一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110009934 A(43)申请公布日 2019.07.12

(21)申请号 201910411197.0(22)申请日 2019.05.17

(71)申请人 魏远良

地址 550001 贵州省贵阳市云岩区松山路

51号(72)发明人 魏远良　徐君江　魏凌娜　(74)专利代理机构 贵阳中新专利商标事务所

52100

代理人 朱法恒　程新敏(51)Int.Cl.

G08G 1/16(2006.01)

权利要求书2页 说明书5页 附图3页

()发明名称

一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法

(57)摘要

本发明提供一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法，该系统包括车辆通过检测器主机A、车辆通过检测器辅机B、道路通过车辆信息显示牌C、车辆通过检测器主机D、车辆通过检测器辅机E以及道路通过车辆信息显示牌F，所述车辆通过检测器主机A和车辆通过检测器辅机B分别安装在错车道入口端的两侧，道路通过车辆信息显示牌C安装在错车道的出口端。本发明根据驶入或驶出的移动物体的宽度值与道路宽度值进行比较，从而判断该移动物体会车时是否能够顺利通过，并在错车道路通过车辆信息显示牌上作相应的灯光提示，从而提醒驾驶人员驶入错车道或小心驾驶避让牲口、摩托车或人，这样极大地提高了单车道的行车安全性及通过性。

CN 110009934 ACN 110009934 A

权　利　要　求　书

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1.一种农村公路错车道安全预警系统，包括车辆通过检测器主机A(2)、车辆通过检测器辅机B(1)、道路通过车辆信息显示牌C(3)、车辆通过检测器主机D(5)、车辆通过检测器辅机E(6)以及道路通过车辆信息显示牌F(4)，其特征在于：所述车辆通过检测器主机A(2)和车辆通过检测器辅机B(1)分别安装在错车道(7)入口端的两侧，道路通过车辆信息显示牌C(3)安装在错车道(7)的出口端；在相邻错车道(8)入口端的两侧分别安装有车辆通过检测器主机D(5)和车辆通过检测器辅机E(6)，在相邻错车道(8)的出口端安装有道路通过车辆信息显示牌F(4)。

2.如权利要求1所述农村公路错车道安全预警系统，其特征在于：所述车辆通过检测器主机A(2)包括第一CPU(201)、第一超声测距传感器(202)、第一红外线接收器(203)、第一近距离无线数据传输模块(204)、第一远距离数据传输模块(205)以及DTU模块(206)，所述第一超声测距传感器(202)、第一红外线接收器(203)、第一近距离无线数据传输模块(204)、第一远距离数据传输模块(205)以及DTU模块(206)均与第一CPU(201)相连；所述车辆通过检测器主机D(5)包括第二CPU(501)、第二超声测距传感器(502)，第二红外线接收器(503)、第二近距离无线数据传输模块(504)、第二远距离数据传输模块(505)，所述第二超声测距传感器(502)，第二红外线接收器(503)、第二近距离无线数据传输模块(504)、第二远距离数据传输模块(505)均与第二CPU(501)相连。

3.如权利要求2所述农村公路错车道安全预警系统，其特征在于：所述第一红外线接收器(203)以及第二红外线接收器(503)均成对设置。

4.如权利要求1所述农村公路错车道安全预警系统，其特征在于：所述车辆通过检测器辅机B(1)包括第三CPU(301)、第三超声测距传感器(302)、第三红外线发射器(303)、第三近距离无线数据传输模块(304)；所述第三超声测距传感器(302)、第一红外线发射器(303)、第三近距离无线数据传输模块(304)均与第二CPU(301)相连；所述车辆通过检测器辅机E(6)包括第四CPU(601)、第二红外线发射器(602)、第四超声波测距传感模块(603)以及第四近距离无线数据传输模块(604)，第二红外线发射器(602)、第四超声波测距传感模块(603)以及第四近距离无线数据传输模块(604)均与第四CPU(601)相连。

5.如权利要求1所述农村公路错车道安全预警系统，其特征在于：所述车辆通过检测器辅机B(1)包括辅机B接口电路(801)、辅机B超声测距传感器(802)和辅机B红外线发射器(803)，所述辅机B超声测距传感器(802)和辅机B红外线发射器(803)通过辅机B接口电路(801)与车辆通过检测器主机A(2)相连；所述车辆通过检测器辅机E(6)包括辅机E接口电路(901)、辅机E超声测距传感器(902)和辅机E红外线发射器(903)，所述辅机E超声测距传感器(902)和辅机E红外线发射器(903)通过辅机E接口电路(901)与车辆通过检测主机E(6)相连。

6.如权利要求1所述农村公路错车道安全预警系统，其特征在于：所述道路通过车辆信息显示牌C(3)包括第一驱动电路(401)、第一接口电路(405)、第一红色信号灯(402)、第一黄色信号灯(403)以及第一绿色信号灯(404)，所述第一红色信号灯(402)、第一黄色信号灯(403)以及第一绿色信号灯(404)均与第一驱动电路(401)连接，第一驱动电路(401)通过第一接口电路(405)与车辆通过检测器主机A(2)中的第一CPU(201)相连；所述道路通过车辆信息显示牌F(4)包括第二驱动电路(701)、第二接口电路(705)、第二红色信号灯(702)、第二黄色信号灯(703)以及第二绿色信号灯(704)，所述第二红色信号灯(702)、第二黄色信号

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灯(703)以及第二绿色信号灯(704)均与第二驱动电路(701)连接，第二驱动电路(701)通过第二接口电路(705)与车辆通过检测器主机D(5)中的第二CPU(501)相连。

7.一种采用权利要求1～6任意一项所述的农村公路错车道安全预警系统的农村公路错车道安全预警方法，其特征在于：当移动物体从错车道(7)经过时，车辆通过检测器主机A(2)和车辆通过检测辅机B(1)分别采集该移动物体的测距值，同时车辆通过检测辅机B(1)将采集的测距值上传至车辆通过检测器主机A(2)，车辆通过检测器主机A(2)将车辆通过检测器主机A(2)与车辆通过检测辅机B(1)之间的距离值减去两个测距值即可得到移动物体宽度值，车辆通过检测器主机A(2)再将移动物体宽度值与道路宽度值进行比较，若移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1/2或小于道路宽度值的1\\2时，且通过错车道(7)的移动物体为驶出，则车辆通过检测器主机A(2)向道路通过车辆信息显示牌C(3)发出控制信号，使道路通过车辆信息显示牌C(3)上的第一红色信号灯(402)和第一黄色信号灯(403)熄灭，并点亮第一绿色信号灯(404)；若通过错车道(7)的移动物体为驶入，车辆通过检测器主机A(2)立即将移动物体宽度值传送给车辆通过检测主机D(5)，车辆通过检测主机D(5)将移动物体宽度值与道路宽度值进行比较，当移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1\\2时，车辆通过检测主机D(5)向道路通过车辆信息显示牌F(7)发送控制信号，道路通过车辆信息显示牌F(7)此时点亮第二红色信号灯(702)，此时移动物体驶入相邻错车道(8)等待；当移动物体宽度值小于道路宽度值的1\\2时，道路通过车辆信息显示牌F(7)此时点亮第二黄色指示灯(703)，提示通过车辆小心驾驶，避让人、牲口、摩托车等物体；同理，当移动物体从相邻错车道(8)经过时，其预警方法与上述方法相同。

8.如权利要求7所述农村公路错车道安全预警方法，其特征在于：所述移动物体为车辆、牲口、摩托车或人。

9.如权利要求7所述农村公路错车道安全预警方法，其特征在于：所述车辆通过检测器主机A(2)通过DTU模块(206)将车流量及设备工作状态借用移动互联网上传综合管理平台。

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一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法，属于公路交通道路安全设施技术领域。

背景技术

[0002]农村公路大多数设计为单车道，而错车道是在单车道上可通视的一定距离内供车辆交错避让用的一段加宽车道。根据国家目前的有关标准和规范，错车道应设在驾驶人员能看到的相邻两错车道间驶来车辆的有利地点，两个相邻错车道的间距、目前是根据错车时间、视距、交通量等情况而决定。但在山区单车道道路建设中，普遍存在陡坡、急弯等情况、造成可视距离太短，有的地理区域可视距离不足50米。由此造成单车道道路的交通安全性以及通过性与投资成本成了一对矛盾。如果按照国家相关标准，错车道应设在驾驶人员能看到相邻两错车道间驶来的对向车辆有利地点来设置错车道，将会设置较多的错车道，其工程量会很大，造价增加、对环境的破坏也大，占用土地也多。发明内容

[0003]为了解决上述技术问题，本发明提供一种农村公路错车道安全预警系统及预警方法，从而在设置有限错车道的情况下，同样能够保证交通安全性以及通过性，并降低农村公路的工程量，节约施工成本，避免占用过多的土地。[0004]本发明由以下具体技术手段所达成：一种农村公路错车道安全预警系统，包括车辆通过检测器主机A、车辆通过检测器辅机B、道路通过车辆信息显示牌C、车辆通过检测器主机D、车辆通过检测器辅机E以及道路通过车辆信息显示牌F，所述车辆通过检测器主机A和车辆通过检测器辅机B分别安装在错车道入口端的两侧，道路通过车辆信息显示牌C安装在错车道的出口端；在相邻错车道入口端的两侧分别安装有车辆通过检测器主机D和车辆通过检测器辅机E，在相邻错车道的出口端安装有道路通过车辆信息显示牌F。[0005]进一步，所述车辆通过检测器主机A包括第一CPU、第一超声测距传感器、第一红外线接收器、第一近距离无线数据传输模块、第一远距离数据传输模块以及DTU模块，所述第一超声测距传感器、第一红外线接收器、第一近距离无线数据传输模块、第一远距离数据传输模块以及DTU模块均与第一CPU相连；所述车辆通过检测器主机D包括第二CPU、第二超声测距传感器，第二红外线接收器、第二近距离无线数据传输模块、第二远距离数据传输模块，所述第二超声测距传感器，第二红外线接收器、第二近距离无线数据传输模块、第二远距离数据传输模块均与第二CPU相连。[0006]更进一步，所述第一红外线接收器以及第二红外线接收器均成对设置。[0007]进一步，所述车辆通过检测器辅机B包括第三CPU、第三超声测距传感器、第三红外线发射器、第三近距离无线数据传输模块；所述第三超声测距传感器、第一红外线发射器、第三近距离无线数据传输模块均与第二CPU相连；所述车辆通过检测器辅机E包括第四CPU、第二红外线发射器、第四超声波测距传感模块以及第四近距离无线数据传输模块，第二红

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外线发射器、第四超声波测距传感模块以及第四近距离无线数据传输模块均与第四CPU相连。

[0008]进一步，所述车辆通过检测器辅机B包括辅机B接口电路、辅机B超声测距传感器和辅机B红外线发射器，所述辅机B超声测距传感器和辅机B红外线发射器通过辅机B接口电路与车辆通过检测器主机A相连；所述车辆通过检测器辅机E包括辅机E接口电路、辅机E超声测距传感器和辅机E红外线发射器，所述辅机E超声测距传感器和辅机E红外线发射器通过辅机E接口电路与车辆通过检测主机E相连。[0009]进一步，所述道路通过车辆信息显示牌C包括第一驱动电路、第一接口电路、第一红色信号灯、第一黄色信号灯以及第一绿色信号灯，所述第一红色信号灯、第一黄色信号灯以及第一绿色信号灯均与第一驱动电路连接，第一驱动电路通过第一接口电路与车辆通过检测器主机A中的第一CPU相连；所述道路通过车辆信息显示牌F包括第二驱动电路、第二接口电路、第二红色信号灯、第二黄色信号灯以及第二绿色信号灯，所述第二红色信号灯、第二黄色信号灯以及第二绿色信号灯均与第二驱动电路连接，第二驱动电路通过第二接口电路与车辆通过检测器主机D中的第二CPU相连。[0010]同时，本发明还提供一种采用上述农村公路错车道安全预警系统的农村公路错车道安全预警方法，当移动物体从错车道经过时，车辆通过检测器主机A和车辆通过检测辅机B分别采集该移动物体的测距值，同时车辆通过检测辅机B将采集的测距值上传至车辆通过检测器主机A，车辆通过检测器主机A将车辆通过检测器主机A与车辆通过检测辅机B之间的距离值减去两个测距值即可得到移动物体宽度值，车辆通过检测器主机A再将移动物体宽度值与道路宽度值进行比较，若移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1/2或小于道路宽度值的1\\2时，且通过错车道的移动物体为驶出，则车辆通过检测器主机A向道路通过车辆信息显示牌C发出控制信号，使道路通过车辆信息显示牌C上的第一红色信号灯和第一黄色信号灯熄灭，并点亮第一绿色信号灯；若通过错车道的移动物体为驶入，车辆通过检测器主机A立即将移动物体宽度值传送给车辆通过检测主机D，车辆通过检测主机D将移动物体宽度值与道路宽度值进行比较，当移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1\\2时，车辆通过检测主机D向道路通过车辆信息显示牌F发送控制信号，道路通过车辆信息显示牌F此时点亮第二红色信号灯，此时移动物体驶入相邻错车道等待；当移动物体宽度值小于道路宽度值的1\\2时，道路通过车辆信息显示牌F此时点亮第二黄色指示灯，提示通过车辆小心驾驶，避让人、牲口、摩托车等物体；同理，当移动物体从相邻错车道经过时，其预警方法与上述方法相同。

[0011]上述方法中，所述移动物体为车辆、牲口、摩托车或人。[0012]上述方法中，所述车辆通过检测器主机A通过DTU模块将车流量及设备工作状态借用移动互联网上传综合管理平台。[0013]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明根据驶入或驶出的移动物体的宽度值与道路宽度值进行比较，从而判断该移动物体会车时是否能够顺利通过，并在错车道路通过车辆信息显示牌上作相应的灯光提示，从而提醒驾驶人员驶入错车道或小心驾驶避让牲口、摩托车或人，这样极大地提高了单车道的行车安全性及通过性。因此，本发明与增宽道路或增加错车道数量相比较，大大地节约了投资成本、减小了对环境的破坏、减少了土地占用。

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附图说明

[0014]图1是本发明的整体结构示意图；

[0015]图2是本发明中车辆通过检测主机A的结构示意图；

[0016]图3是本发明实施例1中车辆通过检测辅机B的结构示意图；[0017]图4是本发明中道路通过车辆信息显示牌C的结构示意图；[0018]图5是本发明中车辆通过检测主机D的结构示意图；

[0019]图6是本发明实施例1中车辆通过检测辅机E的结构示意图；[0020]图7是本发明中道路通过车辆信息显示牌F的结构示意图；[0021]图8是本发明实施例2中车辆通过检测辅机B的结构示意图；[0022]图9是本发明实施例2中车辆通过检测辅机E的结构示意图。

具体实施方式

[0023]为了使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。[0024]实施例1[0025]参见图1，本发明的一种农村公路错车道安全预警系统，包括车辆通过检测器主机A2、车辆通过检测器辅机B1、道路通过车辆信息显示牌C3、车辆通过检测器主机D5、车辆通过检测器辅机E6以及道路通过车辆信息显示牌F4，所述车辆通过检测器主机A2和车辆通过检测器辅机B1分别安装在错车道7入口端的两侧，道路通过车辆信息显示牌C3安装在错车道7的出口端；在相邻错车道8入口端的两侧分别安装有车辆通过检测器主机D5和车辆通过检测器辅机E6，在相邻错车道8的出口端安装有道路通过车辆信息显示牌F4。[0026]参见图2及图5，所述车辆通过检测器主机A2包括第一CPU201、第一超声测距传感器202、第一红外线接收器203、第一近距离无线数据传输模块204、第一远距离数据传输模块205以及DTU模块206，所述第一超声测距传感器202、第一红外线接收器203、第一近距离无线数据传输模块204、第一远距离数据传输模块205以及DTU模块206均与第一CPU201相连；所述车辆通过检测器主机D5包括第二CPU501、第二超声测距传感器502，第二红外线接收器503、第二近距离无线数据传输模块504、第二远距离数据传输模块505，所述第二超声测距传感器502，第二红外线接收器503、第二近距离无线数据传输模块504、第二远距离数据传输模块505均与第二CPU501相连。所述第一红外线接收器203以及第二红外线接收器503均成对设置。

[0027]参见图3及图6，所述车辆通过检测器辅机B1包括第三CPU301、第三超声测距传感器302、第三红外线发射器303、第三近距离无线数据传输模块304；所述第三超声测距传感器302、第一红外线发射器303、第三近距离无线数据传输模块304均与第二CPU301相连；所述车辆通过检测器辅机E6包括第四CPU601、第二红外线发射器602、第四超声波测距传感模块603以及第四近距离无线数据传输模块604，第二红外线发射器602、第四超声波测距传感模块603以及第四近距离无线数据传输模块604均与第四CPU601相连。[0028]参见图4及图7，所述道路通过车辆信息显示牌C3包括第一驱动电路401、第一接口电路405、第一红色信号灯402、第一黄色信号灯403以及第一绿色信号灯404，所述第一红色信号灯402、第一黄色信号灯403以及第一绿色信号灯404均与第一驱动电路401连接，第一

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驱动电路401通过第一接口电路405与车辆通过检测器主机A2中的第一CPU201相连；所述道路通过车辆信息显示牌F4包括第二驱动电路701、第二接口电路705、第二红色信号灯702、第二黄色信号灯703以及第二绿色信号灯704，所述第二红色信号灯702、第二黄色信号灯703以及第二绿色信号灯704均与第二驱动电路701连接，第二驱动电路701通过第二接口电路705与车辆通过检测器主机D5中的第二CPU501相连。[0029]本发明的工作原理：[0030]如图1所示，当行车道上的车、人、牲口或摩托车等移动物体通过设置于错车道7入口前端的车辆通过检测主机A2和车辆通过检测辅机B1时，车辆通过检测主机A2和车辆通过检测辅机B1中的第一CPU201和第三CPU301分别读取第一超声测距传感器202和第三超声测距传感器302的测距值。其中，车辆通过检测辅机B1通过第三近距离无线数据传输模块304将所测的测距值传输给车辆通过检测主机A2中的第一近距离无线数据传输模块204，第一近距离无线数据传输模块204将测距值传送给第一CPU201，第一CPU201将预先设置的车辆通过检测主机A2与车辆通过检测辅机B1之间的距离值减去第一CPU201读取的测距值和车辆通过检测辅机B1读回的测距值，便得出通过车辆、人、牲口或摩托车等移动物体的宽度值。第一CPU201通过移动物体的宽度值与道路的宽度值进行比较，可得出移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1/2或小于道路宽度值的1\\2，第一CPU201再根据移动物体通过两只第一红外线接收器203所收到的信号的时序，来判断道路通过移动物体的运行方向是驶入或驶出。

[0031]如果移动物体的方向是驶出，第一CPU201发出驱动信号给道路通过车辆信息显示牌C3的第一接口电路405，第一接口电路405将驱动信号传输给第一驱动电路401，第一驱动电路401将第一红色警示灯402或第一黄色警示灯403熄灭，点亮第一绿色警示灯404。[0032]如果移动物体的方向是驶入，第一CPU201根据所测移动物体宽度值是否大于或等于道路宽度值的1\\2或小于道路宽度值的1\\2，分别将不同的信息代码通过第一远距离数据传输模块205传送给安装于相邻错车道8入口前端的车辆通过检测主机D5中的第二远距离数据传输模块505，第二远距离数据传输模块505将信息代码传输给相邻车辆通过检测主机D5中的第二CPU501。第二CPU501将信息代码传送给车辆通过信息显示牌F4的第二接口电路705，第二接口电路705将信息代码传送给第二驱动电路701，第二驱动电路701根据信息代码点亮第二红色信号灯702或第二黄色信号灯703，当移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1\\2时，点亮第二红色信号灯702，此时移动物体驶入错车道8等待；当通过移动物体宽度值小于道路宽度值的1\\2时，点亮第二黄色信号灯703，提示通过车辆小心驾驶，避让人、牲口、摩托车等物体。此外，第一CPU201还可以通过DTU模块206将车流量及设备工作状态借用移动互联网上传至综合管理平台，便于监控和设备维护。[0033]同理，当行车道上的车、人、牲口、摩托车等通过设置于错车道8入口前端的车辆通过检测主机D5和车辆通过检测辅机E6时。车辆通过检测主机D5，车辆通过检测辅机E6中的第二CPU501，第四CPU601分别读取第二超声测距传感器502和第四超声波测距传感模块603的测距值，其中车辆通过检测辅机E6通过第四近距离无线数据传输模块604将所测的测距值传输给车辆通过检测主机D5中第二近距离无线数据传输模块504，第二近距离无线数据传输模块504将测距值传送给第二CPU501，第二CPU501将预先设置的车辆通过检测主机D5与通过车辆检测辅机E6之间的距离值减去第二CPU501读取的测距值和车辆通过检测辅机

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E6读回的测距值，便得出通过车辆、人、牲口、摩托车等移动物体的宽度值。第二CPU501通过移动物体宽度值与道路宽度值进行比较，可得出移动物体宽度值大于或等于道路宽度值的1\\2，或小于或等于道路宽度值的1\\2。第二CPU501通过两只第二红外线接收器503所收到信号的时序，来判断移动物体的运行方向是驶入或是驶出。[0034]如果移动物体的方向是驶出，第二CPU501发出驱动信号给道路车辆通过信息显示牌F4的第二接口电路705，第二接口电路705将驱动信号传输给第二驱动电路701，第二驱动电路701将第二红色信号灯702或第二黄色信号灯703熄灭，点亮第二绿色信号灯704。[0035]如果通过移动物体是驶入，第二CPU501根据所测移动物体宽度值是否大于或等于道路宽度值的1\\2或小于道路宽度值的1\\2，分别将不同的信息代码通过第二远距离数据传输模块505传送给安装于错车道7入口端前面的车辆通过检测主机A2中的第一远距离数据传输模块205，第一远距离数据传输模块205将信息代码传送给车辆通过检测主机A2中的第一CPU201，第一CPU201将信息代码传输给车辆通过信息显示牌C3的第一接口电路405，第一接口电路405将信息代码传送给第一驱动电路401，第一驱动电路401根据信息代码点亮第一红色信号灯402或第一黄色信号灯403，即：当通过的物体的宽度大于或等于道路宽度的1\\2时，点亮第一红色警示灯402，道上车辆驶入错车道7等待。当通过物小于道路宽度1\\2时，点亮第一黄色警示灯403，提示通过车辆小心驾驶。[0036]实施例2

[0037]本实施例所采用的预警方式与实施例1一样，本实施例仅对车辆通过检测器辅机B1和车辆通过检测器辅机E6的结构进行改进，将车辆通过检测器辅机B1与车辆通过检测器主机A2或车辆通过检测器辅机E6与车辆通过检测器主机D5的信号传输方式改为有线传输，从而简化了车辆通过检测器辅机B1和所述车辆通过检测器辅机E6的结构，降低了安装成本和维护成本。

[0038]参见图8及图9，所述车辆通过检测器辅机B1包括辅机B接口电路801、辅机B超声测距传感器802和辅机B红外线发射器803，所述辅机B超声测距传感器802和辅机B红外线发射器803通过辅机B接口电路801与车辆通过检测器主机A2相连；所述车辆通过检测器辅机E6包括辅机E接口电路901、辅机E超声测距传感器902和辅机E红外线发射器903，所述辅机E超声测距传感器902和辅机E红外线发射器903通过辅机E接口电路901与车辆通过检测主机E6相连。

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