太陽能地磁感應路標以及車輛動態尾跡顯示系統的製作方法
2023-09-27 07:16:55
太陽能地磁感應路標以及車輛動態尾跡顯示系統的製作方法
【專利摘要】一種太陽能地磁感應路標，包括至少一個地磁傳感器、發光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經過時引起的地磁擾動，並向處理器輸出檢測結果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應路標所在的位置經過時將所述發光體點亮並持續一段時間。通過本實用新型的太陽能地磁感應路標，能夠針對每個車道有效檢測車輛的瞬時通過，並對車道佔用進行有效的標識，從而能夠在低能見度環境下按車道顯示車輛的行駛尾跡，由此為後方通行車輛提供有效的引導和警示，進而有效地防止低能見度環境下交通事故的發生。
【專利說明】太陽能地磁感應路標以及車輛動態尾跡顯示系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種採用太陽能地磁感應路標的車道佔用警示技術，特別涉及一種在低能見度環境下主動發光動態顯示車輛行駛尾跡的太陽能地磁感應路標以及相應的車輛動態尾跡顯示系統。
【背景技術】
[0002]雨、雪、霧、霾等天氣會降低大氣的能見度，當車輛在低能見度環境下行駛時，因遠視可見性極差，導致安全預視距離不足，前方車道是否有車很難被及時發現，尤其是有團霧時更容易因視線斷層而導致車輛追尾，特別容易發生重特大交通事故。
[0003]據統計，因濃霧等惡裂天氣影響造成的交通事故約佔總數的1/4多，給國家和人民生命財產造成了重大的損失。然而，目前道路管理部門通常通過人為封道、禁止通行或者限制通行等方式來儘可能地減小事故發生的可能性，但是由於惡劣氣象的發生地點具有不確定性，往往無法及時、準確地對所有需要的道路採取措施，同時，由於封路禁行，不僅會導致運輸線路中斷，給人們出行帶來不便，還會導致道路營運損失。
[0004]中國發明專利申請CN201310474405.4提出了一種路側的車輛行駛尾跡技術，提供了一種根據前方車輛的行駛狀況為後方車輛提供警示信息的方法和相應的裝置，但是在實踐中當車道數量大於兩車道時，這種技術的警示指向性及有效性均有所下降。
[0005]截止到目前為止，在道路交通環境中還沒有一種技術可以按車道顯示車輛行駛尾跡。從道路發展趨勢看，在低能見度環境下對車道佔用進行標識、為通行車輛提供警示是一種行之有效的事故防範措施。
[0006]此外，目前存在的利用太陽能或其它方式供電的路標，主要是用來實現對道路的線形誘導，無法對根據車道上車輛的行駛情況實時地提供警示信息。
[0007]因此，實有必要設計一種高度集成型的、能夠針對每個車道檢測車輛瞬時通過並據此示警的一體化預警裝置，以及能夠針對氣象條件的變化採取相應的控制策略進行示警的車輛動態尾跡顯示系統。
實用新型內容
[0008]本實用新型所要解決的技術問題是:克服現有技術中低能見度環境下道路佔用無法準確警示的難題，實現按照車道實時地顯示車道是否被佔用並據此示警，從而對車輛進行有效引導。
[0009]為解決上述問題，本實用新型提供了一種太陽能地磁感應路標，其包括至少一個地磁傳感器、發光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經過時引起的地磁擾動，並向處理器輸出檢測結果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應路標所在的位置經過時將所述發光體點亮並持續一段時間。
[0010]優選地，所述太陽能地磁感應路標進一步包括通信模塊，所述通信模塊與所述處理器連接，所述通信模塊用於向外傳遞數據以及接收外界的控制指令。
[0011]優選地，所述通信模塊為無線通信模塊，並進一步包括天線和無線模塊。
[0012]優選地，所述電源模塊包括太陽能電池和蓄電池，所述太陽能電池能夠利用太陽能為蓄電池充電。
[0013]優選地，所述電源模塊進一步包括供電選擇器和一次性電池，所述供電選擇器與所述蓄電池以及所述一次性電池相連，並通過比較兩者的電壓確定輸出來自所述蓄電池的電能、來自一次性電池的電能還是將來自兩者的電能同時輸出。
[0014]優選地，所述供電選擇器中進一步包括A/D模塊，用於識別所述蓄電池的電壓、所述一次性電池的電壓以及當前的供電方式，並將識別的結果通過所述通信模塊輸出。
[0015]優選地，所述太陽能地磁感應路標還包括耐壓型外殼，所述外殼頂部由透明的耐壓覆蓋體構成，所述太陽能電池位於所述透明覆蓋體下方。
[0016]優選地，所述透明覆蓋體上設計有折光點，所述折光點能夠將入射的太陽光投射到所述太陽能電池上。
[0017]優選地，所述發光體為LED燈珠。
[0018]優選地，所述LED燈珠為高亮度燈珠，並且至少包括紅色和/或黃色。
[0019]為解決上述問題，本發明進一步提供了一種車輛動態尾跡顯示系統，包括太陽能地磁感應路標，所述太陽能地磁感應路標在道路上沿車道縱向等間距地設置。
[0020]優選地，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括路側通信節點，所述路側通信節點能夠與太陽能地磁感應路標以無線的方式通信，以及監測太陽能地磁感應路標的狀態。
[0021]優選地，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括上位控制器，所述上位控制器與所述路側通信節點通信連接，所述上位控制器能夠基於人工輸入的控制信息和/或路側通信節點提供的信息生成控制指令，所述路側通信節點能夠接收所述上位控制器的控制指令並將所述控制指令傳遞給所述太陽能地磁感應路標，由此控制所述太陽能地磁感應路標中的發光體的點亮模式。
[0022]優選地，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括能見度檢測儀，所述能見度檢測儀與所述路側通信節點通信連接，所述能見度檢測儀用來檢測道路區域的能見度，並將檢測到的能見度信息提供給路側通信節點，所述路側通信節點能夠將所述能見度信息傳遞給所述上位控制器。
[0023]優選地，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括環境光檢測儀，所述環境光檢測儀與所述路側通信節點通信連接，所述環境光檢測儀用來檢測道路環境中的照度，並將檢測到的照度信息提供給路側通信節點，所述路側通信節點能夠將所述照度信息傳遞給所述上位控制器。
[0024]優選地，所述路側通信節點與太陽能地磁感應路標沿道路斷面的垂線同步配置，每個路側通信節點能夠與一個或多個太陽能地磁感應路標進行通信。
[0025]優選地，所述路側通信節點能夠監測太陽能地磁感應路標的工作狀態，並將太陽能地磁感應路標的工作狀態信息傳遞給所述上位控制器。
[0026]通過本實用新型的太陽能地磁感應路標，能夠針對每個車道有效檢測車輛的瞬時通過，並對車道佔用進行有效的標識，從而能夠在低能見度環境下按車道顯示車輛的行駛尾跡，由此為後方通行車輛提供有效的引導和警示，進而有效地防止低能見度環境下交通事故的發生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1示出了根據本實用新型優選實施例的車輛動態尾跡顯示系統的結構示意圖；
[0028]圖2示出了根據本實用新型優選實施例的車輛動態尾跡顯示系統的太陽能地磁感應路標的組成結構圖；
[0029]圖3為根據本實用新型優選實施例的車輛動態尾跡顯示系統的太陽能地磁感應路標的控制方式流程圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出了根據本實用新型優選實施例的車輛動態尾跡顯示系統10的結構示意圖。在圖1所示的示例性實施例中，道路在一個方向上包括多個車道，在每個車道上沿縱向等距離地安裝有太陽能地磁感應感應路標11 (下文中也稱為太陽能地磁感應路標或簡稱路標)。這種太陽能地磁感應路標能夠檢測車輛經過所引起的地磁變化，進而確定是否有車輛經過，並且可以在車輛經過後受控地點亮並持續一定時間。此外，系統10還包括環境光檢測儀12、能見度檢測儀13以及路側通信節點14，優選地，系統10還可以包括上位控制器(未示出)，其與路側通信節點14之間形成通信連接，從而傳遞來自其它單元的與控制相關的數據以及人工輸入的或者系統自動生成的控制指令。
[0031]路側通信節點14通常設置在路側，能夠與太陽能地磁感應路標11以無線的方式通信，並且與環境光檢測儀12、能見度檢測儀13以及上位控制器通信連接，用以監測路標11的工作狀態並將各個路標11的工作狀態反饋給上位控制器，傳遞檢測到的道路環境參數信息(例如環境的光照強度以及能見度)，以及接收和轉發控制指令等。優選地，路側通信節點與太陽能地磁感應路標沿道路斷面的垂線同步配置，一個或多個路標與一個路側通信節點捆綁，從而在儘可能短的時間內使路側通信節點可以快速循環巡查轄區內的太陽能地磁感應路標。
[0032]環境光檢測儀12用來檢測道路環境中的光照情況，並將檢測到的環境照度信息提供給路側通信節點14。
[0033]能見度檢測儀13用來檢測道路區域的能見度，並將檢測到的能見度信息提供給路側通信節點14。
[0034]路標11通過其中的地磁傳感器利用由車輛引起的地磁變化測算出是否有車輛經過，並結合道路環境參數以及當前的控制策略(下文中將詳細描述)確定是否點亮路標以及點亮的方式(顏色、閃爍、持續時間等等)。由此，在需要時，能夠在經過車輛的後方顯示車輛的動態尾跡，從而為後方車輛提供警示，表明在該車道中前方存在車輛，應該注意保持車距，防止追尾。
[0035]在優選的實施方式中，系統中的各個路側通信節點還受到上位控制器的控制，道路監管人員可以利用上位控制器通過路側通信節點向路標11發布控制指令和/或傳遞改變的控制策略，進而對一定道路區域內的路標11進行集中控制和設定。本領域技術人員可以理解，上位控制指令既可以人工輸入，也可以由上位控制器自動產生，例如根據路側通信節點提供的路標狀態信息、道路環境參數信息等改變要由路標執行的控制策略。上位控制指令既可以由路側通信節點使用多次盲發方式發送，也可以按照各個路標11的唯一地址通過路側通信節點實現與上位控制系統之間分批次的數據交互。
[0036]路標11是一種安裝在地面的主動誘導設備，天線位置很低(與地面基本持平)，所以無線波瓣設計指向主體是向上的，且輻射大部分會被環境吸收，因此路標11中的無線通訊模塊的天線會受到距離限制，實測表明在路標11布設距離大於12米時，就需要通過路側通信節點14來實現信息交互以及實現遠程控制。
[0037]路側設備14與上位控制系統之間的通訊鏈路(未示出)可以藉助目前已知的各種有線或無線的通信方式形成，例如但不限於GPRS或CDMA移動通信網絡或高速公路沿線通信專網。
[0038]當二個相鄰的太陽能地磁感應路標11的安裝間隔不大於12米時，也可基於每個路標11內置的無線通訊模塊組成自己的通訊鏈路，該鏈路僅作為輔助通訊鏈路，用來傳遞控制信息和工作狀態。當太陽能地磁感應路標以該內置的通訊鏈路工作時，亦可以實現受控功能。
[0039]類似地，儘管當太陽能地磁感應路標以組合的方式顯示車輛的動態尾跡時，通常利用環境光檢測儀12和/或能見度檢測儀13來採集道路環境信息，然而，本領域技術人員能夠理解，本實用新型的車輛動態尾跡顯示系統還可以利用其它適於檢測類似道路環境信息的其它類型的傳感器來檢測道路環境。
[0040]圖2示出了根據本實用新型優選實施例的太陽能地磁感應路標11的組成示意圖。路標11主要包括地磁傳感器113、發光器件114、處理器115、通信模塊(如圖2上方的虛線框所示)以及電源模塊(如圖2下方的虛線框所示)。在該優選實施例中，發光器件為LED燈珠114，用以在需要時點亮從而為車輛提供警示信息，通信模塊包括天線111和無線模塊112，用於各個路標之間彼此通信以及與路側通信節點14進行通信；電源模塊包括供電選擇器116、鎳氫電池117、太陽能電池118以及一次性鋰電池119，用以為路標11中的其它元件供電。
[0041]每一個太陽能地磁感應路標11內至少包括一個地磁傳感器113，其能夠檢測安裝點的地磁的微小變化並數位化、量化地輸出地磁變化幅度。基於地磁傳感器的輸出，可以確定是否有車輛通過以及是否有車輛停止在路標上。在本實用新型的優選實施例中，地磁傳感器113採用霍尼威爾的HMC5883，根據實際測試發現它在實際應用中具有較好的穩定性。
[0042]處理器115可以包括內部的存儲元件，用以存儲控制系統運行所需的控制程序以及控制策略。典型地，可以利用單片機來實現。處理器115根據地磁傳感器113的輸出判斷是否有車輛經過，並相應地根據預定的控制策略並結合通過天線111和無線模塊112獲得的道路環境信息來控制LED燈珠114是否點亮以及點亮的方式。
[0043]優選地，路標11還可以包括GPS衛星定位授時單元，用以確定路標11所在的位置以及當前的時間。
[0044]鑑於太陽能地磁感應路標是一種安裝在路面上的主動誘導設備，其必須能夠承受車輛高速行駛時對它的衝撞和耐壓，其抗衝擊性和耐壓要求極高。本實用新型的優選實施例中，路標11在結構上採用承壓型外殼，在外殼頂部使用高透明的耐壓覆蓋體，比如由高晶矽強化玻璃製成，在該高透明覆蓋體上設計有折光點，折光點將太陽光投射到安裝在該透明覆蓋體下的太陽能電池板，使太陽能電池板能夠有效接收日光照射，即使日光不是垂直照向太陽能電池板時也能夠通過折光點改變光路以便提高日光輻射效率。
[0045]LED燈珠114安裝在路標11殼體內的迎車面一側，為保證燈珠點亮時的警示效果，燈珠的數量優選不少於4個，並且優選採用高亮度LED燈珠，在本實用新型的優選實施例中LED燈珠的亮度值為13000MCD。燈珠顏色可以根據需要設置，例如，用於霧天警示時使用紅色，用於一般警示時使用黃色，而且，紅黃雙色LED通過配色可以組成多種顏色組合，同時也可以在實際應用中定義多種顯示模式。
[0046]天線111安裝在路標11殼體內的一側，其波瓣設計將指向路側通信節點14。在本實用新型的優選實施例中，天線111採用載頻為433兆的螺旋天線。相應地，無線模塊採用載頻為433兆的TI的CC1011。本領域技術人員應該認識到，路標11中的天線以及無線模塊並不局限於上述的特定實例，而是可以根據需要應用的環境選擇適當的天線和無線模塊，選擇適當的載頻頻率，採用適當的通信編碼方式，和/或選擇是否對通信進行加密以及加密的方式。例如，在實際應用中，如果需要實現較遠距離的可靠通訊，則可以使用陶瓷天線。
[0047]路標11的殼體內中間層安裝電路板，為了滿足惡劣道路環境下的應用需求，可以對電路板進行二次密封防潮。
[0048]電源模塊安裝在路標11殼體內的最底層，並且在殼體底部留有開口，以便能夠更換電池組合。當採用圖2所示的混合供電模式時，一次性電池被安裝在最底層，使用軟膠密封。
[0049]在實際的安裝中，可以採用可拋棄的底殼殼體託住太陽能地磁感應路標11，由於道路環境下安裝在路面的路標會因為浙青軟化和車輛碾壓發生沉降，脫卸式底殼的作用是在正常安裝環境下託住太陽能地磁感應路標，當發生沉降時便於卸下太陽能地磁感應路標並重新安裝，此時原有底殼被拋棄。
[0050]為了便於安裝時校準磁性指向，通常在路標11的殼體上標註磁極性，並使內部磁敏感部件的磁極指向與外殼磁極標誌一致。
[0051]太陽能地磁感應路標11能夠長期持續有效工作的前提是電源模塊能夠在其正常工作壽命周期內持續正常供電。路標11中電源模塊的供電方式可以採用太陽能組合供電及混合供電二種基本的供電模式。
[0052]太陽能組合供電模式是指，主要由太陽能電池板與充電電池組合形成電源模塊，照度達標時太陽能電池板的發電量能夠對充電電池進行充電，夜間或照度不足時則依靠充電電池向路標中的其它部件供電。
[0053]根據實際測試，長江以南見天環境下的照度範圍大約在35001UX?250001ux，其中120001UX及以下佔多數，長江以北則分為冰雪覆蓋期和冰點以上時區，其中非冰雪覆蓋期的照度範圍大致在45001ux?260001ux，冰雪覆蓋期實際照度只有1501ux?12001ux。為滿足低照度環境下的產品供電要求，江南地區需解決季節性無日照供電問題及長期陰雨日(低照度)供電問題。在這種應用環境中，可以將內部控制及處理電路的耗電降到能夠維持正常工作的最低耗電、控制傳感器晶片的開啟窗口時間，該窗口時間只需要滿足實際使用時能夠有效檢出所定義被檢最高車速最小及車長即可。通過採用上述方式，在長江以南採用太陽能組合供電模式，能夠實現路標在全壽命範圍內的正常工作，不會因為供電問題中止工作。[0054]混合供電是指通常在北方地區應用、間斷性應用、季節性無日照應用中為了能夠使太陽能地磁感應路標在需要使用時仍然可以正常工作所採用的一種供電模式，其特徵是採用二組供電電源，其中一組是一次性化學能電池，另一組採用太陽能充電的組合供電模塊；二組供電採用壓差分割方式，太陽能組合供電模式電壓略高於化學能電池組，在太陽能供電組合耗盡電源之前由於輸出電壓高於化學能電池組，所以會優先供電，當太陽能電池組合的電源耗盡(此時太陽能電池組合的電壓降逐漸低於化學能電池組)時，化學能電池將接替太陽能電池組合繼續為路標供給電能，該供電切換採用無縫切換方式。由於化學能電池的體積容量比遠高於太陽能電池組合，所以路標能夠在太陽能電池不能工作的期間維持正常工作，當路標採用間斷工作模式時，化學能電池還能夠防止蓄能部件過放電導致的儲能故障。
[0055]在圖2所示的優選實施例中，電源模塊採用的是混合供電模式。其中，供電選擇器116，用於在混合供電模式下識別供電來源及切換供電源，實施例中的選擇器是由電子元件組成的電壓比較識別器，設計中在鎳氫電池117有電的情況下最終輸出點電壓會高於一次性鋰電池119的最終輸出點電壓，由於鋰電池前端具有隔離電路，鎳氫電池117不會對一次性鋰電池119進行反充，只能向負載供電；當鎳氫電池117的電壓接近下限時，一次性鋰電池119的電壓將逐漸高於鎳氫電池117的電壓，鎳氫電池117也具有防止反充電路，所以一次性鋰電池119隻能向負載供電，不會對鎳氫電池充電；在此期間一次性鋰電池119是逐漸開始與鎳氫電池117 —起向負載供電，當鎳氫電池117放電電壓繼續降低至截止電壓時,供電無縫轉換至一次性鋰電池119獨立承擔，此時鎳氫電池117被保護(過放電保護)；當鎳氫電池117獲得太陽能電池118充電後，電壓將逐漸上升，此時供電過程再次逐漸逆轉至鎳氫電池117全額供電。
[0056]顯然，上述配置是針對混合供電模式設計的，如果僅使用太陽能組合供電則無需使用選擇器。
[0057]此外，在重要應用中可以通過在供電選擇器內添加A/D模塊，識別各組電池電壓以及當前供電方式，並通過通信模塊將此數據上傳至上位控制器用作整個系統維護以及調整控制策略等的參考信息。
[0058]優選地，在混合供電模式中，化學能供電應該能夠提供全壽命周期中不少於30%的供電能力。
[0059]在有足夠電能供應的情況下，地磁傳感器11可以採用連續檢測模式；而在需要節省電能的情況下，可以將地磁傳感器11設置為僅在以一定的時間間隔設置的檢測時間窗口內進行檢測，這種間隔應該保證，能夠檢測車長不小於3米的小型車輛，即在這種小型車輛以最高限速通過地磁傳感器所在位置期間，地磁傳感器至少開啟並檢測一次；優選地，採用復檢方式，則應該至少開啟並檢測兩次。
[0060]下面將結合具體實施例，詳細描述本實用新型的車輛動態尾跡顯示系統的工作原理以及具體的實現方式。
[0061]本實用新型根據預設的或上位實時下達的控制策略點亮內置LED，LED的顏色、亮度、持續點亮時間等參數受控制策略管理，控制策略分為內含自控與上位實時下載兩類，可以將內含自控的控制策略設置為默認模式。
[0062]在太陽能地磁感應路標11中的地磁感應檢測開啟後，當車輛經過這些太陽能地磁感應路標11時，地磁傳感器113能夠檢測到地磁異常並根據控制策略點亮路標11內集成的LED燈珠114。車輛在行駛過程中會經過多個路標11，這些路標11都會因為地磁異常而被激活，即，安裝在太陽能地磁感應路標中的LED燈珠114受控限時點亮。由此，在該車輛後側可以看到一條由點亮的路標11組成的動態光帶與車輛同行，即「動態尾跡」。
[0063]正如前面提到過的，為了節省電力可以將磁阻傳感器設置為在間隔開的時間窗口內進行檢測。在這種工作模式下，工作脈寬及脈衝間隔需滿足對最高車速和最短車長定義下的檢測要求，例如設定最高車速是120公裡，則每秒移動距離是33米/秒，設車長為3米，車輛間隔距離不小於6米，則車輛跨過檢測點全程所需時間約為0.1秒，全程最短空位間隔
0.2秒；基於上述分析可以自定義檢測窗口開啟時間及脈衝間隔時間，按二次復檢方式(兩次檢測信號的脈衝均檢測到同一車輛引起的地磁信號變化)設計，則每次窗口開啟時間間隔不大於35毫秒即可實現有效檢測。本領域技術人員能夠理解，脈寬則根據不同晶片參數決定，在維持穩定檢測的前提下脈寬越窄越好；另外，當需要提高被檢車速時，需要縮短窗口開啟間隔。
[0064]本實用新型的太陽能地磁感應路標以及相應的車輛動態尾跡顯示系統是一種惡劣天氣條件下的道路交通安全保障裝置，主要應用於低能見度道路環境下，並不需要在所有的時間都工作。只有當地磁擾動信號和啟動控制條件形成特定的邏輯關係時，系統才啟動，啟動以後的工作條件與當前環境參數相關。比如，當有霧時或者是夜間則滿足啟動條件，而啟動以後的點亮亮度、點亮顏色、發光持續時間等工作參數則取決於上位控制系統實時的控制指令或系統內置的工作條件。
[0065]圖3示意性地示出了根據本實用新型優選實施例的車輛動態尾跡顯示系統的啟動工作條件和控制流程。
[0066]首先，檢測路標11的工作狀態，如步驟310所示，S卩，判斷是否所有路標均能夠與路側通信節點14正常通信。
[0067]在本實用新型的優選實施例中，路側通信節點14向與其關聯的路標11發出信號，並通過是否獲得應答來判斷路標11是否正常工作；在確定無法從特定的路標11獲得應答後，路側通信節點14將路標11的故障信息傳遞給上位控制器，由上位控制器向每一個路側通信節點14發出以默認的自控方式工作的指令，再通過各個路側通信節點14將該指令發送給能夠接收其信號的每一個正常工作的路標11。而對於故障路標而言，如果不是沒電破損的情況，其在確定無法接收來自路側通信節點14的信號後，在內部處理器的控制下，自動地調整為默認的自控方式。
[0068]於是，當系統10中出現一個或多個路標11因故障不能完成與路側設備14之間的通信時，整個系統以默認狀態工作，即自控狀態。在這種情況下，將能夠順利通信的路標也轉換成默認的工作方式的目的在於使系統顯示狀態統一，以免對行駛車輛產生幹擾。
[0069]上位控制器能過通過識別路標11的編碼來確定出故障路標的位置，以便道路監管人員能夠容易定位故障路標並及時維修。
[0070]在自控狀態下，系統10中的路標11隻與當前時間有關，例如，如圖3中的步驟320所示，判斷當前時間處於夜間，例如晚7點至早7點之間，則系統10中的路標11在檢測到有車輛經過時，以黃色、中等亮度的方式點亮並持續3秒鐘，如步驟325所示；否則，如果是白天，例如早7點至晚7點之間，則關閉系統，如步驟350所示。此時，無論是否有車輛經過都不點亮路標11。
[0071]當系統10中的所有太陽能地磁感應路標11都能夠接收路側設備14的指令時，整個系統以主控模式工作。在這種工作模式下，首先通過檢測道路區域的能見度判斷是否是霧天，如圖3中步驟330所示，比如當能見度小於500米時，可以認為是霧天；否則認為能見度正常。在確定能見度正常的情況下，進一步判斷環境光的強度，如圖3中步驟340所示，例如當環境光強度小於300LUX時，可以認為屬於白天陰天的情形，此時在檢測到有車輛經過時，路標11以黃色、中等亮度方式點亮並持續2秒鐘，如步驟345所示。如果在步驟340中檢測到環境光強度不小於300LUX，則可以認為屬於白天晴天的情形，此時轉到步驟320進一步判斷時間是否處於晚7點至早7點之間，並基於判斷的結果按照默認的自控方式工作。
[0072]在判斷是否是霧天的基礎上，系統10還可以進一步判斷是否屬於濃霧或中霧，如步驟360所示，進而以不同的方式工作。
[0073]例如，當能見度小於200米時，可以確定為濃霧，此時在檢測到有車輛經過時，路標11以紅色、高亮度方式點亮並持續3秒鐘，如步驟365所示；否則，可以認為是中霧，再通過進一步判斷環境光強度，來確定是白天還是夜間，如步驟370所示，例如，如果檢測到環境光強度大於30Lux，可以確定為白天中霧，則在檢測到有車輛經過時，路標11以紅色、中等亮度方式點亮並持續2秒鐘，如步驟375所示；否則，可以確定為夜間中霧，此時在檢測到有車輛經過時，路標11以紅色、中等亮度方式點亮並持續3秒鐘，如步驟390所示。
[0074]在本實施例中，採用路標點亮持續時間為2至3秒，如果經過車輛的時速為120公裡(每秒33米)，則連續安裝的太陽能地磁感應路標能夠動態顯示一個長度約為66至100米的行車「尾跡」。
[0075]太陽能地磁感應路標的處理器按照最後一次檢測到的車輛為點亮起始時間並在車輛經過時立即開始計時，如果點亮期間有車輛再次經過則計時重新開始。
[0076]此外，當通過太陽能地磁感應路標11檢測到有車輛在路標上方停留時間時，可以控制將該路標上遊一定範圍內的路標中的發光體持續點売，比如上遊200米以內的所有路標，以便警示後方車輛，有車輛在該車道中停車，應注意避讓。當確定該車輛從路標上移開之後，可以將各個路標11恢復到正常的工作狀態。
[0077]LED燈珠亮度調節採用脈衝寬度調製(PWM)，控制方式有兩種，一是受控亮度，此時亮度由上位控制系統下達；二是自動控制，此時由太陽能電池板提供當前的照度參考數值並基於當前照度給出亮度數值，分別對應白天至夜間到各種不同亮度差，按照實測，能見度低於500米的白天霧條件下照度值大約在3500?1500LUX之間，將LED燈珠亮度與環境照度進行對應，可顯著提高霧天太陽能地磁感應路標的遠視可見性，本實施例的亮度對應採用環境照度差換算，在環境照度不大於35001ux的前提下，環境照度差可以維持在25001ux(太陽能地磁感應路標LED亮度折算成照度以後與環境照度的差值)，此時換算獲得的遠視可見性將> 200米，當然，在夜間或霧條件下的夜間通過調節亮度可在不生產炫目的前提下使遠視可見性獲得大幅度提高。在優選的實施例中，LED燈珠的亮度調節可以分為8級，其中1-4級對應於結合圖3所描述的實施例中中等亮度的情形，而5-8級對應於高亮度的情形，在適用中等亮度或高亮度的情形中，還可以結合環境照度信息在相應的級別之間進行調節。[0078]根據本實用新型優選實施例的太陽能地磁感應路標是一種基於地磁車檢控制的多功能主動誘導設備，主要應用於高速公路，也可用於城市道路，可以通過調整其控制程序中的各種參數來適應不同應用環境的需要。
[0079]在作為尾跡顯示設備應用於公路交通時，路標沿每個車道以連續等距配置，配置間隔10~25米，一般間距不宜超過20米，主要視該道路的實際霧情與特點而定，參考數值
如下表所示:
[0080]
【權利要求】
1.一種太陽能地磁感應路標，其特徵在於，包括至少一個地磁傳感器、發光體、處理器以及電源模塊，所述處理器與所述地磁傳感器以及所述發光體連接，所述電源模塊為所述太陽能地磁感應路標中的其它模塊提供電能，所述地磁傳感器能夠檢測到車輛經過時引起的地磁擾動，並向處理器輸出檢測結果，所述處理器在確定有車輛從所述太陽能地磁感應路標所在的位置經過時將所述發光體點亮並持續一段時間。
2.根據權利要求1所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述太陽能地磁感應路標進一步包括通信模塊，所述通信模塊與所述處理器連接，所述通信模塊用於向外傳遞數據以及接收外界的控制指令。
3.根據權利要求2所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述通信模塊為無線通信模塊，並進一步包括天線和無線模塊。
4.根據權利要求2所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述電源模塊包括太陽能電池和蓄電池，所述太陽能電池能夠利用太陽能為蓄電池充電。
5.根據權利要求4所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述電源模塊進一步包括供電選擇器和一次性電池，所述供電選擇器與所述蓄電池以及所述一次性電池相連，並通過比較兩者的電壓確定輸出來自所述蓄電池的電能、來自一次性電池的電能還是將來自兩者的電能同時輸出。
6.根據權利要求5所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述供電選擇器中進一步包括A/D模塊，用於識別所述蓄電池的電壓、所述一次性電池的電壓以及當前的供電方式，並將識別的結果通過所述通信模塊輸出。
7.根據權利要求1所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述太陽能地磁感應路標還包括耐壓型外殼，所述外殼頂部由透明的耐壓覆蓋體構成，所述太陽能電池位於所述透明覆蓋體下方。
8.根據權利要求7所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述透明覆蓋體上設計有折光點，所述折光點能夠將入射的太陽光投射到所述太陽能電池上。
9.根據權利要求1所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述發光體為LED燈珠。
10.根據權利要求9所述的太陽能地磁感應路標，其特徵在於，所述LED燈珠為高亮度燈珠，並且至少包括紅色和/或黃色。
11.一種車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，包括根據權利要求1至10中任意一項所述的太陽能地磁感應路標，所述太陽能地磁感應路標在道路上沿車道縱向等間距地設置。
12.根據權利要求11所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括路側通信節點，所述路側通信節點能夠與太陽能地磁感應路標以無線的方式通信，以及監測太陽能地磁感應路標的狀態。
13.根據權利要求12所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括上位控制器，所述上位控制器與所述路側通信節點通信連接，所述上位控制器能夠基於人工輸入的控制信息和/或路側通信節點提供的信息生成控制指令，所述路側通信節點能夠接收所述上位控制器的控制指令並將所述控制指令傳遞給所述太陽能地磁感應路標，由此控制所述太陽能地磁感應路標中的發光體的點亮模式。
14.根據權利要求13所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括能見度檢測儀，所述能見度檢測儀與所述路側通信節點通信連接，所述能見度檢測儀用來檢測道路區域的能見度，並將檢測到的能見度信息提供給路側通信節點，所述路側通信節點能夠將所述能見度信息傳遞給所述上位控制器。
15.根據權利要求13或14所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述車輛動態尾跡顯示系統還包括環境光檢測儀，所述環境光檢測儀與所述路側通信節點通信連接，所述環境光檢測儀用來檢測道路環境中的照度，並將檢測到的照度信息提供給路側通信節點，所述路側通信節點能夠將所述照度信息傳遞給所述上位控制器。
16.根據權利要求12所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述路側通信節點與太陽能地磁感應路標沿道路斷面的垂線同步配置，每個路側通信節點能夠與一個或多個太陽能地磁感應路標進行通信。
17.根據權利要求 13所述的車輛動態尾跡顯示系統，其特徵在於，所述路側通信節點能夠監測太陽能地磁感應路標的工作狀態，並將太陽能地磁感應路標的工作狀態信息傳遞給所述上位控制器。
【文檔編號】G08G1/16GK203741744SQ201420048553
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月24日 優先權日:2014年1月24日
【發明者】李長城, 辛欣, 陳立峰, 韓暉, 湯筠筠, 陳偉, 文濤, 廖文洲 申請人:北京中交華安科技有限公司, 交通運輸部公路科學研究所, 杭州博達偉業公共安全工程有限公司