CN105711417B - 一种基于车道辨别的电动车限速*** - Google Patents

一种基于车道辨别的电动车限速*** Download PDF

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Abstract

一种基于车道辨别的电动车限速***，包括定位模块对电动车当前行驶位置进行定位并生成定位数据；车道辨别模块根据定位数据在内置的电子地图上搜寻出与其对应的位置点并进行标记，根据标记的位置点在电子地图中显现位置辨别出其所处车道，根据辨别出的位置点所处车道输出对应的电子信号；限流模块包括开关控制器、至少一金氧半场效晶体管、电动车蓄电池以及第一电阻，金氧半场效晶体管上设置有第二电阻，开关控制器根据车道辨别模块输出的电子信号控制金氧半场效晶体管开关的启闭，金氧半场效晶体管通过第二电阻与第一电阻并联到电动车蓄电池上以对其输出电流进行分流；车速控制模块接收从第一电阻流出的电流以控制电动车车速。

Description

一种基于车道辨别的电动车限速***
技术领域
本发明涉及道路交通安全技术领域，特别是涉及一种基于车道辨别的电动车限速***。
背景技术
在城市道路规划中，根据车辆种类的不同划分对应的机动车道与非机动车道，一般采用绿化带或白色实现将两种车道进行区分，从而保障车辆各行其道。然而在实际生活中，很多本应行驶在非机动车道上的电动车辆却擅自改道行驶在机动车道上，从而影响机动车辆的正常行驶，甚至经常出现汽车与电动车在机动车道上发生碰撞的交通事故，究其原因，很大一部分取决于电动车没有按照规定在非机动车道上行驶而导致的。
因此，本发明人觉得上述问题非常有其改良的必要性，遂以其多年从事相关领域的创作设计及专业制造经验，积极地针对一种基于车道辨别的电动车限速***进行研究改良，在各方条件的审慎考虑下终于开发出本发明。
发明内容
针对上述情况，为了克服现有技术的缺点，本发明实施例提供了一种基于车道辨别的电动车限速***，能够有效遏制电动车在机动车道上行驶，驱使其按照规定在非机动车道上行驶。
本发明实施例采用如下技术方案：
一种基于车道辨别的电动车限速***，包括：定位模块，用于对电动车当前行驶位置进行定位并生成定位数据；车道辨别模块，用于根据所述定位数据在内置的电子地图上搜寻出与其对应的位置点并进行标记，根据标记的所述位置点在所述电子地图中显现位置辨别出其所处车道，根据辨别出的所述位置点所处车道输出对应的电子信号，其中，所述车道包括机动车道与非机动车道，所述电子地图上至少绘制有机动车道与非机动车道的分割线；限流模块，包括开关控制器、至少一金氧半场效晶体管、电动车蓄电池以及第一电阻，所述金氧半场效晶体管上设置有第二电阻，所述开关控制器分别与所述车道辨别模块以及金氧半场效晶体管连接，用于根据所述车道辨别模块输出的电子信号控制所述金氧半场效晶体管开关的启闭，所述金氧半场效晶体管通过所述第二电阻与所述第一电阻并联到所述电动车蓄电池上以对其输出电流进行分流，其中，所述第二电阻的电阻值主要取决于用于限制电动车速度的限速百分比，所述第二电阻的电阻值计算公式如下：；经过分流后，分别流入所述第一电阻以及第二电阻的电流值计算公式依次如下：
；
；
车速控制模块，与所述第一电阻连接，用于接收从所述第一电阻流出的电流以控制电动车车速；所述车道辨别模块还用于将十字路口四个方向排列的斑马线围成的矩形区域设定为特殊区域，在辨别出所述位置点处于所述特殊区域的机动车道时将根据在一预设时间段内的所述定位数据生成一行车轨迹，在判断所述行车轨迹的弧度高于设定的阈值时不输出所述电子信号。
作为本发明的一种优选方式，所述金氧半场效晶体管设置成两个，分别为第一、二金氧半场效晶体管，每个金氧半场效晶体管上都设置有所述第二电阻，所述限流模块用于根据所述车道辨别模块输出的电子信号分别控制所述第一、二金氧半场效晶体管开关的启闭，所述第一、二金氧半场效晶体管通过各自的所述第二电阻分别与所述第一电阻并联到所述电动车蓄电池上以对其输出电流进行分流。
作为本发明的一种优选方式，所述车道辨别模块还用于在辨别出所述位置点在所述电子地图中显现位置处于机动车道上时计算出所述位置点至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离，根据计算出的距离确定其所处的距离区间，其中，所述距离区间为两个，分别为第一、二距离区间，所述第一距离区间为0<距离≦a（米），所述第二距离区间为a<距离≦b（米），所述车道辨别模块在确定该距离属于所述第一距离区间时，输出用于控制所述第一金氧半场效晶体管开关启用的电子信号，在确定该距离属于所述第二距离区间时，输出用于控制所述第二金氧半场效晶体管开关启用的电子信号。
作为本发明的一种优选方式，所述限速百分比分别为第一、二限速百分比，且所述第一限速百分比大于所述第二限速百分比，所述第一限速百分比用于计算所述第一金氧半场效晶体管上设置的所述第二电阻的电阻值时代入，所述第二限速百分比用于计算所述第二金氧半场效晶体管上设置的所述第二电阻的电阻值时代入。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：（1）限速***在判断出电动车在非机动车道上行驶时，不对其进行限速，电动车可正常行驶；在判断出电动车在机动车道上行驶时，对其进行限速，使得限速后的电动车速度变慢从而无法在机动车道上正常行驶，驱使用户尽快将电动车驶离机动车道并进入非机动车道上行驶。（2）限速***在判断出电动车在机动车道上行驶时，根据行驶位置至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离远近对应控制限速，距离车道分割线越远，限制后的车速越小，从而驱使电动车向车道分割线方向行驶。（3）限速***在判断出电动车在十字路口中间区域的机动车道行驶时，可判断电动车处于转弯状态从而不对其进行限速。
附图说明
为了让本发明之上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的一种基于车道辨别的电动车限速***的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种电子地图道路规划示意图；
图3为本发明实施例二提供的一种基于车道辨别的电动车限速***的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的一种电子地图道路规划应用示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例一
请参考图1图2，图1为本发明实施例一提供的一种基于车道辨别的电动车限速***的结构示意图，图2为本发明实施例一提供的一种电子地图道路规划示意图。具体的，本实施例提供一种基于车道辨别的电动车限速***，包括：定位模块101，用于对电动车当前行驶位置进行定位并生成定位数据；车道辨别模块102，用于根据所述定位数据在内置的电子地图上搜寻出与其对应的位置点并进行标记，根据标记的所述位置点在所述电子地图中显现位置辨别出其所处车道，根据辨别出的所述位置点所处车道输出对应的电子信号，其中，所述车道包括机动车道与非机动车道，所述电子地图上至少绘制有机动车道与非机动车道的分割线；限流模块103，包括开关控制器104、至少一金氧半场效晶体管105、电动车蓄电池106以及第一电阻107，所述金氧半场效晶体管105上设置有第二电阻108，所述开关控制器104分别与所述车道辨别模块102以及金氧半场效晶体管105连接，用于根据所述车道辨别模块102输出的电子信号控制所述金氧半场效晶体管105开关的启闭，所述金氧半场效晶体管105通过所述第二电阻108与所述第一电阻107并联到所述电动车蓄电池106上以对其输出电流进行分流，其中，所述第二电阻108的电阻值主要取决于用于限制电动车速度的限速百分比，所述第二电阻108的电阻值计算公式如下：；经过分流后，分别流入所述第一电阻107以及第二电阻108的电流值计算公式依次如下：
；
；
车速控制模块109，与所述第一电阻107连接，用于接收从所述第一电阻107流出的电流以控制电动车车速。
具体应用时，所述限速***所包括的所述定位模块101、车道辨别模块102、限流模块103以及车速控制模块109均设置于电动车上。
***运作时，首先通过所述定位模块101对电动车当前行驶位置进行定位并生成定位数据，然后将所述定位数据传送予所述车道辨别模块102，结合图2所示举例而言，所述车道辨别模块102根据所述定位数据在内置的电子地图上搜寻出与其对应的位置点为d1所处位置，将d1进行标记；搜寻出于所述定位数据对应的位置点为d2所处位置，将d2进行标记。设定在电子地图中d1处于非机动车道内，d2处于机动车道内，则所述车道辨别模块102将根据标记的所述位置点d1在所述电子地图中显现位置辨别出其处于非机动车道内，根据标记的所述位置点d2在所述电子地图中显现位置辨别出其处于机动车道内，输出电子信号时，根据辨别出的所述位置点d1处于非机动车道输出与其相对应的电子信号1，根据辨别出的所述位置点d2处于机动车道输出与其相对应的电子信号2。
其中所述限流模块103的工作原理以及工作过程如下：通过所述开关控制器104接收所述车道辨别模块102传输的电子信号并以此控制所述金氧半场效晶体管105开关的启闭，具体的开关控制方式为根据辨别出所述位置点处于非机动车道内对应的电子信号控制所述金氧半场效晶体管105开关关闭（断开），根据辨别出所述位置点处于机动车道内对应的电子信号控制所述金氧半场效晶体管105开关启用（闭合/电路导通），以上述例子说明，即根据电子信号1控制所述金氧半场效晶体管105开关关闭，根据电子信号2控制所述金氧半场效晶体管105开关启用。所述金氧半场效晶体管105开关关闭时，所述电动车蓄电池106输出的电流直接经过所述第一电阻107输出至所述车速控制模块109，电动车车速不会受到第三方的制约而发生改变，即电动车在非机动车道行驶时车速不受影响；所述金氧半场效晶体管105开关启用时，所述第一电阻107与第二电阻108并联，将所述电动车蓄电池106输出的电流进行分流以制约经过所述第一电阻107输出至所述车速控制模块109的电流，电动车车速受到第三方的制约而发生改变，即电动车在机动车道行驶时车速受影响。
其中，所述第一电阻107的电阻值以及限速百分比可进行设置与更改，在本实施例中，所述第一电阻107R1的电阻值设定为0.1Ω，所述限速百分比设定为10%，I 蓄是指所述电动车蓄电池106输出的电流，在本实施例中取最大速电流，即速度最高（油门最大）时输出的电流，在实际应用中，由于电动车功率的不同，蓄电池输出的最大电流值也不同，在此将其不进行限制的设定为10A。
结合所述第二电阻108的电阻值计算公式可计算出其数值大小，即
=；
结合分别流入所述第一电阻107以及第二电阻108的电流值计算公式可分别计算出其数值大小，即
；
；
经过所述第一电阻107与第二电阻108对所述电动车蓄电池106输出的10A电流进行分流后，经过所述第二电阻108流入所述金氧半场效晶体管105上的电流是9.1A，经过所述第一电阻107流入所述车速控制模块109的电流是0.9A，所述车速控制模块109接收从所述第一电阻107流出的0.9A电流以控制电动车车速。也就是说，电动车车速在原本不受到影响的情况下，车速值是流入10A电流对应的大小，在受到分流的影响下，车速值是流入0.9A电流对应的大小，假设最大速10A电流对应的电动车车速是40km/h，则分流过后0.9A电流对应的电动车车速是3.6km/h，在此速度下，电动车基本上处于半停滞状态，即限速***在判断出电动车在非机动车道上行驶时，不对其进行限速，电动车可正常行驶；在判断出电动车在机动车道上行驶时，对其进行限速，限速后的实际最大速度是原本最大车速的9%，电动车无法在机动车道上正常行驶，用户需尽快驶离机动车道并进入非机动车道上行驶。
在本实施例中，所述车道辨别模块102还用于将十字路口四个方向排列的斑马线围成的矩形区域设定为特殊区域，在辨别出所述位置点处于所述特殊区域的机动车道时将根据在一预设时间段内的所述定位数据生成一行车轨迹，在判断所述行车轨迹的弧度高于设定的阈值时不输出所述电子信号。实际应用中，当用户行驶电动车经过十字路口左转弯时，必定会经过机动车道，在此情况下若对其进行分流影响车速则会使得不符合实际需求，考虑到该情况的特殊性，本发明通过所述车道辨别模块102将十字路口四个方向排列的斑马线围成的矩形区域设定为特殊区域，如图2所示的区域T，当所述车道辨别模块102辨别出所述位置点处于区域T的机动车道时，将根据获取到的在一预设时间段内的所述定位数据生成一行车轨迹，所述预设时间段可进行设置，例如5秒，即根据电动车在区域T的机动车道内的前5秒的定位数据生成一行车轨迹，如果判断出该行车轨迹的弧度高于设定的阈值时，则代表电动车处于转弯状态，则不输出所述位置点处于机动车道时对应的电子信号，电动车可以正常速度经过区域T的机动车道。其中，设定的弧度阈值可根据实际测验进行设置，在此不进行限定。
实施例二
请参考图3图4，图3为本发明实施例二提供的一种基于车道辨别的电动车限速***的结构示意图，图4为本发明实施例二提供的一种电子地图道路规划应用示意图。具体的，本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，所述金氧半场效晶体管设置成两个，分别为第一、二金氧半场效晶体管110、111，每个金氧半场效晶体管上都设置有所述第二电阻108，所述限流模块103用于根据所述车道辨别模块102输出的电子信号分别控制所述第一、二金氧半场效晶体管110、111开关的启闭，所述第一、二金氧半场效晶体管110、111通过各自的所述第二电阻108分别与所述第一电阻107并联到所述电动车蓄电池106上以对其输出电流进行分流。所述车道辨别模块102还用于在辨别出所述位置点在所述电子地图中显现位置处于机动车道上时计算出所述位置点至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离，根据计算出的距离确定其所处的距离区间，其中，所述距离区间为两个，分别为第一、二距离区间，所述第一距离区间为，所述第二距离区间为a<距离≦b（米），所述车道辨别模块102在确定该距离属于所述第一距离区间时，输出用于控制所述第一金氧半场效晶体管110开关启用的电子信号，在确定该距离属于所述第二距离区间时，输出用于控制所述第二金氧半场效晶体管111开关启用的电子信号。所述限速百分比分别为第一、二限速百分比，且所述第一限速百分比大于所述第二限速百分比，所述第一限速百分比用于计算所述第一金氧半场效晶体管110上设置的所述第二电阻108的电阻值时代入，所述第二限速百分比用于计算所述第二金氧半场效晶体管111上设置的所述第二电阻108的电阻值时代入。
在本实施例中，不限定的将所述第一距离区间设定为0<距离≦1（米），将所述第二距离区间设定为0<距离≦2（米），将所述第一限速百分比设定为20%，将所述第二百分比设定为10%，以上设定可根据实际情况进行改变，在此不进行叙述。
结合图4所示，具体应用时，所述车道辨别模块102将在辨别出所述位置点d3在所述电子地图中显现位置处于机动车道上时计算出所述位置点d3至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离，根据计算出的距离确定其所处的距离区间。例如，设定计算出的位置点d3至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离为0.5米，则可根据该距离确定出其处于所述第一距离区间内，所述车道辨别模块102输出用于控制所述第一金氧半场效晶体管110开关启用的电子信号予所述开关控制器104，所述开关控制器104根据该电子信号控制所述第一金氧半场效晶体管110开关启用，设于所述第一金氧半场效晶体管110上的所述第二电阻108与第一电阻107并联，将所述电动车蓄电池106输出的电流进行分流以制约经过所述第一电阻107输出至所述车速控制模块109的电流。结合所述第二电阻108的电阻值计算公式可计算出其数值大小，即
=；
结合分别流入所述第一电阻107以及第二电阻108的电流值计算公式可分别计算出其数值大小，即
；
；
经过所述第一电阻107与设于所述第一金氧半场效晶体管110上的第二电阻108对所述电动车蓄电池106输出的10A电流进行分流后，经过所述第二电阻108流入所述第一金氧半场效晶体管110上的电流是8A，经过所述第一电阻107流入所述车速控制模块109的电流是2A，所述车速控制模块109接收从所述第一电阻107流出的2A电流以控制电动车车速。也就是说，电动车车速在原本不受到影响的情况下，车速值是流入10A电流对应的大小，在受到分流的影响下，车速值是流入2A电流对应的大小，假设最大速10A电流对应的电动车车速是40km/h，则分流过后2A电流对应的电动车车速是8km/h。
例如，设定计算出的位置点d3至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离为1.5米，则可根据该距离确定出其处于所述第二距离区间内，所述车道辨别模块102输出用于控制所述第二金氧半场效晶体管111开关启用的电子信号予所述开关控制器104，所述开关控制器104根据该电子信号控制所述第二金氧半场效晶体管111开关启用，设于所述第二金氧半场效晶体管111上的所述第二电阻108与第一电阻107并联，将所述电动车蓄电池106输出的电流进行分流以制约经过所述第一电阻107输出至所述车速控制模块109的电流。
结合所述第二电阻108的电阻值计算公式可计算出其数值大小，即
=；
结合分别流入所述第一电阻107以及第二电阻108的电流值计算公式可分别计算出其数值大小，即
；
；
经过所述第一电阻107与设于所述第二金氧半场效晶体管111上的第二电阻108对所述电动车蓄电池106输出的10A电流进行分流后，经过所述第二电阻108流入所述第二金氧半场效晶体管111上的电流是9.1A，经过所述第一电阻107流入所述车速控制模块109的电流是0.9A，所述车速控制模块109接收从所述第一电阻107流出的0.9A电流以控制电动车车速。也就是说，电动车车速在原本不受到影响的情况下，车速值是流入10A电流对应的大小，在受到分流的影响下，车速值是流入0.9A电流对应的大小，假设最大速10A电流对应的电动车车速是40km/h，则分流过后0.9A电流对应的电动车车速是3.6km/h。
即在本实施例中，限速***在判断出电动车在机动车道上行驶时，对其进行限速，具体的限速方式是当判断出电动车所处的位置点至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离处于所述第一距离区间内时，控制限速后的最大速度是原本最大车速的20%；判断出电动车所处的位置点至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离处于所述第二距离区间内时，控制限速后的实际最大速度是原本最大车速的9%，也就是说，电动车距离车道分割线距离越远，限制后的车速越小，从而驱使电动车向车道分割线方向行驶。
本发明可实现以下优点：
借由本发明，可实现以下有益效果：（1）限速***在判断出电动车在非机动车道上行驶时，不对其进行限速，电动车可正常行驶；在判断出电动车在机动车道上行驶时，对其进行限速，使得限速后的电动车速度变慢从而无法在机动车道上正常行驶，驱使用户尽快将电动车驶离机动车道并进入非机动车道上行驶。（2）限速***在判断出电动车在机动车道上行驶时，根据行驶位置至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离远近对应控制限速，距离车道分割线越远，限制后的车速越小，从而驱使电动车向车道分割线方向行驶。（3）限速***在判断出电动车在十字路口中间区域的机动车道行驶时，可判断电动车处于转弯状态从而不对其进行限速。

Claims (4)

1.一种基于车道辨别的电动车限速***，其特征在于，包括：
定位模块，用于对电动车当前行驶位置进行定位并生成定位数据；
车道辨别模块，用于根据所述定位数据在内置的电子地图上搜寻出与其对应的位置点并进行标记，根据标记的所述位置点在所述电子地图中显现位置辨别出其所处车道，根据辨别出的所述位置点所处车道输出对应的电子信号，其中，所述车道包括机动车道与非机动车道，所述电子地图上至少绘制有机动车道与非机动车道的分割线；
限流模块，包括开关控制器、至少一金氧半场效晶体管、电动车蓄电池以及第一电阻，所述金氧半场效晶体管上设置有第二电阻，所述开关控制器分别与所述车道辨别模块以及金氧半场效晶体管连接，用于根据所述车道辨别模块输出的电子信号控制所述金氧半场效晶体管开关的启闭，所述金氧半场效晶体管通过所述第二电阻与所述第一电阻并联到所述电动车蓄电池上以对其输出电流进行分流，其中，所述第二电阻的电阻值主要取决于用于限制电动车速度的限速百分比，所述第二电阻的电阻值计算公式如下：；
经过分流后，分别流入所述第一电阻以及第二电阻的电流值计算公式依次如下：
；
；
车速控制模块，与所述第一电阻连接，用于接收从所述第一电阻流出的电流以控制电动车车速；所述车道辨别模块还用于将十字路口四个方向排列的斑马线围成的矩形区域设定为特殊区域，在辨别出所述位置点处于所述特殊区域的机动车道时将根据在一预设时间段内的所述定位数据生成一行车轨迹，在判断所述行车轨迹的弧度高于设定的阈值时不输出所述电子信号。
2.如权利要求1所述的一种基于车道辨别的电动车限速***，其特征在于，所述金氧半场效晶体管设置成两个，分别为第一、二金氧半场效晶体管，每个金氧半场效晶体管上都设置有所述第二电阻，所述限流模块用于根据所述车道辨别模块输出的电子信号分别控制所述第一、二金氧半场效晶体管开关的启闭，所述第一、二金氧半场效晶体管通过各自的所述第二电阻分别与所述第一电阻并联到所述电动车蓄电池上以对其输出电流进行分流。
3.如权利要求2所述的一种基于车道辨别的电动车限速***，其特征在于，所述车道辨别模块还用于在辨别出所述位置点在所述电子地图中显现位置处于机动车道上时计算出所述位置点至机动车道与非机动车道的分割线之间的距离，根据计算出的距离确定其所处的距离区间，其中，所述距离区间为两个，分别为第一、二距离区间，所述第一距离区间为0<距离≦a（米），所述第二距离区间为a<距离≦b（米），所述车道辨别模块在确定该距离属于所述第一距离区间时，输出用于控制所述第一金氧半场效晶体管开关启用的电子信号，在确定该距离属于所述第二距离区间时，输出用于控制所述第二金氧半场效晶体管开关启用的电子信号。
4.如权利要求3所述的一种基于车道辨别的电动车限速***，其特征在于，所述限速百分比分别为第一、二限速百分比，且所述第一限速百分比大于所述第二限速百分比，所述第一限速百分比用于计算所述第一金氧半场效晶体管上设置的所述第二电阻的电阻值时代入，所述第二限速百分比用于计算所述第二金氧半场效晶体管上设置的所述第二电阻的电阻值时代入。
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