本實(shí)用新型涉及一種交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提前、實(shí)時(shí)提示交通信號(hào)燈信息的提醒裝置。

背景技術(shù)：

隨著汽車的普及，道路規(guī)則逐步復(fù)雜，駕駛員在面對(duì)陌生的路口時(shí)，要查看各種交通指示的同時(shí)，面對(duì)前方紅綠燈的剩余時(shí)間，甚至還不清楚停車線的具體位置，還要判斷當(dāng)前車速是否能順利通過路口，容易出現(xiàn)判斷失誤，其結(jié)果往往造成搶紅燈并造成安全隱患甚至是事故，或是處于安全心理采取急速剎車而導(dǎo)致追尾，而保守安全的做法，即能通過卻選擇不通過，則需要在路口等待很長時(shí)間，無謂的浪費(fèi)能量和造成排放污染。

另外，在某些特定環(huán)境下，如在早晨，車輛由西向東迎著太陽行駛，或是前方有較高的車輛或是樹枝等阻擋視線，經(jīng)常難以看清楚紅綠燈的具體信號(hào)及剩余時(shí)間，或紅綠燈由于燈管故障而顯示的時(shí)間信息不全，給駕駛帶來的不確定因素并有可能出現(xiàn)事故隱患。

目前有些車輛通過配合衛(wèi)星定位系統(tǒng)來避免上述問題，但一般的衛(wèi)星定位系統(tǒng)不適用于快速移動(dòng)車輛的定位，一般定位精度誤差為10米，但也有高成本的定位系統(tǒng)誤差能夠控制在1米左右，但定位系統(tǒng)都存在響應(yīng)時(shí)間滯后的缺陷，因此不能給駕駛員提供實(shí)時(shí)精確的位置信息，由此可見基于衛(wèi)星定位系統(tǒng)來預(yù)測能否按時(shí)通過路口的準(zhǔn)確性精度并不夠或成本很高。

再加上國內(nèi)目前的交通設(shè)施建設(shè)良莠不齊，智能交通信號(hào)機(jī)尚未普及，并且采用了隨著交通環(huán)境的變化而隨時(shí)改變信號(hào)燈長度的控制策略，駕駛員更加難以獲取或及時(shí)獲取這些信息，給駕駛帶來很多不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠預(yù)先得知車輛在到達(dá)路口時(shí)的交通信號(hào)燈信息，以便于駕駛員及時(shí)調(diào)整車輛速度的提前、實(shí)時(shí)提示交通信號(hào)燈信息的提醒裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種提前、實(shí)時(shí)提示交通信號(hào)燈信息的提醒裝置，安裝于機(jī)動(dòng)車輛上，包括：

圖像識(shí)別模塊，用于識(shí)別交通信號(hào)燈、信號(hào)燈狀態(tài)、信號(hào)燈剩余時(shí)間信息及停車線；

距離測量模塊，與所述圖像識(shí)別模塊連接，用于實(shí)時(shí)測量交通信號(hào)燈及停車線與所述車輛的距離；

中央處理器ECU，與所述距離測量模塊連接，用于計(jì)算所述車輛與停車線的距離，計(jì)算出車輛當(dāng)前速度下到達(dá)路口預(yù)計(jì)所需時(shí)間和通過路口停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間；

測速模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸入端，用于實(shí)時(shí)測量所述車輛、周邊車輛的車速；

定位模塊，用于確定所述車輛的具體位置；

服務(wù)器，用于建立地圖數(shù)據(jù)庫，存貯各具體路口的交通信號(hào)燈與相應(yīng)停車線之間的距離、通過路口時(shí)的限速、不同車速差下的安全距離；

信息獲取模塊，輸入端分別與所述定位模塊和所述服務(wù)器連接，輸出端與所述中央處理器ECU連接，根據(jù)所述定位模塊的定位信息，從所述服務(wù)器查詢交通信號(hào)燈與停車線的距離，查詢通過路口的限制速度并將信息輸送至所述中央處理器ECU；

提示策略模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸入端，用于設(shè)置控制策略、距離模糊計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式；

顯示、提示模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸出端，以數(shù)字、文字、圖形或聲音的方式顯示、提醒駕駛員提前預(yù)知前方路口交通信號(hào)燈的狀態(tài)和剩余時(shí)間、車輛當(dāng)前速度下到達(dá)路口預(yù)計(jì)所需時(shí)間和通過路口停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述圖像識(shí)別模塊包括掃描器、攝像機(jī)等，和基于統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別、結(jié)構(gòu)模式識(shí)別、模糊模式識(shí)別等的圖像識(shí)別軟件配合使用。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述距離測量模塊設(shè)置為激光測距儀、紅外測距儀、微波測距儀、雷達(dá)測距儀或全站儀。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述測速模塊設(shè)置為雷達(dá)測速儀或GPS定位測速儀。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述定位模塊設(shè)置為GPS衛(wèi)星定位模塊、電信基站定位模塊、WIFI定位模塊或VRS定位模塊。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述服務(wù)器設(shè)置為車載服務(wù)器、智能手機(jī)或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述信息獲取模塊設(shè)置為微型處理器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述顯示、提示模塊包括顯示屏和語音播放器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述提示策略模塊包括處理器、比較器、硬盤、內(nèi)存和系統(tǒng)總線。

由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：該提醒裝置能提前、實(shí)時(shí)提示駕駛員紅綠燈狀態(tài)信息及通行時(shí)間，使駕駛員提前和實(shí)時(shí)掌握前方路口的交通信號(hào)燈的信息狀態(tài)及剩余的通行時(shí)間，輔助駕駛員決策駕駛速度，有利于駕駛員以安全適中的車速通過路口，減少人為誤判以及“搶信號(hào)燈”的心理焦慮，提高安全性；有利于提前控制車速，不必過早到達(dá)路口而等綠燈，減少路口等待時(shí)間以達(dá)到減少污染物排放的目的；并對(duì)在特定環(huán)境下難分辨是直行綠燈還是左拐綠燈、提示禁止右拐等有很好的提醒作用；還能通過語音提示信號(hào)燈的紅燈或綠燈，對(duì)紅綠色盲和色弱的駕駛員有很大的幫助，本裝置對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施要求低，容易普及。

另外，該提醒裝置專用的提醒方法，通過圖像識(shí)別模塊對(duì)交通信號(hào)燈及停車線進(jìn)行辨別并鎖定，通過距離測量模塊測量或計(jì)算得出自身車輛與停車線的距離，通過測速模塊測量自身車速和前方車輛的車速，根據(jù)提示策略模塊預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)和控制策略，提示駕駛員在安全車速下行駛，并計(jì)算出達(dá)到路口的所需時(shí)間和通過路口停車線的剩余通行時(shí)間，以數(shù)字、文字、圖形或聲音的方式提醒駕駛員提前預(yù)知前方路口交通信號(hào)燈的狀態(tài)和剩余時(shí)間，達(dá)到路口的所需時(shí)間和通過路口停車線的剩余通行時(shí)間，輔助駕駛員提前采取行動(dòng)，對(duì)車速進(jìn)行控制，使駕駛行為連貫，減少車輛速度突變的幾率，提高車輛的安全性。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式或順序?qū)λ枋龅膶?shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種提前、實(shí)時(shí)提示交通信號(hào)燈信息的提醒裝置，安裝于機(jī)動(dòng)車輛上，包括圖像識(shí)別模塊，用于識(shí)別交通信號(hào)燈、信號(hào)燈狀態(tài)、信號(hào)燈剩余時(shí)間信息及停車線，隨著交通設(shè)施的發(fā)展，所述圖像識(shí)別模塊可以設(shè)置為直接識(shí)別標(biāo)示停車線的裝備，可以采用多種技術(shù)如掃描器、攝像機(jī)等，結(jié)合統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別、結(jié)構(gòu)模式識(shí)別、模糊模式識(shí)別等軟件計(jì)算來實(shí)現(xiàn)，且上述技術(shù)均為本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員所熟知的內(nèi)容，在此不再詳細(xì)說明。

距離測量模塊，與所述圖像識(shí)別模塊連接，用于實(shí)時(shí)測量交通信號(hào)燈及停車線與所述車輛的距離，可以采用多種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，如激光測距儀、紅外測距儀、微波測距儀、雷達(dá)測距儀、全站儀等。

中央處理器ECU，與所述距離測量模塊和所述信息獲取模塊連接，用于計(jì)算所述車輛與停車線的距離，計(jì)算出車輛當(dāng)前速度下達(dá)到路口預(yù)計(jì)所需時(shí)間和停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間，所述服務(wù)器和所述提示策略模塊內(nèi)提取控制策略，給所述顯示、提示模塊發(fā)出指令。

測速模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸入端，用于實(shí)時(shí)測量所述車輛、周邊車輛的車速，可以采用多種技術(shù)，如雷達(dá)測速儀或GPS定位測速儀等。

定位模塊，用于確定所述車輛的具體位置，可以采用多種技術(shù)，如GPS衛(wèi)星定位模塊、電信基站定位模塊、WIFI定位模塊或VRS定位模塊等。

服務(wù)器，用于建立地圖數(shù)據(jù)庫，存貯各具體路口的交通信號(hào)燈與相應(yīng)停車線之間的距離、通過路口時(shí)的限速、不同車速差下的安全距離，存貯車速控制策略，為提高最佳響應(yīng)速度，一般設(shè)置在駕駛車輛中，在保障查詢時(shí)間的條件下，也可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)工具，如智能手機(jī)或網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商提供的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

信息獲取模塊，輸入端分別與所述定位模塊和所述服務(wù)器連接，輸出端與所述中央處理器ECU連接，根據(jù)所述定位模塊的定位信息，從所述服務(wù)器查詢交通信號(hào)燈與停車線的距離，查詢通過路口的限制速度并將信息輸送至所述中央處理器ECU，或通過對(duì)其它智能設(shè)備進(jìn)行查詢，如微型處理器、智能交通信號(hào)機(jī)或GPS定位系統(tǒng)。

提示策略模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸入端，用于設(shè)置控制策略、距離模糊計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式，所述提示策略模塊包括處理器、比較器、硬盤、內(nèi)存和系統(tǒng)總線。

顯示、提示模塊，連接至所述中央處理器ECU的輸出端，以數(shù)字、文字、圖形或聲音的方式顯示、提醒駕駛員提前預(yù)知前方路口交通信號(hào)燈的狀態(tài)和剩余時(shí)間、車輛當(dāng)前速度下達(dá)到路口預(yù)計(jì)所需時(shí)間和通過路口停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間，所述顯示、提示模塊包括顯示屏和語音播放器。

該提醒裝置能提前、實(shí)時(shí)提示駕駛員紅綠燈狀態(tài)信息及通行時(shí)間，使駕駛員提前和實(shí)時(shí)掌握前方路口的交通信號(hào)燈的信息狀態(tài)及剩余的通行時(shí)間，輔助駕駛員決策駕駛速度，有利于駕駛員以安全適中的車速通過路口，減少人為誤判以及“搶信號(hào)燈”的心理焦慮，提高安全性；有利于提前控制車速，不必過早到達(dá)路口而等綠燈，減少路口等待時(shí)間以達(dá)到減少污染物排放的目的；并對(duì)在特定環(huán)境下難分辨是直行綠燈還是左拐綠燈、提示禁止右拐等有很好的提醒作用；還能通過語音提示信號(hào)燈的紅燈或綠燈，對(duì)紅綠色盲和色弱的駕駛員有很大的幫助，本裝置對(duì)交通的基礎(chǔ)設(shè)施要求低，容易普及。

如圖2所示，上述提前、實(shí)時(shí)提示交通信號(hào)燈信息的提醒裝置使用的提醒方法，包括以下步驟：

步驟一、通過所述圖像識(shí)別模塊對(duì)采集的圖像進(jìn)行識(shí)別，辨別出交通信號(hào)燈或停車線；獲取辯定交通信號(hào)燈的狀態(tài)信息，具體信號(hào)的剩余時(shí)間為T2，對(duì)辯定的無時(shí)間顯示的交通信號(hào)燈以及有時(shí)間顯示的交通信號(hào)燈，但由于障礙物遮蓋住等特殊情況，確定為無時(shí)間T3，上述各種信息和時(shí)間可以通過所述顯示、提示模塊進(jìn)行顯示或語音播放，以方便駕駛員路線規(guī)劃和速度控制；

步驟二、通過所述距離測量模塊實(shí)時(shí)測量所述辯定交通信號(hào)燈與所述車輛的距離S2和停車線與所述車輛的距離S3；

步驟三、判斷所述車輛與所述辯定交通信號(hào)燈的距離是否大于設(shè)定距離，大于設(shè)定距離則返回繼續(xù)測量，不進(jìn)行下一步的提示，直至小于設(shè)定距離自動(dòng)進(jìn)入下一步；

步驟四、對(duì)于距離測量模塊不能直接獲得停車線與所述車輛距離S3的，通過所述定位模塊，獲取當(dāng)前所述車輛的位置，從所述服務(wù)器內(nèi)已建立的地圖數(shù)據(jù)庫中,獲取所述辯定交通信號(hào)燈與停車線的水平距離S1,按公式計(jì)算獲得停車線與車輛的距離，其中，H為信號(hào)燈的高度，并獲取通過當(dāng)前路口的車輛限速V0、辯定交通信號(hào)燈的種類(對(duì)圖像識(shí)別模塊進(jìn)行校驗(yàn))、信號(hào)燈的變化時(shí)間及周期參數(shù)；

所述服務(wù)器內(nèi)不存在當(dāng)前交通路口的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，即未提取到數(shù)據(jù)庫的所述辯定交通信號(hào)燈與停車線的距離數(shù)據(jù)S1和信號(hào)燈高度H，根據(jù)所述提示策略模塊提供的控制策略，按照經(jīng)驗(yàn)公式估算出所述辯定交通信號(hào)燈與所述停車線之間的距離S1，估算公式為：S1＝(K1+K2)×V0×3，其中K1為安全系數(shù)，K1根據(jù)路口的大小預(yù)先設(shè)置規(guī)則，路口越大則K1越大，K2為系統(tǒng)延遲時(shí)間，即數(shù)據(jù)傳遞、圖像識(shí)別、計(jì)算等的延遲時(shí)間，越大越安全，V0為路口的限速要求，3為當(dāng)前路口所述辯定交通信號(hào)燈的黃燈時(shí)間；信號(hào)燈高度可采用統(tǒng)計(jì)值或標(biāo)準(zhǔn)值，也可采用簡易公式S3＝S2-S1計(jì)算。

步驟五、在上述各步驟進(jìn)行的同時(shí)，所述車輛始終通過所述測速模塊監(jiān)控自身車速和周邊車輛的車速；

步驟六、所述車輛當(dāng)前速度低于提示的速度限制值，則不進(jìn)行下一步的提示，繼續(xù)監(jiān)控所述車輛速度和周邊車輛的車速；

步驟七、根據(jù)所述車輛與前方車輛的相對(duì)速度和距離，根據(jù)所述車輛的制動(dòng)特性，即不同車速下的制動(dòng)距離和制動(dòng)加速度參數(shù)，和所述服務(wù)器數(shù)據(jù)庫已定義好的不同車速差下的安全距離SO，判斷與前方車輛的距離是否安全，并判斷所述車輛車速是否高于通過路口的速度要求；

步驟八、不滿足安全車速情況下，通過所述顯示、提示模塊提醒駕駛員減速，安全車速包括路口的限制速度；

步驟九、所述測速模塊和中央處理器ECU判定駕駛員在減速后，重新進(jìn)行步驟五；

步驟十、所述測速模塊和中央處理器ECU判定駕駛員在一定時(shí)間內(nèi)并未減速，通過所述顯示、提示模塊提醒駕駛員注意安全；

步驟十一、不管是否減速，根據(jù)步驟二和步驟四得到所述停車線與所述車輛距離S3和當(dāng)前車速，計(jì)算預(yù)計(jì)到達(dá)路口的時(shí)間，并計(jì)算出到達(dá)所述辯定停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間；

步驟十二、所述提示策略模塊根據(jù)步驟十一內(nèi)的參數(shù)設(shè)定提示策略，并通過所述顯示、提示模塊進(jìn)行提示；

a、準(zhǔn)確提示，只在設(shè)定條件滿足的情況下才通過所述顯示、提示模塊進(jìn)行提示，防止錯(cuò)誤提示或僅提示部分經(jīng)確認(rèn)的信息，如在確定為無時(shí)間T3的情況下，只提示交通信號(hào)燈狀態(tài)和當(dāng)前車速下到達(dá)路口預(yù)計(jì)的行駛時(shí)間；

b、時(shí)間提示，提示所述車輛在當(dāng)前車速下達(dá)到路口的具體時(shí)間和到達(dá)所述辯定停車線時(shí)的剩余通行時(shí)間，由駕駛員進(jìn)行人為比較行駛時(shí)間與所述辯定交通信號(hào)燈的允許通行方向及剩余通行時(shí)間的大小，決定是否需要維持當(dāng)前車速不變或緩慢剎車；

c、結(jié)論提示，所述提示策略模塊獲取或計(jì)算得出所述辯定交通信號(hào)的剩余距離和剩余時(shí)間，增加是否能夠順利通過的明確提示；

不斷通過步驟二所述圖像識(shí)別模塊獲取所述車輛與停車線的距離，與步驟四所述中央處理器ECU計(jì)算的所述車輛與停車線的距離進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)控制策略選擇和計(jì)算得出距離，修正步驟十一的數(shù)據(jù)，給出是否能夠順利通過的明確結(jié)論；

所述服務(wù)器內(nèi)不存在當(dāng)前交通路口的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，按照步驟四涉及的估算公式進(jìn)行估算，并根據(jù)估算結(jié)果給出是否能夠順利通過的明確結(jié)論；

不斷通過步驟二所述圖像識(shí)別模塊獲取所述辯定交通信號(hào)燈具體信號(hào)的允許通行方向及剩余時(shí)間T2，與步驟十一計(jì)算出的所述辯定交通信號(hào)燈變化的剩余時(shí)間進(jìn)行相互比對(duì)，根據(jù)控制策略選擇和計(jì)算得出剩余時(shí)間，修正步驟十一的數(shù)據(jù)，給出是否能夠順利通過的明確結(jié)論；

不斷通過步驟二所述圖像識(shí)別模塊獲取智能交通信號(hào)機(jī)采取的延長信號(hào)燈長度進(jìn)行辨別，修正計(jì)算出的所述辯定交通信號(hào)燈變化的剩余時(shí)間，修正步驟十一的數(shù)據(jù)，根據(jù)該剩余時(shí)間給出是否能夠順利通過的明確結(jié)論；

不斷通過所述圖像識(shí)別模塊獲取信號(hào)燈剩余時(shí)間信息，當(dāng)智能交通信號(hào)機(jī)上由于燈管故障而顯示的時(shí)間信息不全時(shí)，則設(shè)置識(shí)別原則，如用能夠識(shí)別的幾個(gè)數(shù)字進(jìn)行差值計(jì)算，并以測量該數(shù)字時(shí)的系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)間的差值比對(duì)，兩者差值相等則證明識(shí)別數(shù)字是正確的，還原真實(shí)數(shù)字，修正步驟一的提示內(nèi)容，并給出是否能夠順利通過的明確結(jié)論，如無法識(shí)別，按無時(shí)間T3處理，僅提示交通信號(hào)燈狀態(tài)和當(dāng)前車速下到達(dá)路口預(yù)計(jì)的行駛時(shí)間；

d、提前加速提示，所述提示策略模塊經(jīng)過計(jì)算確定出恰好變綠燈通過的策略；

步驟十三、通過所述中央處理器ECU控制所述顯示、提示模塊顯示各種數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中的所述提示策略模塊包括以下控制策略設(shè)置，

A、開關(guān)設(shè)置，駕駛員可以根據(jù)駕駛需要來開啟或關(guān)閉各提示功能；

B、設(shè)置提示的起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；

C、設(shè)置提示的最小車速；

D、設(shè)置重復(fù)提醒的頻率；

E、自身數(shù)據(jù)的記錄，計(jì)算頻率、提示頻率。

通過上述提醒方法，通過圖像識(shí)別模塊對(duì)交通信號(hào)燈及停車線進(jìn)行辨別并鎖定，通過距離測量模塊測量或計(jì)算得出自身車輛與停車線的距離，通過測速模塊測量自身車速和前方車輛的車速，根據(jù)提示策略模塊預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)和控制策略，提示駕駛員在安全車速下行駛，并計(jì)算出達(dá)到路口的所需時(shí)間和通過路口停車線的剩余通行時(shí)間，以數(shù)字、文字、圖形或聲音的方式提醒駕駛員提前預(yù)知前方路口交通信號(hào)燈的狀態(tài)和剩余時(shí)間，達(dá)到路口的所需時(shí)間和通過路口停車線的剩余通行時(shí)間，輔助駕駛員提前采取行動(dòng)，對(duì)車速進(jìn)行控制，使駕駛行為連貫，減少車輛速度突變的幾率，提高車輛的安全性。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。