專利名稱：帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路車輛的交通控制系統(tǒng)，特別涉及一種帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控制方法。
背景技術(shù)：
隨著城市路況越來越復(fù)雜，交通信號燈數(shù)量逐漸增加，司機(jī)難以掌握紅黃綠信號變換周期，使得紅燈信號時交叉路口等待車輛過多，縮小了道路使用范圍，耗費(fèi)了大量能源，而且造成城市空氣污染日趨嚴(yán)重。實(shí)踐證明車輛勻速運(yùn)行是最節(jié)能的運(yùn)行方式，因此，如果讓車輛勻速地通過每一個交叉路口，對車載用戶出行將帶來很多方便，同時也有利于交通的疏導(dǎo)以及環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明提供一種帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控制方法。
本發(fā)明交通提示牌包括控制器、速度提示牌和通信接口三部分，如圖1所示，交通燈與通信接口相連，通信接口再與控制器的輸入接口相連，控制器的輸出接口連接到速度提示牌?？刂破鹘?jīng)通信接口獲得行駛方向的交通燈信號，經(jīng)過公式計算得出可連續(xù)通過前方路口的若干速度區(qū)間，并在速度提示牌上顯示出來。
其中所述的行駛方向的交通燈信號分為綠燈、紅燈和黃燈三種。
所述通信接口目的是獲得行駛方向的當(dāng)前信號或交通燈變燈時間，可采用現(xiàn)有的通信方式，如并行通信、串行通信、交通通信或公眾網(wǎng)絡(luò)通信。
所述的控制器實(shí)現(xiàn)對速度提示牌的顯示控制，具有運(yùn)算、計時功能，可由單片機(jī)(MCU)、可編程控制器(PLC)、嵌入式處理單元構(gòu)成的控制器、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程陣列(FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯設(shè)備(CPLD)或者計算機(jī)(PC)實(shí)現(xiàn)。
所述的速度提示牌可顯示文字或者數(shù)字形式的推薦速度區(qū)間，或由用戶選擇性地顯示當(dāng)前提示牌到前方路口的距離，交通燈的當(dāng)前信號或交通燈變燈時間?？刹捎脭?shù)碼管、陰極射線管顯示器(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、或發(fā)光二極管(LED)點(diǎn)陣屏幕構(gòu)成。
本發(fā)明控制方法最終由控制器實(shí)現(xiàn)，其控制過程包括以下步驟(如圖2所示)步驟一、開始；步驟二、初始化；步驟三、獲取前方路口交通燈信號；步驟四、判斷是否為綠燈，是，進(jìn)入步驟五，否則進(jìn)入步驟十一；
步驟五、判斷是否與上次信號相同，是，進(jìn)入步驟六，否則進(jìn)入步驟七；步驟六、綠燈當(dāng)前時刻值加一，直接進(jìn)入步驟九；步驟七、記錄紅燈持續(xù)時間；步驟八、綠燈當(dāng)前時刻清零；步驟九、計算t0時間，即綠燈持續(xù)時間減去當(dāng)前時刻；步驟十、根據(jù)公式①計算推薦速度區(qū)間，直接進(jìn)入步驟十七；步驟十一、判斷是否與上次信號相同，是，進(jìn)入步驟十二，否則進(jìn)入步驟十三；步驟十二、紅燈當(dāng)前時刻值加一，直接進(jìn)入步驟十五；步驟十三、記錄綠燈的持續(xù)時間；步驟十四、紅燈當(dāng)前時刻清零；步驟十五、計算t1時間，即紅燈持續(xù)時間減去當(dāng)前時刻；步驟十六、根據(jù)公式②計算推薦速度區(qū)間；步驟十七、顯示，并延時1秒，返回步驟三。
如圖3所示，推薦的速度區(qū)間根據(jù)交通提示牌到行駛方向的交通燈的距離，行駛方向的交通燈紅綠燈周期，下次變燈時間計算。若當(dāng)前路段允許最大速度為Vmax，交通提示牌到行駛方向的交通燈的距離為S。行駛方向的交通燈為綠燈時，得到推薦速度區(qū)間如下式St0≤v≤Vmax···(St0<Vmax)St0+(k+1)·(TR+TG)≤v≤St0+TR+k·(TR+TG)···(St0≥Vmax)]]>①式中k——0，1，2…；v——推薦速度；t0——當(dāng)前時刻到行駛方向的交通燈由綠燈變?yōu)榧t燈的時間；TR——行駛方向的交通燈紅、黃燈持續(xù)時間和；TG——行駛方向的交通燈綠燈持續(xù)時間。
當(dāng)行駛方向的交通燈為紅燈或黃燈時，得到推薦速度區(qū)間如下式St1+TG+k·(TR+TG)≤v≤St1+k·(TR+TG)(k=0,1,2....)]]>②式中t1——當(dāng)前時刻到行駛方向的交通燈由紅燈變?yōu)榫G燈的時間。
本發(fā)明提出的帶有推薦通行速度的提示牌，為車輛提供了參考信息，從而減少交通擁塞、降低車輛耗能及緩解空氣污染。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明控制方法流程圖；圖3為本發(fā)明應(yīng)用示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中控制器及其外圍電路原理圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中速度提示牌電路原理圖；(a)為本實(shí)例中數(shù)碼管串行移位電路原理圖；(b)為本實(shí)例中數(shù)碼管的電路原理圖；(c)為本實(shí)例中前方路口交通燈當(dāng)前信號顯示電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
圖4～圖5為本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例。本實(shí)施例中通信接口采用并行通信，控制器選用AT89C51單片機(jī)，采用C語言編程，交通燈提示牌選用數(shù)碼管以數(shù)字形式顯示，顯示信息包括兩組推薦速度區(qū)間(即顯示四個速度數(shù)值)以及行駛方向的交通燈的變燈時間，其中速度值及時間的顯示用三位數(shù)字表示。行駛方向的交通燈的當(dāng)前信號用綠、紅、黃三色燈實(shí)現(xiàn)。
圖4為本實(shí)例中控制器及其外圍電路原理圖，行駛方向的交通燈的綠、紅、黃信號分別與光藕芯片TLP521-4的1、3、5管腳相連，TLP521-4的16、14、12管腳再分別與89C51的13、14、15管腳相連。89C51的5～7管腳分別與如圖5(c)所示的交通燈信號提示顯示電路的Tip_RED、Tip_GREEN、Tip_YELLOW管腳相連。89C51的39、38、37、36管腳分別與速度1顯示電路的rclk、srclr、srclk、ser端子相連；89C51的35、34、33、32管腳分別與速度2顯示電路的rclk、srclr、srclk、ser端子相連；89C51的21～24管腳分別與速度3顯示電路的rclk、srclr、srclk、ser端子相連；89C51的25～28管腳分別與速度4顯示電路的rclk、srclr、srclk、ser端子相連；89C51的1～4管腳分別與變燈時間顯示電路的rclk、srclr、srclk、ser端子相連。
本實(shí)例中四個速度數(shù)值及行駛方向的交通燈變燈時間的顯示電路完全相同，如圖5所示。由于本實(shí)例的速度提示牌采用數(shù)碼管顯示，故顯示電路包括串行移位部分和數(shù)碼管部分，如圖5(a)所示串行移位部分的三個74HC595芯片的15、1、2、3、4、5、6、7管腳分別與三個如圖5(b)所示的數(shù)碼管的Row0～Row7端子相連。
權(quán)利要求
1.一種帶有推薦通行速度的交通提示牌，包括控制器、速度提示牌和通信接口三部分，其特征在于通信接口分別與交通燈以及控制器的輸入接口相連，控制器的輸出接口連接到速度提示牌。
2.一種帶有推薦通行速度的交通提示牌的控制方法，其特征在于顯示控制由控制器實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟步驟一、開始；步驟二、初始化；步驟三、獲取前方路口交通燈信號；步驟四、判斷是否為綠燈，是，進(jìn)入步驟五，否則進(jìn)入步驟十一；步驟五、判斷是否與上次信號相同，是，進(jìn)入步驟六，否則進(jìn)入步驟七；步驟六、綠燈當(dāng)前時刻值加一，直接進(jìn)入步驟九；步驟七、記錄紅燈持續(xù)時間；步驟八、綠燈當(dāng)前時刻清零；步驟九、計算t0時間，即綠燈持續(xù)時間減去當(dāng)前時刻；步驟十、根據(jù)公式 算推薦速度區(qū)間，直接進(jìn)入步驟十七；步驟十一、判斷是否與上次信號相同，是，進(jìn)入步驟十二，否則進(jìn)入步驟十三；步驟十二、紅燈當(dāng)前時刻值加一，直接進(jìn)入步驟十五；步驟十三、記錄綠燈的持續(xù)時間；步驟十四、紅燈當(dāng)前時刻清零；步驟十五、計算t1時間，即紅燈持續(xù)時間減去當(dāng)前時刻；步驟十六、根據(jù)公式St1+TG+k·(TR+TG)≤v≤St1+k·(TR+TG)]]>計算推薦速度區(qū)間；步驟十七、顯示，并延時1秒，返回步驟三。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種帶有推薦通行速度的交通提示牌的控制方法，其特征在于所述的推薦速度區(qū)間由以下公式獲得，當(dāng)行駛方向的交通燈為綠燈時，推薦速度區(qū)間如下式 式中S——交通提示牌到行駛方向的交通燈的距離； v——推薦速度；t0——當(dāng)前時刻到行駛方向的交通燈由綠燈變?yōu)榧t燈的時間；k——0，1，2…；TR——行駛方向的交通燈紅、黃燈持續(xù)時間和；TG——行駛方向的交通燈綠燈持續(xù)時間；當(dāng)行駛方向的交通燈為紅燈或黃燈時，推薦速度區(qū)間如下式St1+TG+k·(TR+TG)≤v≤St1+k·(TR+TG)]]>式中t1——當(dāng)前時刻到行駛方向的交通燈由紅燈變?yōu)榫G燈的時間。
全文摘要
一種帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控制方法，屬于道路車輛的交通控制系統(tǒng)。本發(fā)明交通提示牌包括控制器、速度提示牌和通信接口三部分，通信接口連接交通燈和控制器的輸入接口，控制器的輸出接口到速度提示牌。本發(fā)明控制方法最終由控制器實(shí)現(xiàn)?？刂破鹘?jīng)通信接口獲得行駛方向的交通燈信號，經(jīng)過公式計算得出可連續(xù)通過前方路口的若干速度區(qū)間，并在速度提示牌上顯示出來。本發(fā)明為車輛提供了參考信息，從而減少交通擁塞、降低車輛耗能及緩解空氣污染。
文檔編號G08G1/09GK1928944SQ20061004781
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日
發(fā)明者聞時光 申請人:聞時光