑馬燈或流水燈般產生燈號前進的效果。
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又請參閱圖4所示，本發明的道路行車導引裝置的第二實施例與第一實施例大致 相同，不同的處在於該燈號控制模塊30進一步包括一速度設定輸入端35，該速度設定輸入 端35電連接該多個子控制模塊31，供使用者輸入、改變預設的相鄰指示燈20間交替亮滅的 時間間隔用，給予使用者較大的設定空間。 另請參閱圖5所示，配合上述道路行車導引裝置的道路行車導引方法則因是以取 得路況圖像為判斷交通狀態的依據，而包括取得路況圖像501步驟、從路況圖像中分析交 通狀態502步驟及依不同交通狀態控制指示燈亮滅503步驟。
上述取得路況圖像501步驟由該攝影機11攝取路況圖像。 上述從路況圖像中分析交通狀態502步驟由該路況判別單元12執行，並包括下列 子步驟 區分道路圖像及車輛圖像502a ;
定位車輛圖像502b; 分析車輛移動軌跡502c，判斷車輛圖像是否移動以及計算其移動速度； 判定交通狀態502d，先判斷車輛圖像是否移動，若否則判定為事故或擁塞狀態，反
之則進一步判斷車輛圖像的移動速度是否達每小時60公裡以上，若是則判定為順暢狀態，
反之則判定為車多狀態。 上述依不同交通狀態控制指示燈亮滅503步驟該燈號控制模塊30依不同的交通 狀態，以不同的速度朝行車方向依序地控制該指示燈20亮滅；於本實施例中，該依不同交 通狀態控制指示燈亮滅503步驟包括下列子步驟 當交通狀態為順暢狀態時，令指示燈以對應所有車輛的平均速度的時間間隔朝行 車方向依序地亮滅顯示綠燈503a，請參閱圖6A與圖6B圖所示，由於道路上必然有多臺車 輛行駛，故為了同時引導多臺車輛行駛，必須控制多個指示燈20同時發亮，此外，並進一步 令每個點亮的指示燈與最靠近且點亮的指示燈之間至少間隔有一個未點亮的指示燈503b， 使每個點亮的指示燈20與最靠近且點亮的指示燈20之間必定間隔有一適當距離；如此一 來，即可通過指示燈20燈號移動的速度引導車輛依速限前進，由於點亮的指示燈20之間間 隔有適當距離，故若車輛駕駛人確實地跟隨指示燈20點亮的速度及位置，則必然可與相同 車道的前、後車輛間保持適當的安全距離； 當交通狀態為車多狀態時，令指示燈以對應所有車輛的平均速度的時間間隔朝行 車方向依序地亮滅顯示黃燈503c，以此告知駕駛人前方車輛較多，應隨指示燈20燈號移動 的速度減速慢行； 當交通狀態為事故或擁塞狀態時，令指示燈一致顯示紅燈503d，抑或可為一致閃 爍紅燈，以此警告駕駛人此車道前方因事故或擁塞導致車輛定點不動如圖7所示。
本發明並非僅能應用於單一或單向的車道上，而可針對多個車道或不同向車道設 置一組本發明的道路行車導引裝置，以分別控制引導不同方向、不同車道上的車輛，例如若 某車道因車禍而封閉時，該車道的對應指示燈20將顯示紅燈，以警告駕駛者禁止通行，而 相鄰同向車道的指示燈20則顯示黃燈，以提醒駕駛者減速慢行，對向不同方向的車道的指 示燈20則維持顯示綠燈，以導引該車道上的車輛行進如圖8所示。 由上述可知，本發明通過控制指示燈朝行車方向依序地亮滅，使指示燈的燈號具 有行進的視覺效果，由此導引車輛依循前進，而達到控制行車速度及保持安全距離的目的；此外，在發生交通事件或車多擁塞時，通過不同顏色的燈號顯示，以告知駕駛人應予以留 意，減少連環追撞的交通事故發生。 本發明雖已於前述實施例中所揭露，但並不僅限於前述實施例中所提及的內容， 在不脫離本發明的精神和範圍內所作的任何變化與修改，均屬於本發明的保護範圍。
綜上所述，本發明已具備顯著功效增進，並符合發明專利要求，依法提起申請。
權利要求
一種道路行車導引裝置，其特徵在於，包括一路況檢測模塊，取得並分析交通狀態；多個指示燈，間隔地設於道路上；一燈號控制模塊，電連接該路況檢測模塊及該多個指示燈，並依據不同的交通狀態，控制該多個指示燈以不同的順序亮滅。
2. 如權利要求1所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，該多個指示燈區分為多個燈 號區塊，而該燈號控制模塊進一步包括多個子控制模塊，連接該路況檢測模塊，並分別與該多個燈號區塊對應，而電連接對應 燈號區塊的指示燈，各子控制模塊於取得該路況檢測模塊所分析出的交通狀態後，依交通 狀態發出協調信號；一主控制器，通過一多路復用器和一解多路復用器連接該多個子控制模塊，而通過該 多路復用器接收子控制模塊所發出的協調信號，並根據協調信號統整各子控制模塊的運作 後，發出對應的致能信號通過該解多路復用器回傳予對應的子控制模塊，使各子控制模塊 協調地運作，令不同燈號區塊的指示燈朝行車方向依序地亮滅。
3. 如權利要求2所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，各子控制模塊進一步包括 一時間間隔計數器；一燈號控制器，連接該時間間隔計數器及對應燈號區塊的指示燈；一微處理器，電連接該路況檢測模塊、該多路復用器、該解多路復用器及該燈號控制 器，於取得該路況檢測模塊所分析出的交通狀態後，依交通狀態發出協調信號予該主控制 器，後各微處理器於收到主控制器發出的致能信號時，發出一驅動信號予該燈號控制器，由 同子控制模塊的燈號控制器控制對應燈號區塊的指示燈朝行車方向依序地亮滅。
4. 如權利要求3所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，各子控制模塊的微處理器進 一步搭配該時間間隔計數器，控制相鄰指示燈之間依序亮滅的時間間隔。
5. 如權利要求2至4中任一項所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，該燈號控制模塊 進一步包括一速度設定輸入端，該速度設定輸入端電連接該多個子控制模塊，供使用者輸 入、改變預設的相鄰指示燈間交替亮滅的時間間隔。
6. 如權利要求1至4中任一項所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，該路況檢測模塊 包括多攝影機；一路況判別單元，電連接該多攝影機，並從路況圖像中區分出車輛的圖像，而根據車輛 是否移動及移動速度判斷交通狀態。
7. 如權利要求5所述的道路行車導引裝置，其特徵在於，該路況檢測模塊包括 多攝影機；一路況判別單元，電連接該多攝影機，並從路況圖像中區分出車輛的圖像，而根據車輛 是否移動及移動速度判斷交通狀態。
8. —種道路行車導引方法，其特徵在於，包括下列步驟 分析交通狀態；依不同的交通狀態控制多個指示燈以不同順序亮滅。
9. 如權利要求8所述的道路行車導引方法，其特徵在於，該分析交通狀態步驟進一步包括下列子步驟 取得路況圖像； 區分道路圖像及車輛圖像； 定位車輛圖像；分析車輛移動軌跡，判斷車輛圖像是否移動以及計算其移動速度；判定交通狀態，該交通狀態包括事故或擁塞狀態、順暢狀態及車多狀態。
10. 如權利要求9所述的道路行車導引方法，其特徵在於，該依不同的交通狀態控制多 個指示燈以不同順序亮滅步驟進一步包括下列子步驟當交通狀態為順暢狀態時，令指示燈以對應所有車輛的平均速度的時間間隔朝行車方 向依序地亮滅顯示綠燈；當交通狀態為車多狀態時，令指示燈以對應所有車輛的平均速度的時間間隔朝行車方 向依序地亮滅顯示黃燈；當交通狀態為事故或擁塞狀態時，令指示燈一致顯示紅燈。
11. 如權利要求io所述的道路行車導引方法，其特徵在於，當交通狀態為順暢狀態，並令指示燈以對應所有車輛的平均速度的時間間隔朝行車方向依序地亮滅顯示綠燈後，進一 步令每個點亮的指示燈與最靠近且點亮的指示燈之間至少間隔有一個未點亮的指示燈。
全文摘要
本發明為一種道路行車導引裝置及方法，由一路況檢測模塊分析交通狀態，而由一燈號控制模塊依據不同的交通狀態，控制多個設於道路上的指示燈以不同的順序亮滅，例如以不同的速度朝行車方向依序地亮滅，令該指示燈可產生猶如與車輛一同行進的視覺效果，由此引導車輛依循指示燈的行進效果前進，以達到交通引導的目的。
文檔編號G08G1/09GK101751789SQ20081018440
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者李綱 申請人:李綱