信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统技术方案

本发明专利技术公开了信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统，包括区域交通信息管理与调度中心、交通信号灯系统、移动车载系统和执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统；本发明专利技术的有益效果是采用LED交通灯及车灯显示QR二维码形式的交通信息的传输组网方式，网络结构简单。LED交通灯与LED车灯在信息指示的同时能和车载移动体间进行无线光通信，借助QR二维码存储信息容量大的特点发布交通信息缓解道路拥堵及提高车辆的主动预防减少交通事故。

【技术实现步骤摘要】
信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统
本专利技术属于LED光通信
，涉及信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统。
技术介绍
随着城市规模的不断增大，城市的交通网络也日益复杂，国际发达国家道路设计是采取人、车、非机动车分离设计，而我们国家还是采取混合交通设计，即使在交通出行机动化时代到来的今天依然采取混合交通设计，把所有的问题都交给了交通信号路口，所以交通拥堵必然会发生。目前城市道路的交通拥堵是个世界级难题，其原因在于道路交通的数学模型难以建立，控制决策难以做出。具有信息发布功能的LED交通灯、LED车灯及LED车灯和LED车灯之间的可见光通信方式，是智能交通系统中解决终端移动通信技术的一种灵活的解决方案，提高移动车辆之间的主动安全预防，减少交通事故。达到LED交通灯、LED车灯信号指示和通信两用目的。目前智能交通系统解决拥堵问题的方法有：1、通过建立地铁、高架使车流量分开在不同平面上行驶和停留。2、限行限号措施可以为大城市破解交通拥堵问题赢得缓冲时间。3、通过合理设计交通路口的信号秩序，减少路口的损失时间，提高通行能力。4、绿波带技术。5、道路旁采用LED屏显示附近主干路通畅拥堵情况。以上的现有技术，都有其缺点：1、通过建立地铁、高架使车流量分开在不同平面上行驶和停留，使交通拥堵缓解了许多，但随着城市规模的扩大，拥堵问题还是很严重。2、限行限号措施可以为大城市破解交通拥堵问题赢得缓冲时间，但解决大城市拥堵病从长远和根本上还是要从优化城市空间布局，调整资源配置入手。3、交通路口的信号配时是有其固有的科学规律与计算方法，只要流量和需求数据准确，信号配时是不会有问题的，关键是否掌握流量变化规律及其数据，交通道路口没有禁止左转弯，掉头口又多，流量变化随机性很大，道路交通的数学模型难以建立，控制决策难以做出，很难掌握准确的流量变化规律，所以配时往往会出现一些问题，导致目前城市道路的交通拥堵是个世界级难题。4、绿波带技术只能解决部分道路问题，只是局部而非系统的角度考虑。5、道路旁采用LED屏显示附近主干路通畅拥堵情况信息滞后。交通信号通行能力分析是个复杂问题，这里面涉及到多个方面。针对以上方法的局限性，本专利技术借助交通系统中LED交通信号灯、LED车灯、车载视频接收模组硬件平台构建具有信息发布功能的LED交通灯与移动车体间光通信及LED车灯和LED车灯间的光通信，期望提高道路的通行率，缓解拥堵，提高移动车辆之间的主动安全预防，减少交通事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统，解决了现有的交通管理系统以传统的传输线或无线电信号传输方式组网，结构复杂，设备种类繁多的问题。本专利技术所采用的技术方案是包括区域交通信息管理与调度中心、交通信号灯系统、移动车载系统和执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统；其中：区域交通信息管理与调度中心：用来接收执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统发送的临时路况信息和摄像头和地感线圈采集到的本地实时交通状况及服务信息，并以QR二维码形式将交通信息发送给交通信号灯系统；交通信号灯系统：接收QR矩阵二维码信息，通过LED交通信号灯中排列的数百个LED小灯管显示QR矩阵二维码信息，并将摄像头和地感线圈采集到的本地实时交通信息传递给区域交通信息管理与调度中心；移动车载系统：接收LED交通信号灯显示的QR矩阵二维码信息，对QR二维码信息进行解码后将内容显示或语音播报给司机，并将本车驾驶信息编码形成QR二维码以LED车灯显示出来给后车，后车通过视频模组接收到前车的QR二维码LED车灯信息从而确保两车的安全防护，减少交通事故；执勤交警临时信息管理与上报系统：交警发布临时路况信息。进一步，所述交通信号灯系统包括交通信号灯单元控制模块，交通信号灯单元控制模块通过电路分别连接LED交通信号灯控制卡和接收模块，LED交通信号灯控制卡通过电路连接LED交通信号灯，摄像头和地感线圈传感模块安装在道路上；进一步，所述移动车载系统包括车载控制模块，车载控制模块分别通过电路连接视频接收模组模块、地图图像显示或语音播报、本车驾驶信息发布和LED车灯控制卡，LED车灯控制卡电路连接LED车灯；其中视频接收模组模块接收交通信号灯亮灯的视频信息，将信息传送给车载控制模块，车载控制模块将收到的信息进行处理后通过地图图像显示或语音播报表达出来供司机参考，LED车灯控制卡驱动LED车灯发送本车驾驶信息给后续车辆。进一步，所述LED交通信号灯为圆形的LED交通信号灯，中间LED灯管显示矩阵型QR二维码表示的交通信息，四周LED灯管发送时间信息和区域地点，使得LED交通信号灯发布的信息带上时间标签和地点标签，红绿黄交通信号灯采用数千个双色LED灯管排布成圆形，其中采用圆的内接最大正方形中多个LED管显示M*M规格的QR二维码信息，所述车灯采用多个单色LED灯管构成，多个LED管显示K*K规格的矩阵QR二维码信息。进一步，所述LED交通信号灯以QR二维码显示交通信息，包括实现个别车辆指挥功能，信息分两大类：控制命令信息，对不同种类车辆发送指令信息；服务信息的发布。具体需要编码的信息有：特种车辆通行指令；普通车辆某时刻的特殊通行指令；目的地的最佳不拥堵路线方案建议；实现车辆个别指挥加减速指令；货车、公交车限行及通行道路指令；停车场、加油站、4S店维修等服务信息发布。本专利技术的有益效果是采用LED交通信号灯及车灯显示QR二维码信息的传输组网方式，网络结构简单。LED交通信号灯与LED车灯在信息指示的同时能和车载移动体间进行无线光通信，借助QR二维码存储信息容量大的特点发布交通信息缓解道路拥堵及提高车辆的主动预防减少交通事故。附图说明图1是本专利技术基于LED光通信的智能交通系统结构示意图。图2是本专利技术交通信号灯系统硬件连接图。图3是本专利技术LED光信息发送模块中LED控制卡硬件连接图；图4是本专利技术车载系统中LED光信息接收/发送与信息处理硬件设备连接图；图5是本专利技术车灯QR二维码信息发送模块硬件连接图；图6是本专利技术LED交通信号灯与车载视频接收模块间光信息发送/接收时序图；图1中，1.交通信号灯单元控制模块，2.LED交通信号灯控制卡，3.LED交通信号灯，4.接收模块，5.视频接收模组模块，6.车载控制模块，7.地图图像显示或语音播报，8.本车驾驶信息发布，9.LED车灯控制卡，10.LED车灯，11.摄像头，12.执勤交警临时信息管理与上报交通信息终端，13.地感线圈具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1所示，交通信号灯系统包括交通信号灯单元控制模块1，交通信号灯单元控制模块1通过电路分别连接LED交通信号灯控制卡2和接收模块4，接收模块4将接收来自区域交通信息管理与调度中心的QR矩阵二维码交通信息发送给交通信号灯单元控制模块1，控制模块1(工控机)按照优先级生成当前红、绿、黄信号灯周期，另外将QR二维码信息通过串口发到LED交通信号灯控制卡，LED交通信号灯控制卡驱动红、绿、黄交通信号灯显示M*M规格的QR二维码交通信息。这样在十字路口红、绿、黄信号灯指示的同时以QR二维码的方式显示交通信息与指挥指令。摄像头11和地感线圈13传感模块安装在道路上本文档来自技高网...

【技术保护点】
信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信系统，其特征在于：包括区域交通信息管理与调度中心、交通信号灯系统、移动车载系统和执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统； 区域交通信息管理与调度中心：用来接收执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统发送的临时路况信息和摄像头、全景摄像机和地感线圈采集到的本地实时交通状况及服务信息，并以QR二维码形式将交通信息发送给交通信号灯系统； 交通信号灯系统：接收QR矩阵二维码信息，通过LED交通信号灯中排列的数千个LED小灯管显示QR矩阵二维码信息，并将摄像头、全景摄像机和地感线圈采集到的本地实时交通信息传递给区域交通信息管理与调度中心； 移动车载系统：接收交通信号灯系统通过LED交通信号灯显示的QR矩阵二维码信息，对QR二维码信息进行解码后将内容显示或语音播报给司机，并将本车驾驶信息编码形成QR二维码以LED车灯显示出来给后车，后车通过视频模组接收到前车的QR二维码LED车灯信息从而确保两车的安全防护；减少交通事故。 执勤交警临时信息管理与上报系统：交警发布临时路况信息。

【技术特征摘要】
1.一种信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信的系统，其特征在于：包括区域交通信息管理与调度中心、交通信号灯系统、移动车载系统和执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统；区域交通信息管理与调度中心：用来接收执勤交警临时信息管理与上报交通信息系统发送的临时路况信息，以及摄像头和地感线圈采集到的本地实时交通状况及服务信息，并以QR二维码形式将交通信息发送给交通信号灯系统；交通信号灯系统：接收QR矩阵二维码信息，通过LED交通信号灯中排列的数千个LED小灯管显示QR矩阵二维码信息，并将摄像头和地感线圈采集到的本地实时交通信息传递给区域交通信息管理与调度中心；移动车载系统：接收交通信号灯系统通过LED交通信号灯显示的QR矩阵二维码信息，对QR矩阵二维码信息进行解码后将内容显示或语音播报给司机，并将本车驾驶信息编码形成QR二维码以LED车灯显示出来给后车，后车通过视频模组接收到前车的QR二维码LED车灯信息从而确保两车的安全防护；减少交通事故；执勤交警临时信息管理与上报系统：交警发布临时路况信息。2.根据权利要求1所述的信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信的系统，其特征在于：所述交通信号灯系统包括交通信号灯单元控制模块(1)，交通信号灯单元控制模块(1)通过电路分别连接LED交通信号灯控制卡(2)和接收模块(4)，LED交通信号灯控制卡(2)通过电路连接LED交通信号灯(3)，摄像头(11)和地感线圈(13)传感模块安装在道路上。3.根据权利要求1所述的信息发布功能交通灯与移动车体间LED光通信的系统，其特征在于：所述移动车载系统包括车...

【专利技术属性】
技术研发人员：段颖妮，韩佐军，李国柱，刘密歌，
申请(专利权)人：西安文理学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61