一種色盲可移動無障礙通行信號燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及交通信號領(lǐng)域，具體設(shè)及一種色盲可移動無障礙通行信號燈。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城市道路交通發(fā)展，汽車保有量的攀升，城市交叉口越來越多，信號燈數(shù)量逐 漸增加。交通信號燈在城市道路中起著非常重要的作用，然而傳統(tǒng)的交通信號控制使用定 時的紅黃綠=色燈進(jìn)行交通流的通行限制，只適用于普通大眾，忽略了色盲、色弱。
[0003] 眾所周知，開車是現(xiàn)代人必備技能，生活中必不可少的。但是在中國還有屯千萬 (運只是最保守估計）的人是不允許開車的，運群人就是色盲，并且我國交通法明確規(guī)定:紅 綠色盲患者不允許駕駛機動車，主要原因是紅綠色盲患者不能或不容易分清應(yīng)用普遍的紅 綠交通信號燈，只有色弱的人才可W勉強上路，但是因其對顏色的敏感強度低于正常人，也 易于發(fā)生車禍，存在較大的交通安全隱患。再則由于正常駕駛員在交叉口處難W掌握信號 燈周期，無法順楊的通過交叉口，進(jìn)而引起車輛排隊，導(dǎo)致車輛比行駛過程中排放更多的尾 氣，污染大氣。運些問題普通的信號燈無法解決。
[0004] 近年來，最大綠波帶法圖解法是最常用的一種解決干線信號協(xié)調(diào)控制的方法。圖 解法的基本思想為通過幾何作圖的方式，利用干線系統(tǒng)的時距圖，初步確定交叉口采用同 步式還是交互式協(xié)調(diào)，再調(diào)整交叉口的綠信比和相位差，最后得到較為理想的雙向綠波帶 帶寬。而圖解法雖然能形象具體地描述干線信號協(xié)調(diào)控制的基本原理，但道路狀態(tài)是動態(tài) 變化的，它并沒有考慮道路現(xiàn)狀，并且實現(xiàn)的理論性較差，控制起來較困難。
[0005] 通過檢索發(fā)現(xiàn)，目前在中國關(guān)于色盲交通領(lǐng)域的專利少之又少，比如色盲交通信 號燈還是W前的"圖形"信號燈、"字體"信號燈。例如中國發(fā)明《一種色盲信號燈》專利號 【CN201788590U】中，設(shè)紅燈為一組形成"紅"字型的發(fā)光管，所述綠燈為一組形成"綠"字型 的發(fā)光管，所述黃燈為一組形成"黃"字型的發(fā)光管，雖然色盲可W通過字體實現(xiàn)感知信號 燈的變化，但是改變了人們的習(xí)慣，并且沒有與中國的社會大背景相結(jié)合；中國發(fā)明《色盲 信號燈》專利號【CN202422433U】中，國際通用直行信號燈組的紅燈部分由紅色圓燈作為背 景，在紅色圓燈上制有黑色直行箭頭標(biāo)志，所述的國際通用轉(zhuǎn)彎信號燈組由紅色矩形燈及 其上的綠色轉(zhuǎn)彎箭頭標(biāo)志兩部分組成，綠色轉(zhuǎn)彎箭頭標(biāo)志發(fā)光時表示通行，紅色矩形燈發(fā) 光時表示禁止通行，并沒有考慮中國的現(xiàn)狀，直接沿用國際通用信號燈，只能因為文化、社 會的不同被人們排斥，無法解決現(xiàn)有交通問題。W及中國發(fā)明《色盲信號燈》專利號 【CN201796502U】中，燈箱內(nèi)分別裝有左行信號指示燈和直行信號指示燈，中間裝有時間顯 示器，左行信號指示燈內(nèi)分別設(shè)有星狀左行紅色信號燈、環(huán)狀左行黃色信號燈、箭頭左行綠 色信號燈，直行信號指示燈內(nèi)分別設(shè)有星狀直行紅色信號燈、環(huán)狀直行黃色信號燈、箭頭直 行綠色信號燈，過多的信號燈功能圖形造成了功能的素亂，影響人們辨別信號燈的能力。還 有李丹，張大寧等的《關(guān)愛色弱、色盲群體，解決機動車駕駛問題》在其中提出解決辦法，例 如改變信號燈顏色，改變信號等形狀W及設(shè)計成可翻轉(zhuǎn)的樣式，還有王超等人的《城市交通 信號燈人性化設(shè)計》提出用LED板表示箭頭，圓形來代表紅綠信號燈。對于交叉口干線信號 協(xié)調(diào)控制優(yōu)化問題，還處于起步階段。在中國發(fā)明《帶有推薦通行速度的交通提示牌及其控 制方法》專利號【CN1928944A】中，有描述帶有推薦通行速度的交通提示牌及通行方法，但方 法并沒有和道路現(xiàn)狀結(jié)合，W及推薦通行的速度方法思路與之不同。另外，在中國發(fā)明《一 種連續(xù)交叉路口車輛通行控制方法及裝置》專利【CN104794915A】中，敘述一種交叉口車輛 通行控制方法及裝置，但也沒有考慮道路現(xiàn)狀，并且專利是提供一個移動端，和信號燈是無 關(guān)的。
[0006] 綜上所述，現(xiàn)研究在一定程度上可W解決色盲、色弱開車上路的問題，但是運些專 利里面都有一個最大的缺陷，那就是存在人們認(rèn)知上的顛覆，顛覆了交通規(guī)則，改變了傳 統(tǒng)；另外一個若遇到突發(fā)狀況，肯定因為緊張，忘記信號燈的圖形代表的含義，發(fā)生危險。另 夕h上述專利中可能解決連續(xù)交叉口通行問題，但并沒有和道路現(xiàn)狀結(jié)合，并且沒有運用到 信號燈上，適用范圍很小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的色盲信號燈在不改變原型的基礎(chǔ)上加 W改進(jìn)創(chuàng)新，遠(yuǎn)燈投影裝置和近燈 投影裝置顯示數(shù)字、文字或者圖像，雙重變換輔助色盲色弱進(jìn)行辨別，使色覺正常的人既可 W通過字體變換來識別交通信號燈，也可W通過擺正裝置的顏色來識別交通信號燈。
[0008] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種色盲可移動無障礙通行信號燈，包括設(shè)于十字路口的用于根據(jù)普通信號燈的 變化而投射文字或數(shù)字或圖像的遠(yuǎn)燈投影裝置，在道路側(cè)邊設(shè)置的沿道路方向可移動的近 燈投影裝置，遠(yuǎn)燈投影裝置、近燈投影裝置均與普通信號燈的信號控制器分別單獨連接。遠(yuǎn) 燈投影裝置用于提示離普通信號燈距離較遠(yuǎn)的駕駛員，近燈投影裝置用于提示近處的駕駛 員，二者協(xié)調(diào)配合，為普通駕駛員、色盲駕駛員過路口提供方便，及時根據(jù)信號的變化做出 動作，而不是依靠前車的動作來動作。
[0010] 進(jìn)一步地，所述近燈投影裝置與擺動裝置連接，擺動裝置帶動遠(yuǎn)燈投影裝置擺動， W更好地提醒駕駛員。
[0011] 進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)燈投影裝置與為3D全息投影，有效保證二者的一致性，同時動 作，同時，遠(yuǎn)燈投影裝置與近燈投影裝置均設(shè)于各自的燈箱內(nèi)，最好是透明燈箱。
[0012] 進(jìn)一步地，所述近燈投影裝置同樣為全息投影，在道路側(cè)邊設(shè)有軌道，近燈投影裝 置的燈桿在動力源驅(qū)動下沿著軌道來回行駛。
[0013] 進(jìn)一步地，在遠(yuǎn)燈投影裝置或近燈投影裝置的一側(cè)設(shè)有用于顯示設(shè)定距離內(nèi)最優(yōu) 通行速度的顯示裝置，顯示裝置與控制器連接，控制器與設(shè)于近燈投影裝置燈桿的距離傳 感器連接用W測量該燈桿所在位置距離十字路口的距離L，該距離傳感器可W是紅外線測 距離傳感器，在近燈投影裝置燈桿設(shè)置紅外發(fā)射裝置，在十字路口處設(shè)置接收信號，控制器 與信號控制器的計時裝置、近燈投影裝置分別單獨連接，此外，控制器也可控制燈桿的移動 移動擺動裝置的擺動。
[0014] 進(jìn)一步地，所述擺動裝置為步進(jìn)電機帶動的擺桿，所述遠(yuǎn)燈投影裝置固定在擺桿 上，步進(jìn)電機的旋轉(zhuǎn)周期與普通信號燈變換周期相同，當(dāng)普通信號燈為紅色時，擺桿從豎直 中屯、線向一側(cè)擺動后返回豎直中屯、線，當(dāng)普通信號燈變?yōu)榫G色時，擺桿從數(shù)值中屯、線向另 一側(cè)擺動后返回，當(dāng)普通信號燈為黃色時，擺桿保持不動。 (1)
[0015]進(jìn)一步地，最優(yōu)通行速度V2根據(jù)公式(I)計算：
[0017]式中：L為當(dāng)前十字路口與下一十字路口的距離，Xl為當(dāng)前交叉口縱向長度，X2為下 一交叉口縱向長度，P為當(dāng)前交叉口的通行能力削減系數(shù)，n為當(dāng)前的信號燈周期個數(shù)(n = 1，2,3...)，1'為周期(為當(dāng)前信號燈相位改變時距下一信號燈綠燈的時間），*為當(dāng)前相位剩 余時間，to為當(dāng)前交叉口下一交叉口綠燈相位時長，ti為當(dāng)前交叉口的固定延誤時間。
[0018] 進(jìn)一步地，遠(yuǎn)燈投影裝置所成像的移動速度即遠(yuǎn)燈投影裝置的移動速度V像根據(jù)公 式(2)計算：
(2)
[0020] 式中：Lf象為固定的成像移動距離，V像為固定成像移動速度，T像為高峰時段安全行駛 時間。
[0021] 進(jìn)一步地，固定的成像移動距離Lf象的根據(jù)公式(3)計算：
(3)
[0023] 其中，H為遠(yuǎn)燈投影裝置或近燈投影裝置信號燈桿高，M為遠(yuǎn)燈投影裝置或近燈投 影裝置的成像相對于H的高度;a為第二服務(wù)區(qū)內(nèi)駕駛員的最佳仰角(平均值），0為第二服務(wù) 區(qū)內(nèi)駕駛員的最大仰角(平均值）。
[0024] 進(jìn)一步地，待定行駛十字路口內(nèi)的安全駕駛時間T像根據(jù)公式(4)進(jìn)行計算：
(4)
[0026] 其中，Li為當(dāng)前汽車到進(jìn)口停車線的待定行駛距離，Vi為待定行駛十字路口內(nèi)的汽 車中位速度；
[0027] 控制器根據(jù)公式(4)計算出選定的時段內(nèi)的安全駕駛時間T像，與所剩信號燈時間 作比較，若為綠燈時間，T像〉T綠(計算時間大于綠燈時間），則汽車不能通過，此時控制器控制 投影裝置用字體的閃爍來表示，提示時間不夠用，可W減速。若為紅燈時間，T像〉Ik,運時字 體閃爍，則告訴司機紅燈即將結(jié)束可W預(yù)備提速，兩次字體閃爍的頻率不同。
[0028] 本發(fā)明的工作原理是:普通人看得到顏色發(fā)生變化會很快做出反應(yīng)，剎車或者啟 動，但是由于色盲隔得遠(yuǎn)，有可能看不清字體變化，會做不出正確反應(yīng)，但是駕駛員的后面 的、前面的車已經(jīng)做出反應(yīng)，運個時候駕駛員才會意識到，信號燈變了，駕駛員要做出反應(yīng)， 減速或者加速，運種情況在霧天、雨天更容易發(fā)生，而本發(fā)明中的信號燈，打破色盲、色弱不 能開車上路的傳統(tǒng)，W圖像原理代替色盲和色弱的視覺感知功能，滿足他們開車上路的渴 望；W可移動的圖像消除排隊司機(遠(yuǎn)離停車線）的反應(yīng)時間，達(dá)到"零啟動"的境界;運用公 式計算出交叉口的最佳通行速度，通過道路環(huán)境實測數(shù)據(jù)與計算公式的結(jié)合，得到一組速 度值，取最大與最小的值構(gòu)成最有速度范圍。只要汽車速度在運個范圍之內(nèi)，那么交叉口就 可W在最短的時間內(nèi)傾瀉最多的排隊車輛;通過可移動的靜態(tài)二維圖像，使后排司機提前 感知交通信號，避免因為緊張、慌亂認(rèn)錯信號含義從而導(dǎo)致交通事故的產(chǎn)生。
[0029] 本發(fā)明的有益效果是：
[0030] 1)提高了色盲人±開車的可能性。
[0031] 2)減少了色弱人群因交通信號識別錯誤造成的交通事故，有力的保證了人民群眾 的生命財產(chǎn)及安全W及方便快捷的通過交叉路口，減少交通堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。
[0032] 3)打破傳統(tǒng)的最佳速度預(yù)測定值，根據(jù)計算出的速度區(qū)間上下限，界定最優(yōu)速度 區(qū)間，從而提高交叉口通行能力，有效減緩交叉口擁堵，降低行車延誤時間。
[0033] 4)有望提高了色盲人±在社會中的地位。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明中的整