自适应LED倒计时信号灯系统的制作方法

自适应led倒计时信号灯系统
技术领域
1.本实用新型涉及交通信号灯技术领域，更具体地说，它涉及一种自适应led倒计时信号灯系统。


背景技术：

2.交通信号灯是设置在市政道路上用于协调行人车辆通行的交通设施。交通信号灯通常是由壳体以及设置在壳体上的指示板、指示板上的led灯以及控制上述led灯亮灭的控制器组成。在一些具有倒计时功能的交通信号灯中，其还具有闪烁提示的设定，即当交通信号灯显示的通行状态即将切换到另一通行状态时，交通信号灯上的led灯将会发生闪烁，以提示行人或机动车驾驶员注意交通通行状态即将发生的改变。
3.现有技术中，上述临界状态交通信号灯闪烁的频率通常是固定的，如此设定虽然简便，但是在一些特殊环境下却也存在弊端。例如，在大雾或沙尘天气中道路的能见度降低，如果上述交通信号灯的闪烁频率过快或led灯亮度过低，行人或机动车驾驶员很难在远方清楚地感知到上述闪烁的存在，进而使得交通信号灯闪烁这一设定失去原有的提示效果。


技术实现要素：

4.针对于实际应用中交通信号灯通行状态切换倒计时即将完结前，用于提示行人或机动车驾驶员的发光状态不能根据现场环境中能见度的变化进行调整改变，导致机动车驾驶员或行人对交通信号灯状态变化这一提示信号感知下降的问题。本技术提出了一种自适应led倒计时信号灯系统，其能够根据道路现场的能见度自动调节自身的发光状态，使得行人或机动车驾驶员能够更清楚地感知到上述交通信号灯所发出的闪烁提示信息，便于协调行人和车辆通行。具体方案如下：
5.一种自适应led倒计时信号灯系统，包括led发光组件，以及控制led发光组件亮灭的发光控制器，还包括：
6.能见度检测组件，设置于交通信号灯壳体上或交通信号灯周围，用于检测环境的能见度，输出能见度检测信号；
7.闪烁频率调节组件，包括频率控制器，以及用于存储各个能见度条件下交通信号灯最佳闪烁频率数据的频率数据存储器，所述频率控制器与所述能见度检测组件信号连接且与所述发光控制器控制连接，接收所述能见度检测信号并自所述频率数据存储器中查找对应的最佳闪烁频率数据，基于所述最佳闪烁频率数据输出控制信号，控制所述发光控制器的动作。
8.通过上述技术方案，首先将各种环境能见度条件下的交通信号灯最佳闪烁频率数据存储在存储器中，而后通过能见度检测组件检测当前环境的能见度并将其与存储的能见度数据做对比，找到最佳的闪烁频率数据并输出给得到频率控制器，最终改变交通信号灯上led灯的闪烁频率使其更加适应于当前环境能见度的需要，能够让行人或机动车驾驶员
更清楚的感知到交通信号灯所指示通行状态的改变，利于交通信号灯对行人车辆进行提示与协调。
9.进一步的，所述能见度检测组件包括：
10.光电传感器件，配置为至少一个光电发射端与光电接收端，用于检测光电发射端与光电接收端之间空间环境对光线传播的阻隔量，输出光强度检测信号；
11.环境湿度传感器件，配置于交通信号灯周围，用于检测环境湿度并输出湿度检测信号；
12.综合分析器件，配置为与所述光电传感器件以及环境湿度传感器件信号连接，接收所述光强度检测信号以及湿度检测信号，基于设定算法生成并输出所述能见度检测信号。
13.通过上述技术方案，分别从空间环境对光线传播的阻隔程度以及空气湿度来综合判断大雾天气或沙尘天气，检测简便快速且准确有效。
14.进一步的，所述能见度检测组件包括：
15.信号接收器件，配置为与市政道路上的摄像装置信号连接，采集并输出当前摄像装置拍摄的图像信息；
16.智能图像处理器件，其内部加载或配置有用于识别所述图像信息中设定参照物的算法程序模块，基于识别结果输出所述能见度检测信号。
17.通过上述技术方案，直接采集并利用市政道路上的摄像装置所采集到的图像信息来判定道路的能见度情况，方式简单，准确有效。
18.进一步的，所述自适应led倒计时信号灯系统还包括：
19.环境亮度检测组件，设置于交通信号灯周围环境中，用于检测环境亮度并输出亮度检测信号；
20.闪烁亮度调节组件，包括亮度控制器，以及用于存储各个环境亮度条件下交通信号灯最佳亮度数据的亮度数据存储器，所述亮度控制器与所述环境亮度检测组件信号连接且与所述发光控制器控制连接，接收所述亮度检测信号并自所述亮度数据存储器中查找对应的最佳亮度数据，基于所述最佳亮度数据输出控制信号，控制所述发光控制器的动作。
21.通过上述技术方案，可以根据环境的实时亮度调节交通信号灯上led发光组件的发光亮度，由此能够让行人或机动车驾驶员更清楚的感知到交通信号灯所指示通行状态的改变，利于交通信号灯对行人车辆进行提示与协调。
22.进一步的，所述环境亮度检测组件包括设置于交通信号灯附近的亮度传感器。
23.进一步的，所述频率控制器及亮度控制器共同配置为：
24.数据转换单元，配置为与所述能见度检测组件及环境亮度检测组件的信号输出端信号连接，接收所述能见度检测信号及亮度检测信号，并将其转化为可被处理器处理的特定数字信号；
25.数据处理单元，与所述数据转换单元以及频率数据存储器、亮度数据存储器数据连接，内置设定的数据查找算法模块，接收所述特定数字信号查找频率数据存储器及亮度数据存储器中对应的最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据并输出；
26.数据输出单元，配置为与所述数据处理单元数据连接，接收所述最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据，并分别将上述数据输出至上述发光控制器。
27.通过上述方案，可以快速对能见度检测信号及亮度检测信号进行处理，识别查找到对应的最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据，使得交通信号灯能够根据环境能见度及亮度的变化快速的做出响应，及时调整交通信号灯的倒计时闪烁频率及显示亮度，使得道路上的行人和机动车驾驶员能够清楚地获取到交通信号灯上的通行指示状态。
28.进一步的，所述数据处理单元配置为加载有设定数据处理算法模块的fpga控制模块，所述数据转换单元包括ad转换器或加载有设定算法程序模块的专用dsp芯片或直接由fpga芯片中的可编程门阵列经设定编排后实现；
29.所述数据输出单元包括配置于fpga控制模块中的输出数据转换子模块，接收所述最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据并将其转换为设定幅值或频率的电信号。
30.进一步的，所述led发光组件包括由多个led灯组成的发光阵列以及安装背板；
31.所述发光控制器包括与led发光组件电连接的具备调光功能的led驱动电源，所述led驱动电源的控制端与所述亮度控制器或频率控制器信号连接。
32.通过上述技术方案，可以十分方便的对led发光组件的亮度及频率进行精确的调节。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
34.通过对交通信号灯周围环境亮度及能见度的检测，实时调整交通信号灯中led发光组件的发光状态，使得道路上的行人及车辆驾驶员能够更加容易的看到或感知到交通信号灯指示状态的变化，便于协调行人和车辆通行。
附图说明
35.图1为本技术自适应led倒计时信号灯系统的整体功能结构示意图。
36.附图标记：1、led发光组件；2、发光控制器；3、能见度检测组件；4、闪烁频率调节组件；5、频率控制器；6、频率数据存储器；7、光电传感器件；8、环境湿度传感器件；9、综合分析器件；10、信号接收器件；11、智能图像处理器件；12、环境亮度检测组件；13、闪烁亮度调节组件；14、亮度控制器；15、亮度数据存储器；16、数据转换单元；17、数据处理单元；18、数据输出单元。
具体实施方式
37.下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。
38.一种自适应led倒计时信号灯系统，如图1所示，包括led发光组件1以及控制led发光组件1亮灭的发光控制器2。
39.上述led发光组件1包括由多个led灯组成的发光阵列以及安装背板，多个led灯安装在上述安装背板上。所述发光控制器2包括与led发光组件1电连接的具备调光功能的led驱动电源。上述led驱动电源由外部市政电网供电，采用脉冲驱动的方式对led灯进行驱动，受控于输入的控制信号，既可以改变闪烁频率，也可以改变led灯的亮度。
40.本技术实施例中，上述自适应led倒计时信号灯系统还包括能见度检测组件3、环境亮度检测组件12、闪烁频率调节组件4以及闪烁亮度调节组件13。
41.上述能见度检测组件3设置于交通信号灯壳体上或交通信号灯周围，用于检测环
境的能见度，输出能见度检测信号。在实际应用中，上述能见度检测组件3包括光电传感器件7、环境湿度传感器件8以及综合分析器件9。
42.光电传感器件7配置为至少一个光电发射端与光电接收端，用于检测光电发射端与光电接收端之间空间环境对光线传播的阻隔量，输出光强度检测信号，若出现大雾或沙尘天气，光电接收端接收到的光强度变弱。环境湿度传感器件8配置于交通信号灯周围，用于检测环境湿度并输出湿度检测信号。综合分析器件9配置为专用dsp数据处理模块或集成于fpga控制模块中的数据处理模块实现，其信号输出端配置为与光电传感器件7以及环境湿度传感器件8信号连接（默认上述传感器输出均为数字信号），接收光强度检测信号以及湿度检测信号，基于设定算法生成并输出能见度检测信号，例如在fpga控制模块中直接存储或外接一数据存储表，将代表不同天气对应的光强度检测信号数据及湿度检测信号数据关联存储起来，若输入的光强度检测信号低于某一设定值且环境湿度高于某一设定值，则可以判定为大雾天气。上述技术方案分别从空间环境对光线传播的阻隔程度以及空气湿度来综合判断大雾天气或沙尘天气，检测简便快速且准确有效。
43.闪烁频率调节组件4包括频率控制器5以及用于存储各个能见度条件下交通信号灯最佳闪烁频率数据的频率数据存储器6。频率控制器5与上述能见度检测组件3的信号输出端信号连接且与发光控制器2，即led驱动电源控制连接，接收能见度检测信号并自频率数据存储器6中查找对应的最佳闪烁频率数据，基于最佳闪烁频率数据输出控制信号，控制发光控制器2的动作。
44.环境亮度检测组件12设置于交通信号灯周围环境中，用于检测环境亮度并输出亮度检测信号。具体实践中，上述环境亮度检测组件12包括设置于交通信号灯附近的亮度传感器，为了减少信号转换所需的配置，上述亮度传感器直接采用可输出数字量信号的传感器件实现。
45.闪烁亮度调节组件13包括亮度控制器14以及用于存储各个环境亮度条件下交通信号灯最佳亮度数据的亮度数据存储器15。亮度控制器14与环境亮度检测组件12信号连接且与发光控制器2，即led驱动电源控制连接，接收亮度检测信号并自亮度数据存储器15中查找对应的最佳亮度数据，基于最佳亮度数据输出控制信号，控制发光控制器2的动作。
46.在特定实施方式中，上述能见度检测组件3可以采用信号接收器件10及智能图像处理器件11。
47.信号接收器件10配置为与市政道路上的摄像装置信号连接，采集并输出当前摄像装置拍摄的图像信息。上述信号接收器件10可以直接采用上述fpga控制模块连接相应的数据转换器件实现，图像信息被转化为数字信号，而后输入至fpga控制模块中，实现数据的采集。智能图像处理器件11可以直接配置于fpga控制模块中，用于识别图像信息中设定参照物的算法程序模块，基于识别结果输出能见度检测信号。基于上述技术方案，直接采集并利用市政道路上的摄像装置所采集到的图像信息来判定道路的能见度情况。
48.在本技术实施例中，上述频率控制器5及亮度控制器14均包括：数据转换单元16、数据处理单元17以及数据输出单元18。
49.数据转换单元16配置为与能见度检测组件3及环境亮度检测组件12的信号输出端信号连接，接收能见度检测信号及亮度检测信号，并将其转化为可被处理器处理的特定数字信号。在具体实施方式中，上述数据转换单元16包括ad转换器或加载有设定算法程序模
块的专用dsp芯片或直接由fpga芯片中的可编程门阵列经设定编排后实现，输入特定的模拟信号，而后经相关设定算法转换为特定的数字信号。
50.数据处理单元17配置为与数据转换单元16以及频率数据存储器6、亮度数据存储器15数据连接，内置设定的数据查找算法模块，接收特定数字信号查找频率数据存储器6及亮度数据存储器15中对应的最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据并输出。本技术实施例中，上述数据处理单元17配置为加载有设定数据处理算法模块的fpga控制模块，由于输入数据并查找输出相关联的数据在相关应用中已经十分普遍，在此对其具体工作原理不再赘述。
51.由于自数据处理单元17输出的数据并不能直接应用于led驱动电源，因此，需要对输出的数据进行相应的转换，在本技术实施例中，数据输出单元18配置为与数据处理单元17数据连接，接收最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据，并根据发光控制器2的数据接口格式需要，分别将上述数据转换成设定格式后输出至上述发光控制器2的信号输入端。优选的，数据输出单元18包括配置于fpga控制模块中的输出数据转换子模块，接收最佳闪烁频率数据及最佳亮度数据并将其转换为设定幅值或频率的电信号。
52.在本实施例中，所述频率数据存储器6及亮度数据存储器15配置为与所述fpga控制模块相连接的存储芯片，相关数据内容存储在上述存储芯片中，当需要进行数据查找时只需要从存储芯片中进行数据访问即可。
53.本实用新型的工作原理及有益效果在于：
54.首先将各种环境能见度及亮度条件下的交通信号灯最佳闪烁频率数据、最佳亮度数据存储在存储器中，而后通过能见度检测组件3、亮度检测组件检测当前环境的能见度及亮度，并将其与存储的能见度数据、亮度数据做对比，找到最佳的闪烁频率数据及亮度数据并输出给得到频率控制器5、亮度控制器14，最终改变交通信号灯上led灯的闪烁频率及亮度，使其更加适应于当前环境的需要，能够让行人或机动车驾驶员更清楚的感知到交通信号灯所指示通行状态的改变，利于交通信号灯对行人车辆进行提示与协调。
55.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。