CN101819715A - 基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，本发明利用红外相对可见光较强的透雾能力，在道路两侧铺设红外诱导标志，并利用红外成像装置采集红外诱导标志及其前方车辆的红外辐射；通过提取红外诱导标志和计算车辆位置方向参数导引车辆在浓雾天气条件下行驶，减小浓雾对高速公路通行的影响；本发明能够使能见距离提高至少4倍，大大减小了浓雾等恶劣天气对高速公路的通行影响。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路浓雾天通行技术领域，更准确地说本发明为了实现高速公路在浓雾天气条件下车辆通行的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行***。
背景技术
世界各国的高速公路运行管理经验表明：在所有不利气候条件中，大雾对高速公路运行所产生的危害最大。目前，就世界范围内降低或预防因大雾引发高速公路交通事故的方法主要有以下几类：关闭高速公路、大雾自动告警和限速控制、灯光诱导和车辆辅助驾驶。
关闭高速公路可以有效防止大雾引发的高速公路交通事故，但其代价是显而易见的；基于区域路段气象监测和雾况预警能够达到警告驾驶员注意路况驾驶，而不能够解决浓雾下车辆通行的问题；基于灯光诱导的通行方案在一定雾况条件下能够导引车辆行驶，但当雾况较为严重时，车辆还是无法获得道路边缘信息；基于GPS和ZigBee局域网技术的通行方案依赖于GPS精度，且不能获得道路的边缘信息；在雾较小时，利用图像增强的方式提高道路图像的清晰度可以指导驾驶，但当浓雾较大时，图像增强方式已无法较好的恢复出道路场景。
本发明提出了基于红外诱导技术的浓雾天高速公路导引方法。方案利用红外相对可见光较强的透雾能力，在道路两侧铺设红外诱导标志，并利用红外成像装置采集红外诱导标志及其前方车辆的红外辐射。通过提取红外诱导标志和计算车辆位置方向参数导引车辆在浓雾天气条件下行驶，减小浓雾对高速公路通行的影响。
发明内容
本发明的目的是要用红外诱导方式提高车辆的能见距离，辅助车辆在浓雾等低能见度条件下在高速公路上通行。
为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
一种基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，包括高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局、匝道区域红外诱导标志布局、高速公路转弯区域红外诱导标志布局、高速公路上前方车辆红外诱导标志、收费站和出入高速公路区域红外诱导标志、车辆上设置的红外探测成像***、控制红外诱导标志的多层级控制***；上述的高速公路直线路段两侧诱导标志布局为平行铺设在道路两侧的红外诱导标志，道路同侧相邻诱导标志之间的间距相等且道路两侧相对应的诱导标志之间的连线与道路边缘垂直；上述的匝道区域红外诱导标志布局为在道路交叉点设置提示车辆已经到达道路匝道与主干道的分离点的红外诱导标志；上述的高速公路转弯区域红外诱导标志布局为道路两侧不等间隔铺设红外诱导标志，道路内侧设置的红外诱导标志之间间隔与上述直线路段两侧诱导标志布局的间隔相同，每个道路内侧的红外诱导标志都对应一个道路外侧设置的红外诱导标志，它们连线与道路边缘垂直，在上述与内侧红外诱导标志相对应的两个相邻的外侧的红外诱导标志之间增设有一个红外诱导标志；上述的道路前方车辆诱导标志大于上述设置在道路两侧红外诱导标志；上述的收费站和出入高速公路区域红外诱导标志设置于收费站与高速公路出入口处；上述的多层级控制***控制所有的红外诱导标志发出特定的红外光，上述的车辆上设置的红外成像***的探测光谱范围与红外诱导标志发出的红外光的波长相匹配。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述多层级控制***包括如下几部分：根据气象***提供的动态信息决定是否开启红外诱导的监控中心；与上述监控中心相联接的负责控制区域内红外诱导标志控制的区域控制中心；与上述区域控制中心相连接的负责路段内红外诱导标志控制的路段控制器。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，其特征在于所述的红外诱导标志都发射波长为10～12μm的红外光线。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述的高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局、匝道区域红外诱导标志布局、高速公路转弯区域红外诱导标志布局中的红外诱导标志现状为球形，在其朝向道路方向的位置设有红外加热材料。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述的匝道区域红外线诱导标志布局的红外线诱导标志大于上述高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局和高速公路转弯区域红外诱导标志布局的红外线诱导标志。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，所述的道路前方车辆诱导标志为车辆本身的红外辐射，其比上述道路两侧红外诱导标志大5倍以上。
前述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，所述的收费站和出入高速公路区域红外诱导标志为文字形状。
本发明的有益效果是：该方案有效提高了浓雾天气条件的能见距离，提高高速公路的通行能力，为浓雾天气下高速公路通行提供了一种新的技术方案。
附图说明
图1是本发明的直线路段两侧红外诱导标志布局的示意图；
图2是本发明的多层级控制***的结构示意图；
图3为本发明的红外诱导标志外形示意图；
图中：1为直线路段两侧红外诱导标志布局，2为转弯区域红外诱导标志布局，3为匝道区域红外诱导标志布局，4为收费站和出入高速公路区域红外诱导标志，5为车辆上设置的红外探测成像***。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
参照图1所示，本发明的技术方案利用红外光相对可见光较强的透雾能力，在高速道路两侧铺设红外诱导标志，包括直线路段两侧红外诱导标志布局1，转弯区域红外诱导标志布局2、匝道区域红外诱导标志布局3、收费站和出入高速公路区域红外诱导标志4、高速公路上的车辆设置有红外探测成像***5，上述的高速公路直线路段两侧诱导标志布局1为平行铺设在道路两侧的红外诱导标志，道路同侧相邻诱导标志之间的间距相等且道路两侧相对应的诱导标志之间的连线与道路边缘垂直；上述的匝道区域红外诱导标志布局3为在道路交叉点设置提示车辆已经到达道路匝道与主干道的分离点的红外诱导标志；上述的高速公路转弯区域红外诱导标志布局2为道路两侧不等间隔铺设红外诱导标志，道路内侧设置的红外诱导标志之间间隔与上述直线路段两侧诱导标志布局的间隔相同，每个道路内侧的红外诱导标志都对应一个道路外侧设置的红外诱导标志，它们连线与道路边缘垂直，在上述与内侧红外诱导标志相对应的两个相邻的外侧的红外诱导标志之间增设有一个红外诱导标志；上述的收费站和出入高速公路区域红外诱导标志4设置于收费站与高速公路出入口处。上述红外线探测成像***5采集上述的红外诱导标志及其前方车辆的红外诱导标志。作为本发明的一个优选方案，前方车辆的诱导标志可以是车辆本身发出的红外光辐射，其比上述道路两侧红外诱导标志大5倍以上。上述红外探测成像***通过提取红外诱导标志和计算车辆位置方向参数导引车辆在浓雾天气条件下行驶，减小浓雾对高速公路通行的影响。
参照图2所示，本发明多层级控制***包括监控中心根据气象***提供的动态信息决定是否开启红外诱导***。具体的控制工作由区域控制中心与路段控制器完成，区域控制中心与路段控制器之间通过网络连接。每个路段配备一套路段控制器，控制该路段红外诱导标志的开启与关闭。红外诱导标志的加热由其自身的控制单元完成，路段控制器负责通知红外诱导标志是否工作，并采集红外诱导标志的工作状态。红外诱导标志的供电部分由太阳能电板与蓄电池组成。在光线条件较好时，太阳能电板给蓄电池充电，并维持红外诱导标志控制单元工作。当太阳能电板提供的电能不足以维持红外诱导标志工作时，蓄电池转为红外诱导标志提供电能。
参照图3，采用球形为红外诱导标志形状。球形红外诱导标志构图简单易于识别且在不同的方向上有着相同的投影面积，符合红外诱导标志形状要求。***设计在道路两旁铺设红外诱导标志，利用红外诱导标志之间的关系计算车辆的方向与位置参数。采用高温电热膜作为红外诱导标志的加热材料，为红外诱导标志提供红外辐射。但如果在红外诱导标志球体的表面全部铺设高温电热膜，将增加电能的消耗和提高红外诱导标志周围的环境温度，对红外诱导标志的提取造成一定的干扰。所以红外诱导标志只在面向车辆的区域铺设高温电热膜。设计采用空心球体作为红外诱导标志的高温加热膜的载体，并铺设一层绝热层，减少由热传导而带来的能量损耗。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的方法，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的方法均落在本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，包括高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局、匝道区域红外诱导标志布局、高速公路转弯区域红外诱导标志布局、高速公路上前方车辆红外诱导标志、收费站和出入高速公路区域红外诱导标志、车辆上设置的红外探测成像***、控制红外诱导标志的多层级控制***；上述的高速公路直线路段两侧诱导标志布局为平行铺设在道路两侧的红外诱导标志，道路同侧相邻诱导标志之间的间距相等且道路两侧相对应的诱导标志之间的连线与道路边缘垂直；上述的匝道区域红外诱导标志布局为在道路交叉点设置提示车辆已经到达道路匝道与主干道的分离点的红外诱导标志；上述的高速公路转弯区域红外诱导标志布局为道路两侧不等间隔铺设红外诱导标志，道路内侧设置的红外诱导标志之间间隔与上述直线路段两侧诱导标志布局的间隔相同，每个道路内侧的红外诱导标志都对应一个道路外侧设置的红外诱导标志，它们连线与道路边缘垂直，在上述与内侧红外诱导标志相对应的两个相邻的外侧的红外诱导标志之间增设有一个红外诱导标志；上述的道路前方车辆诱导标志大于上述设置在道路两侧红外诱导标志；上述的收费站和出入高速公路区域红外诱导标志设置于收费站与高速公路出入口处；上述的多层级控制***控制所有的红外诱导标志发出特定的红外光，上述的车辆上设置的红外成像***的探测光谱范围与红外诱导标志发出的红外光的波长相匹配。
2.根据权利要求1所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述多层级控制***包括如下几部分：根据气象***提供的动态信息决定是否开启红外诱导的监控中心；与上述监控中心相联接的负责控制区域内红外诱导标志控制的区域控制中心；与上述区域控制中心相连接的负责路段内红外诱导标志控制的路段控制器。
3.根据权利要求1所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，其特征在于所述的红外诱导标志都发射波长为10～12μm的红外光线。
4.根据权利要求1所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述的高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局、匝道区域红外诱导标志布局、高速公路转弯区域红外诱导标志布局中的红外诱导标志形状为球形，在其朝向道路方向的位置设有红外加热材料。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，上述的匝道区域红外线诱导标志布局的红外线诱导标志大于上述高速公路直线路段两侧红外诱导标志布局和高速公路转弯区域红外诱导标志布局的红外线诱导标志。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，所述的道路前方车辆诱导标志为车辆本身的红外辐射，其比上述道路两侧红外诱导标志大5倍以上。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的基于红外诱导的浓雾天气高速公路通行的***，其特征在于，所述的收费站和出入高速公路区域红外诱导标志为文字形状。
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