專(zhuān)利名稱(chēng)：一種道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，主要用于地面交通低能見(jiàn)度預(yù) 警和安全通行保障系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能見(jiàn)度數(shù)值的變化將直接影響到道路交通中的安全預(yù)視距離(安全預(yù)視距離是 指安全駕駛車(chē)輛所必需獲得的滿足安全駕駛所需要的有效可視距離)，進(jìn)而會(huì)影響道路交 通的安全。在現(xiàn)有對(duì)低能見(jiàn)度的描述中，大部分是針對(duì)雨霧等自然氣象變化，而實(shí)際在道路 交通領(lǐng)域?qū)е履芤?jiàn)度降低的因素則遠(yuǎn)不止雨霧，例如季節(jié)性的燒荒、風(fēng)沙揚(yáng)塵、工業(yè)污染等 等因素都會(huì)導(dǎo)致局部的能見(jiàn)度下降，這些因素與雨霧共同構(gòu)成的低能見(jiàn)度直接影響到道路 交通的安全?，F(xiàn)有的能見(jiàn)度探測(cè)設(shè)備，尤其是應(yīng)用于道路交通中的能見(jiàn)度探測(cè)設(shè)備基本上 是以探測(cè)霧為主，很少有根據(jù)道路交通實(shí)際需要且全方位兼顧的能見(jiàn)度探測(cè)設(shè)備投入實(shí)際 應(yīng)用。低能見(jiàn)度會(huì)影響道路交通安全已經(jīng)是一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)，但是并非低能見(jiàn)度就必然 會(huì)導(dǎo)致道路交通事故；例如道路交通在有霧的狀態(tài)下，同樣的能見(jiàn)度數(shù)值下，有些則會(huì)發(fā)生 事故或連續(xù)追尾事故，而有些則連小事故也不會(huì)發(fā)生。這不是偶然的，而是形成低能見(jiàn)度的 物理形態(tài)、特性的差異及組成方式差異導(dǎo)致了低能見(jiàn)度環(huán)境危險(xiǎn)程度的差異。目前，國(guó)內(nèi)及國(guó)際上目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)低能見(jiàn)度的物理差異導(dǎo)致交通事故的深入 研究文獻(xiàn)或資料，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)除能見(jiàn)度數(shù)值區(qū)分以外對(duì)低能見(jiàn)度危險(xiǎn)程度分級(jí)或依據(jù)低能 見(jiàn)度的危險(xiǎn)程度研制對(duì)應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備和相關(guān)的防霧減災(zāi)技術(shù)裝備。本申請(qǐng)人收集了距今十年內(nèi)全球發(fā)生的由于低能見(jiàn)度所導(dǎo)致的一次事故、二次及 以上事故的部分案例進(jìn)行分析與歸納，在分析和歸類(lèi)后發(fā)現(xiàn)，在駕駛員視角觀察的層面突 然能見(jiàn)度降低是導(dǎo)致一次事故的重要原因之一，而二次及以上事故的主要原因幾乎大部分 都是由于后續(xù)車(chē)輛安全預(yù)視距離不足或快速失去其預(yù)期可獲得的安全預(yù)視距離所致。形成快速失去其預(yù)期可獲得的安全預(yù)視距離的原因通常是突然能見(jiàn)度降低所致， 例如在霧區(qū)環(huán)境下，原因大致有團(tuán)霧、進(jìn)入霧區(qū)或在霧區(qū)內(nèi)行車(chē)車(chē)速過(guò)快、進(jìn)入霧區(qū)時(shí)與 前車(chē)距離過(guò)近；在上述誘因中，可以歸納出其本質(zhì)是基于車(chē)輛駕駛?cè)藛T的視角觀察前方道 路綜合信息的能見(jiàn)度數(shù)值快速降低。盡管低能見(jiàn)度狀態(tài)的形成機(jī)制有多種，但是在低能見(jiàn)度區(qū)域與正常能見(jiàn)度區(qū)域之 間通常會(huì)有邊界，低能見(jiàn)度區(qū)域內(nèi)部各點(diǎn)之間的能見(jiàn)度數(shù)值也是不均衡的，從正常能見(jiàn)度 區(qū)域進(jìn)入低能見(jiàn)度區(qū)域后，其能見(jiàn)度數(shù)值會(huì)隨著進(jìn)入低能見(jiàn)度區(qū)域的深度而變化，但是這 種變化不是線性的，并且具有隨機(jī)性。目前尚無(wú)法對(duì)一個(gè)霧區(qū)的中心點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定或評(píng)判，并 且評(píng)估一個(gè)霧區(qū)的中心是以能見(jiàn)度(濃度)數(shù)值為依據(jù)還是以物理中心為依據(jù)也沒(méi)有明確 的定論，目前對(duì)能見(jiàn)度的測(cè)報(bào)是以靜態(tài)實(shí)測(cè)為依據(jù)的，并且以實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)值為測(cè)報(bào)依據(jù)；由于 霧是動(dòng)態(tài)的，并且其邊界、中心點(diǎn)、涉及范圍以目前的技術(shù)還無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)報(bào)，這就直接導(dǎo)致 了誤報(bào)或漏報(bào)。
目前國(guó)際上通用的能見(jiàn)度預(yù)報(bào)及評(píng)估方式都是靜態(tài)的，也就是在檢測(cè)點(diǎn)獲得的能 見(jiàn)度數(shù)值，事實(shí)上霧或?qū)е履芤?jiàn)度變化的物理集合幾乎都是動(dòng)態(tài)的，導(dǎo)致能見(jiàn)度降低的原 因通常是一種或多種物質(zhì)聚集或組合并動(dòng)態(tài)變化的懸浮物集合。在一個(gè)低能見(jiàn)度區(qū)域內(nèi)的 能見(jiàn)度數(shù)值不會(huì)是一個(gè)均值，其能見(jiàn)度數(shù)值會(huì)隨各種物理?xiàng)l件變化而變化，在道路交通中 使用靜態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值相對(duì)于安全駕駛車(chē)輛所必需的足夠的安全預(yù)視距離而言，其數(shù)值對(duì)道 路交通安全的預(yù)警作用不是很明顯，因?yàn)檐?chē)輛是在動(dòng)態(tài)行駛，使用一種不具備針對(duì)性和實(shí) 效的能見(jiàn)度評(píng)估方式去定義或研制道路交通用防霧設(shè)備不符合要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種道 路交通能見(jiàn)度差值獲取方法。獲取到的能見(jiàn)度差值作為一個(gè)重要參數(shù)，用于道路交通低能 見(jiàn)度預(yù)警系統(tǒng)，為道路交通低能見(jiàn)度預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警方法的實(shí)施提供支持。本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法， 其特征在于
a、沿道路車(chē)輛行駛方向依次設(shè)置多個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器，各個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器均可以與前向 及后向的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸；每?jī)蓚€(gè)相鄰的能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)最 基本的檢測(cè)區(qū)段，多個(gè)相連的基本檢測(cè)區(qū)段組成一個(gè)檢測(cè)陣列；
b、第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)出的能見(jiàn)度數(shù)值設(shè)為Dn，第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)出的 能見(jiàn)度數(shù)值設(shè)為Dn+1 ；在第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段內(nèi)， Dn和Dn+1進(jìn)行比對(duì)時(shí)必須基于相同的時(shí)間，相同的時(shí)間是指參與比對(duì)的Dn和Dn+1必須是相 同時(shí)間或允許時(shí)間誤差內(nèi)采集的數(shù)據(jù)；
c、第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器將Dn傳輸給第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器，在第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器 中處理如下過(guò)程比對(duì)第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段的能 見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè)區(qū)段的C= Dn - Dn+1 ；
或者；
第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器及第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器均將相同或允許誤差時(shí)間內(nèi)采集的能見(jiàn) 度數(shù)值都傳輸給上位控制系統(tǒng)，在上位控制系統(tǒng)中處理過(guò)程如下比對(duì)第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè) 器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段的能見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè)區(qū)段的
C_ Dn DN+ι ο本發(fā)明每個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器在整個(gè)檢測(cè)陣列內(nèi)均具有唯一的識(shí)別標(biāo)識(shí)。本發(fā)明每個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器在實(shí)際安裝時(shí)均具有其安裝點(diǎn)的物理地址識(shí)別碼或者 坐標(biāo)參數(shù)。本發(fā)明一個(gè)檢測(cè)區(qū)段或者一個(gè)檢測(cè)陣列中能見(jiàn)度探測(cè)器均必須使用相同的時(shí)鐘 源作為同步源，并以此作為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)比對(duì)的同步依據(jù)。本發(fā)明當(dāng)檢測(cè)區(qū)段或檢測(cè)陣列內(nèi)的能見(jiàn)度沒(méi)有差值或差值在允許值之內(nèi)時(shí)，可依 據(jù)檢測(cè)區(qū)段或者檢測(cè)陣列內(nèi)任意一個(gè)能見(jiàn)度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為被檢區(qū)段的道路安全通行基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)。本發(fā)明計(jì)算了一檢測(cè)區(qū)段內(nèi)兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器的能見(jiàn)度差值，該能見(jiàn)度差值可作 為一個(gè)重要參數(shù)，為地面交通低能見(jiàn)度預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警方法和具體實(shí)施提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，以此提高了車(chē)輛的行駛安全。


圖1為能見(jiàn)度探測(cè)器安裝排列方式示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，沿道路車(chē)輛行駛方向依次安裝多個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器，且呈現(xiàn)鏈?zhǔn)脚帕蟹?式，各個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器能夠?qū)崿F(xiàn)能見(jiàn)度數(shù)值的實(shí)時(shí)探測(cè)。每個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器均內(nèi)置有數(shù)據(jù) 鏈路，可以與前向位置安裝及后向位置安裝的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路連接，或至少與 其中一個(gè)方向的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接。每個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路在前向或后 向能見(jiàn)度探測(cè)器之間基于相同時(shí)間取得的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的能見(jiàn)度數(shù)值比對(duì)。比對(duì)可順 序進(jìn)行也可跨越或跳躍進(jìn)行。所有的能見(jiàn)度檢測(cè)器具有相同的時(shí)鐘，即相同的時(shí)間軸。相 同的時(shí)鐘獲取可基于本地時(shí)間源也可基于外置的時(shí)間源。相鄰兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè) 檢測(cè)區(qū)段，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中所述的相鄰兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器，并不是指物理位置上的 相鄰，而是指定意義上的相鄰，即，共有W個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器，編號(hào)分別為一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)…… W號(hào)，實(shí)施者可以指定兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器作為相鄰，比如指定一號(hào)和三號(hào)是相鄰的，這兩個(gè) 能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)檢測(cè)區(qū)段；三號(hào)和五號(hào)是相鄰的，這兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)檢 測(cè)區(qū)段；五號(hào)和七號(hào)是相鄰的，這兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)檢測(cè)區(qū)段；即在編號(hào)上相隔 一個(gè)編號(hào)的能見(jiàn)度探測(cè)器作為相鄰。當(dāng)然，也可指定在編號(hào)上相隔兩個(gè)或者多個(gè)編號(hào)的能 見(jiàn)度探測(cè)器作為相鄰，具體相隔幾個(gè)編號(hào)的能見(jiàn)度探測(cè)器作為相鄰，要看具體實(shí)施的環(huán)境 及實(shí)施要求，例如用于短距離測(cè)報(bào)時(shí)，物理上相鄰的能見(jiàn)度探測(cè)器之間組態(tài)，當(dāng)需要中長(zhǎng)距 離的動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值時(shí)，可跨越組態(tài)；在實(shí)踐中，也可同時(shí)進(jìn)行短距離和長(zhǎng)距離同時(shí)組合組 態(tài)，也就是既進(jìn)行短距離組態(tài)測(cè)報(bào)也同時(shí)將中、長(zhǎng)距離的數(shù)值進(jìn)行組態(tài)測(cè)報(bào)。為了獲得連續(xù)的能見(jiàn)度差值，必須連續(xù)安裝能見(jiàn)度探測(cè)器至檢測(cè)陣列結(jié)束，在連 續(xù)的能見(jiàn)度探測(cè)區(qū)段內(nèi)獲得的連續(xù)的能見(jiàn)度差值所轉(zhuǎn)換的面向具體應(yīng)用的能見(jiàn)度數(shù)據(jù)才 具有指導(dǎo)意義。二個(gè)或以上不連續(xù)的能見(jiàn)度探測(cè)點(diǎn)的能見(jiàn)度數(shù)值無(wú)法轉(zhuǎn)換成具有實(shí)際應(yīng)用 價(jià)值的能見(jiàn)度差值，不連續(xù)是指二個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器的檢測(cè)數(shù)值與途徑該區(qū)段的車(chē)輛安全預(yù) 視距離沒(méi)有相關(guān)性，例如能見(jiàn)度探測(cè)器設(shè)置間距大于正常能見(jiàn)度時(shí)的目視距離最大值或未 安裝在道路沿線的能見(jiàn)度探測(cè)器或沒(méi)有相同時(shí)間軸的能見(jiàn)度探測(cè)器。安全預(yù)視距離是指車(chē) 輛駕駛?cè)藛T為安全駕駛所必需獲得的足夠的安全預(yù)視距離，其基本定義是安全預(yù)視距離需 >車(chē)輛駕駛?cè)藛T反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車(chē)輛所經(jīng)過(guò)的距離+車(chē)輛制動(dòng)至停止所需要的距離。每一個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器均具有精確的坐標(biāo)或物理位置，坐標(biāo)可基于內(nèi)置的坐標(biāo)源或 在安裝時(shí)一次性輸入固化。能見(jiàn)度樣本獲取密度(能見(jiàn)度探測(cè)器安裝間隔)取決于應(yīng)用需求，但是安裝間隔原 則上不應(yīng)超過(guò)正常能見(jiàn)度下的最大目視距離。以下是一些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用的配置建議
如果需要獲得的動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值是為了滿足當(dāng)前速度下的安全預(yù)視距離，則檢測(cè)樣本 間隔距離應(yīng)≤ 以本路段設(shè)計(jì)時(shí)速行駛時(shí)緊急制動(dòng)公允的所需平均距離的一半。該配置可提 供對(duì)“團(tuán)霧”的檢測(cè)及預(yù)警能力，并避免封道。
如果需要獲得的動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值是為了給車(chē)輛提供前方區(qū)域的安全駕駛最高限 速則可以使用<封道所需能見(jiàn)度數(shù)值的間隔距離。在該配置下可提供穩(wěn)妥型的安全策略， 使管理方縮短重點(diǎn)管理區(qū)域。能見(jiàn)度探測(cè)器為現(xiàn)有技術(shù)，主要有前、后向激光能見(jiàn)度探測(cè)器、透射能見(jiàn)度探測(cè)器 等。本實(shí)施例中在道路起點(diǎn)單側(cè)護(hù)欄外沿間隔50米配置杭州博達(dá)偉業(yè)公共安全工程有限 公司專(zhuān)門(mén)為道路交通設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的VCJ型道路交通專(zhuān)用多功能能見(jiàn)度探測(cè)器。該能見(jiàn)度探 測(cè)器使用透射衰減方式檢測(cè)能見(jiàn)度數(shù)值，具有前向及側(cè)向二個(gè)檢測(cè)視窗，可組成前向連續(xù) 監(jiān)測(cè)陣列(鏈?zhǔn)綑z測(cè)陣列)，它是一種專(zhuān)門(mén)為地面交通應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的廉價(jià)短距離透射式能 見(jiàn)度探測(cè)裝置，透射最大距離150米，能見(jiàn)度檢測(cè)范圍15 1500米，精度誤差士8%，取樣間 隔從100毫秒 10000毫秒可選，檢測(cè)時(shí)間同步誤差小于10毫秒。本實(shí)施例中不配置側(cè)向 檢測(cè)的副檢測(cè)射源(對(duì)穿道路的檢測(cè)射源)，僅配置與道路走向平行的檢測(cè)射源。在VCJ型道路交通專(zhuān)用多功能能見(jiàn)度探測(cè)器上配置雙向數(shù)字無(wú)線通訊模塊并通 過(guò)數(shù)字無(wú)線通訊模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的能見(jiàn)度探測(cè)器進(jìn)行組網(wǎng)，前向、后向、側(cè)向能見(jiàn)度探測(cè)器 之間能夠?qū)崿F(xiàn)交互，整個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)鏈具有數(shù)據(jù)傳輸能力，可在任意節(jié)點(diǎn)之間上傳或下載 數(shù)據(jù)，能夠?qū)⑷我庖粋€(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔豢刂蒲b置上，也可在任意一組或 者一個(gè)能見(jiàn)度組合中對(duì)能見(jiàn)度數(shù)值進(jìn)行分析。本實(shí)施例雙向數(shù)字無(wú)線通訊模塊使用TI的 CC2500，使用2. 4G傳輸波段，它可以與覆蓋區(qū)內(nèi)的同類(lèi)模塊自組網(wǎng)。每一個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器 均已經(jīng)設(shè)置了全網(wǎng)唯一的地址作為識(shí)別標(biāo)志，該標(biāo)識(shí)也可用于定位能見(jiàn)度探測(cè)器在物理上 的位置；在每一個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器內(nèi)嵌入的通訊模塊上還有一個(gè)RS-232 口作為直連端口，當(dāng) 需要時(shí)通過(guò)它可以與外場(chǎng)設(shè)備直連或經(jīng)轉(zhuǎn)換器與光端機(jī)連接。能見(jiàn)度探測(cè)器通過(guò)數(shù)字無(wú)線 組網(wǎng)后能夠?qū)崿F(xiàn)前向、后向、側(cè)向能見(jiàn)度探測(cè)器之間的數(shù)據(jù)交互，并使整個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)鏈具 有數(shù)據(jù)傳輸能力，可在任意節(jié)點(diǎn)之間上傳或下載數(shù)據(jù)(含對(duì)無(wú)線覆蓋區(qū)內(nèi)的動(dòng)態(tài)受眾)，能 夠?qū)⑷我庖粋€(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔豢刂蒲b置上，也可在任意一組或者一個(gè)能 見(jiàn)度組合中對(duì)能見(jiàn)度數(shù)值進(jìn)行分析。在3公里路段上總共需要配置60臺(tái)VCJ型道路交通專(zhuān)用多功能能見(jiàn)度探測(cè)器組 成一個(gè)檢測(cè)陣列，這些能見(jiàn)度探測(cè)器全部安裝在道路護(hù)欄外沿的立柱上，通過(guò)調(diào)整能見(jiàn)度 探測(cè)器的主動(dòng)探測(cè)射線角度與前向能見(jiàn)度探測(cè)器配對(duì)(任意一對(duì)物理上相鄰的能見(jiàn)度探測(cè) 器為一個(gè)探測(cè)組合)后向能見(jiàn)度探測(cè)器向前向的能見(jiàn)度探測(cè)器發(fā)射檢測(cè)源射線，前向安裝 的能見(jiàn)度探測(cè)器接收并解碼后分析接收到的檢測(cè)源信號(hào)，根據(jù)解碼和分析信號(hào)獲得實(shí)時(shí)的 信號(hào)衰減并換算出能見(jiàn)度數(shù)值；上述檢測(cè)過(guò)程通過(guò)連續(xù)排列的能見(jiàn)度探測(cè)器連續(xù)進(jìn)行，直 至檢測(cè)陣列結(jié)束。在每一個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器內(nèi)嵌入了一個(gè)衛(wèi)星接收模塊，本實(shí)施例使用杭州博達(dá)偉業(yè) 公共安全工程有限公司生產(chǎn)的LGS型同步信號(hào)源，內(nèi)置基于SIRF公司生產(chǎn)的衛(wèi)星接收芯 片，它能夠提供誤差不低于1毫秒的同步時(shí)間源，同時(shí)還提供了誤差小于5米的坐標(biāo)定位； 該坐標(biāo)及所包含的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息也可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)向動(dòng)態(tài)受眾播報(bào)，例如路過(guò)的車(chē)輛，并 且也可直接與GIS系統(tǒng)組態(tài)并自動(dòng)生成霧區(qū)態(tài)勢(shì)圖。在本發(fā)明中，N為1 M-I之間的整數(shù)，M為被指定的能見(jiàn)度探測(cè)器的總數(shù)量。這 樣，就共有M-I個(gè)檢測(cè)區(qū)段，即第1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第2號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū) 段，第2號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第3號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段，第3號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第4號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段，第4號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第5號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè) 區(qū)段……第M-I號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第M號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段。物理上相鄰的第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器之間的相對(duì)位置是固 定的；當(dāng)?shù)贜號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器之間出現(xiàn)能見(jiàn)度數(shù)值差時(shí)，如果機(jī) 動(dòng)車(chē)從第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器駛往第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器，則駕駛?cè)藛T位于第N號(hào)能見(jiàn)度探 測(cè)器時(shí)其目視感覺(jué)是與第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)到的能見(jiàn)度數(shù)值基本一致的，在行駛至第 N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器過(guò)程中，其能見(jiàn)度變化是WDn漸進(jìn)到DN+1，當(dāng)?shù)竭_(dá)第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè) 器點(diǎn)時(shí)，其目視能見(jiàn)度數(shù)值與第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器一致。如果第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第 N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器之間的能見(jiàn)度數(shù)值差不變的情況下，從第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器前往第N+1 號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器行進(jìn)期間，從駕駛?cè)藛T視角獲得的能見(jiàn)度數(shù)值變化速率取決于機(jī)動(dòng)車(chē)的行 進(jìn)速度，不同運(yùn)動(dòng)速度的車(chē)輛所獲得的變化梯度是不一樣的，基于駕駛?cè)藛T視角的能見(jiàn)度 變化也稱(chēng)為動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度。相對(duì)于靜態(tài)能見(jiàn)度，動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度是一種基于靜態(tài)能見(jiàn)度與動(dòng)態(tài)受 體之間相互關(guān)系的描述方法。本發(fā)明也是檢測(cè)低能見(jiàn)度環(huán)境下視線斷層及落差(也稱(chēng)團(tuán)霧) 的一種技術(shù)方法。在實(shí)際應(yīng)用中連續(xù)排列的能見(jiàn)度探測(cè)裝置可檢測(cè)到連續(xù)的能見(jiàn)度數(shù)值， 并基于連續(xù)的能見(jiàn)度數(shù)值換算出面向應(yīng)用的各種動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值。動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值主要應(yīng) 用于道路交通預(yù)警系統(tǒng)中。在雙向應(yīng)用中，逆向測(cè)算可為逆向車(chē)道提供動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度。以下數(shù)據(jù)的換算均基于同一時(shí)刻采集到的靜態(tài)能見(jiàn)度數(shù)據(jù)作為換算基數(shù)。第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)出的該點(diǎn)的能見(jiàn)度數(shù)值為Dn，第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢 測(cè)出的該點(diǎn)的能見(jiàn)度數(shù)值為Dn+1。同一檢測(cè)區(qū)段兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)到能見(jiàn)度后，通過(guò)以 下兩種方法進(jìn)行處理
第一種方法第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器將Dn傳輸給第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器，在第N+1號(hào)能 見(jiàn)度探測(cè)器中處理如下過(guò)程計(jì)算上述時(shí)間第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器 組成的檢測(cè)區(qū)段的能見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè)區(qū)段的C= Dn - Dn+1。或者采用第二種方法第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器及第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器均將能見(jiàn)度 數(shù)值都傳輸給上位控制系統(tǒng)，在上位控制系統(tǒng)中處理如下過(guò)程計(jì)算上述時(shí)間第N號(hào)能見(jiàn) 度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段的能見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè) 區(qū)段的C= DN - Dn+10上位控制系統(tǒng)可采用現(xiàn)有技術(shù)，安裝于交通預(yù)警或管理系統(tǒng)中。以上步驟完成后，即獲得了第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器及第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器所在檢 測(cè)區(qū)段的在上述時(shí)間的能見(jiàn)度差。能見(jiàn)度差作為一個(gè)重要參數(shù)，用于道路交通預(yù)警系統(tǒng)中，為道路交通預(yù)警系統(tǒng)的 預(yù)警方法的實(shí)施提供支持，以此提高了車(chē)輛的行駛安全。采用了實(shí)施例的預(yù)警方式的工作流程說(shuō)明 (1)檢測(cè)區(qū)段能見(jiàn)度差計(jì)算
已知Dn為480米，Dn+1為230米；公式=C= Dn — DN+1，能見(jiàn)度差值C =480-230=250米。(2)檢測(cè)區(qū)段單位距離能見(jiàn)度變化計(jì)算
已知安裝點(diǎn)間隔50米，Dn為480米，Dn+1為230米；公式(Dn — DN+1) /L=R,即 (480-230) /50=5，即第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段內(nèi)距離 每變化1米能見(jiàn)度數(shù)值變化5米，該數(shù)值將可用于預(yù)測(cè)前方能見(jiàn)度，并且可在各區(qū)段間銜接 已取得短距離能動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值和中、長(zhǎng)距離的動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值。其中短距離急變的動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值對(duì)道路交通安全的危害性最高。(3)離開(kāi)檢測(cè)起點(diǎn)H米能見(jiàn)度數(shù)值變化測(cè)算
設(shè)機(jī)動(dòng)車(chē)已經(jīng)離開(kāi)第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器30米，則該點(diǎn)距第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器點(diǎn)能見(jiàn)度 數(shù)值已經(jīng)變化公式RV=HXR，即30X5=150米。(4)任意點(diǎn)位能見(jiàn)度數(shù)值計(jì)算
如果需要估算實(shí)時(shí)能見(jiàn)度數(shù)值則可以將數(shù)據(jù)與起點(diǎn)相減或與終點(diǎn)相加即為實(shí)時(shí)的能 見(jiàn)度數(shù)值公式X=Dn-RL，即480-5 X 30=330米，此為距第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器30米的實(shí)時(shí)能 見(jiàn)度數(shù)值。(5)低能見(jiàn)度區(qū)域安全通行速度預(yù)測(cè)
預(yù)測(cè)前方安全速度本公式是基于單位距離能見(jiàn)度變化判斷當(dāng)前能見(jiàn)度與當(dāng)前車(chē)輛行 駛速度是否匹配。本實(shí)施例主要是說(shuō)明能見(jiàn)度數(shù)值與速度及距離之間的函數(shù)關(guān)系，為說(shuō)明 問(wèn)題及簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮加速度問(wèn)題，僅使用均速來(lái)計(jì)算，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)應(yīng)用側(cè)重 修改算法。公式(Dn-RL)彡(J+F)XR0本公式描述了基于單位距離能見(jiàn)度變化R獲得的當(dāng)前車(chē)速可確保行車(chē)安全。其 中=(Dn-RL)描述了車(chē)輛所在地的實(shí)際能見(jiàn)度數(shù)值；公式(J+F) XR描述了基于R測(cè)算的車(chē) 輛所在地再向前行進(jìn)所需安全預(yù)視距離，當(dāng)二組數(shù)值相比相等或大于“零”時(shí)，當(dāng)前車(chē)速下 具有足夠的安全預(yù)視距離，如果相減后數(shù)值小于零則表示當(dāng)前車(chē)速?zèng)]有足夠的安全預(yù)視距 離，是不安全的。上述公式中
Dn=第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)時(shí)能見(jiàn)度數(shù)值；
R=自第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器至第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器之間單位距離能見(jiàn)度變化的數(shù)值； L=從第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器出發(fā)汽車(chē)行駛路程；
J=車(chē)輛駕駛?cè)藛T反應(yīng)時(shí)間內(nèi)車(chē)輛所經(jīng)過(guò)的距離，其中J=KXI，K=實(shí)時(shí)速度，取米/秒； I=總反應(yīng)時(shí)間可取常數(shù)2. 5秒；
F=車(chē)輛制動(dòng)至停止所需要的距離，F(xiàn)為當(dāng)前時(shí)速下緊急停車(chē)所需距離，簡(jiǎn)易取值可選 擇取整數(shù)表達(dá)，即將時(shí)速中的公里替換成米，例如以120公里時(shí)速行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)緊急停車(chē) 距離約為120米；80公里時(shí)速行駛的機(jī)動(dòng)車(chē)緊急停車(chē)距離約為80米，類(lèi)推。式中(J+F) XR描述當(dāng)前速度下的安全預(yù)視必須的距離要求，該距離是隨車(chē)輛實(shí) 際位置前移的。其中R數(shù)值的取值范圍需獲取較大前方距離的檢測(cè)數(shù)值，實(shí)際應(yīng)用中將取 下一個(gè)檢測(cè)區(qū)段或者跳躍獲取足夠距離的檢測(cè)數(shù)據(jù)，如果獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)不足以覆蓋前移 距離則該結(jié)論僅為當(dāng)前動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值下的估測(cè)值。需要特別說(shuō)明的是其中J、F均為估算值，在實(shí)際應(yīng)用中與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中的很 多因素相關(guān)，例如輪胎與地面摩擦系數(shù)、地面的干燥程度、車(chē)輛載重、輪胎與地面的摩擦方 式(滑動(dòng)還是滾動(dòng))等等。本實(shí)施例公式僅提供一種基于動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值來(lái)評(píng)估道路交通中 能夠確保在各種能見(jiàn)度下均可安全行駛的一種參考方法?；谏鲜龉?，可以獲得在低能見(jiàn)度環(huán)境下當(dāng)前安全行駛速度，也可以測(cè)報(bào)較大 距離范圍內(nèi)的安全車(chē)速，基于本發(fā)明所提供的實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)值能夠?qū)Ω咚俟啡范卧诘湍?見(jiàn)度環(huán)境下的安全通行提供技術(shù)保障，可將減少封道。同時(shí)，本發(fā)明可以實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)具有危險(xiǎn)性的“團(tuán)霧”，在“團(tuán)霧”形成危害前發(fā)現(xiàn)并精確測(cè)報(bào)和預(yù)警，它能夠有效防范的低能見(jiàn)度環(huán) 境下的一次事故發(fā)生。當(dāng)能見(jiàn)度沒(méi)有差值時(shí)，各檢測(cè)點(diǎn)之間任意一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的能見(jiàn)度數(shù)值可代表整 個(gè)檢測(cè)陣列的能見(jiàn)度；當(dāng)然，一個(gè)較大檢測(cè)陣列能見(jiàn)度完全沒(méi)有差值的情況很少見(jiàn)，在實(shí)踐 中，整個(gè)檢測(cè)陣列能見(jiàn)度峰谷值相差小于10%均可作為沒(méi)有能見(jiàn)度差值處理；檢測(cè)區(qū)段能 見(jiàn)度差值小于5%也可作為沒(méi)有能見(jiàn)度差值處理。以上方法基于一個(gè)確定的起點(diǎn)及終點(diǎn)來(lái)測(cè)算動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值，其結(jié)果比較精確， 在連續(xù)排列的能見(jiàn)度檢測(cè)器中，使用此方式可獲得一個(gè)連續(xù)的，較高精度的能見(jiàn)度變化數(shù) 值串或變化曲線，它可描述在檢測(cè)區(qū)段內(nèi)任意點(diǎn)位的能見(jiàn)度數(shù)值，并且可以基于本發(fā)明所 采集的實(shí)時(shí)能見(jiàn)度數(shù)值換算成多種面向應(yīng)用的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。例如在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)時(shí)的 能見(jiàn)度數(shù)值動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)路面已經(jīng)安裝的預(yù)警裝置。在本發(fā)明中如何獲取能見(jiàn)度數(shù)值的方法不限，其要求是在相同的時(shí)間軸上能夠獲 得各檢測(cè)點(diǎn)的能見(jiàn)度數(shù)值；由于取樣點(diǎn)設(shè)置的不同，應(yīng)用目標(biāo)的差異將會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度 數(shù)值獲取的方式產(chǎn)生差異。所以即使順序排列的方式下，也可以采用跨越或跳躍方式獲取 靜態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值或者是在順序取值的基礎(chǔ)上在進(jìn)行跨越取值并提供中短距離動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度 數(shù)值?？缭饺≈祷蛱S取值時(shí)的計(jì)算方法與順序取值一樣，只是將N點(diǎn)和N+1點(diǎn)的數(shù)值代 入新的取樣點(diǎn)數(shù)值即可。所述的能見(jiàn)度差值是從車(chē)輛駕駛?cè)藛T的視角判定實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值變化的一 種方法，其動(dòng)態(tài)能見(jiàn)度數(shù)值范圍是隨時(shí)間、距離和能見(jiàn)度差值之間的相互關(guān)系而變化的。
權(quán)利要求
一種道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，其特征在于a、沿道路車(chē)輛行駛方向依次設(shè)置多個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器，各個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器均可以與前向及后向的能見(jiàn)度探測(cè)器實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸；每?jī)蓚€(gè)相鄰的能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)最基本的檢測(cè)區(qū)段，多個(gè)相連的基本檢測(cè)區(qū)段組成一個(gè)檢測(cè)陣列；b、第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)出的能見(jiàn)度數(shù)值設(shè)為DN，第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器檢測(cè)出的能見(jiàn)度數(shù)值設(shè)為DN+1；在第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器與第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段內(nèi)，DN和DN+1進(jìn)行比對(duì)時(shí)必須基于相同的時(shí)間，相同的時(shí)間是指參與比對(duì)的DN和DN+1必須是相同時(shí)間或允許時(shí)間誤差內(nèi)采集的數(shù)據(jù)；c、第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器將DN傳輸給第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器，在第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器中處理如下過(guò)程比對(duì)第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段的能見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè)區(qū)段的C= DN－DN+1；或者；第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器及第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器均將相同或允許誤差時(shí)間內(nèi)采集的能見(jiàn)度數(shù)值都傳輸給上位控制系統(tǒng)，在上位控制系統(tǒng)中處理過(guò)程如下比對(duì)第N號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器和第N+1號(hào)能見(jiàn)度探測(cè)器組成的檢測(cè)區(qū)段的能見(jiàn)度差，該能見(jiàn)度差設(shè)為C，該檢測(cè)區(qū)段的C= DN－DN+1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，其特征在于每個(gè)能見(jiàn)度探 測(cè)器在整個(gè)檢測(cè)陣列內(nèi)均具有唯一的識(shí)別標(biāo)識(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，其特征在于每個(gè)能見(jiàn)度探 測(cè)器在實(shí)際安裝時(shí)均具有其安裝點(diǎn)的物理地址識(shí)別碼或者坐標(biāo)參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，其特征在于一個(gè)檢測(cè)區(qū)段 或者一個(gè)檢測(cè)陣列中能見(jiàn)度探測(cè)器均必須使用相同的時(shí)鐘源作為同步源，并以此作為數(shù)據(jù) 采集和數(shù)據(jù)比對(duì)的同步依據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法，其特征在于當(dāng)檢測(cè)區(qū)段或 檢測(cè)陣列內(nèi)的能見(jiàn)度沒(méi)有差值或差值在允許值之內(nèi)時(shí)，可依據(jù)檢測(cè)區(qū)段或者檢測(cè)陣列內(nèi)任 意一個(gè)能見(jiàn)度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為被檢區(qū)段的道路安全通行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種道路交通能見(jiàn)度差值獲取方法。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的能見(jiàn)度探測(cè)器，以相鄰兩個(gè)能見(jiàn)度探測(cè)器組成一個(gè)檢測(cè)區(qū)段，在檢測(cè)區(qū)段內(nèi)通過(guò)算法計(jì)算出該檢測(cè)區(qū)段的在某一時(shí)刻的能見(jiàn)度差值，該能見(jiàn)度差值可作為一個(gè)重要參數(shù)，為地面交通低能見(jiàn)度預(yù)警系統(tǒng)預(yù)警方法和具體實(shí)施提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，以此提高了車(chē)輛的行駛安全。
文檔編號(hào)G01N21/59GK101986140SQ201010530158
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者陳偉 申請(qǐng)人:陳偉