一种利用路灯传递紧急交通事件的系统的制作方法

1.本发明属于路灯领域，特别涉及一种使用路灯进行通信的路况信息传递，避免交通事故的技术改进。


背景技术：

2.在城市高架路或高速公路上，汽车的行驶速度通常大于80公里每小时，在夜晚或者天气不好的时候，经常会因为驾驶员无法预知前方交通事故继续行驶从而发生二次事故。
3.例如前方前方车辆抛锚停在道路中央，而由于各种原因驾驶员没有打开警示灯，造成后方车辆驾驶员没有注意到，来不及提前刹车从而引发汽车追尾事故。
4.或者前方车辆的驾驶员打开了警示灯，但后方驾驶员驾驶不专注造成，来不及提前刹车从而引发追尾事故。
5.或者前方道路突然出现拥堵的情况，虽然没有发生交通事故，但是由于后方驾驶员无法得知实际情况，进而出现驾驶员情绪波动，而造成交通隐患。
6.或者在多条车道中某一车道发生交通事故，而后方车辆无法得到提前预知，采取恰当的变换车道措施进而造成长时间的交通拥堵状况。
7.上述这些问题都是由于驾驶员无法提前获知紧急交通事件从而无法提前做出注意、规避、减速等操作造成的。


技术实现要素：

8.鉴于上述问题，本发明提供一种能够提前让驾驶员预知前方交通信息的通信系统，其利用集成在路灯内的光学通信系统，携带紧急交通事件信息与车辆进行通信，并通过车辆内的设备通知车辆驾驶员。
9.本发明还提供一种通过路灯发出警示提醒驾驶员发生紧急交通事件，从而引起驾驶员注意进而避免发生二次交通事故。
10.本发明还提供一种路灯与汽车的光学通信方式，该通信方式通过将汽车的照明系统与光学通信为解决上述技术问题本发明提供一种利用路灯传递紧急交通事件的系统，其包括：紧急交通事件产生系统，用于产生紧急交通事件；用于接收所述紧急交通事件所述紧急交通事件服务系统；所述紧急交通事件系统将接收到的交通集成设置在路灯中的光通信系统，该光通信系统与汽车进行光通信；集成在汽车内的光通信系统，该光通信系统与路灯进行光通信；所述紧急交通事件产生产生系统产生的交通事件消息发送给，交通事件服务系统，所述交通事件服务系统将包含紧急交通事件的消息分发给路灯，所述路灯通过光通信系统将紧急交通事件消息分发给，路灯通信范围内可及的汽车。
11.所述紧急交通事件产生系统产生的交通事件发送给交通紧急交通事件消息服务系统，所述紧急交通事件消息服务系统将紧急交通事件消息转通过光通信系统转发给路灯能够照射的汽车，所述汽车接收到紧急交通事件消息后提醒驾驶员，从而促进驾驶员采取积极的驾驶措施避免发生二次交通事故。
12.作为一种优选的实施方式，所述紧急交通事件触发模块被触发后通过光通信系统向邻近的路灯发送紧急交通事件消息。
13.作为一种优选的实施方式，所述邻近的路灯接收到所述紧急交通事件消息后，将所述紧交通事件消息发送至紧急交通事件服务器，所述紧急交通事件服务器将所述紧急交通事件发送给远离发出紧急交通事件车辆的路灯，远离所述远离交通事件发出车辆的路灯通过光通信系统将所述紧急交通事件发送给邻近的车辆。
14.作为一种优选的实施方式，所述紧急交通事件消息中包括紧急交通事件发生的位置信息；所述紧急交通事件服务系统，向该位置的后方路灯发送紧急交通事件消息。
15.作为一种优选的实施方式，所述紧急交通事件服务系统，向所述位置的后方安全距离内的路灯发送包含第一警示内容的紧急交通事件消息；并向该位置的后方安全距离外的路灯发送包含第二警示内容的紧急交通事件消息；所述路灯根据警示内容发出第一警示或第二警示。
16.作为一种优选的实施方式，所述紧急交通事件服务系统，紧急交通事件消息包含事件类型，所述路灯收到紧急交通事件后，按照紧急交通事件的类型产生对应的警示。
17.作为一种优选的实施方式，所述紧急交通事件产生系统包括安装在路周边的路面信息传感部；所述路面信息传感部，用于感知路面信息，在发生交通事件时路面信息传感部向所述紧急交通事件服务系统，发送紧急交通事件消息。
18.作为一种优选的实施方式，所述光通信系统包括，用于处理紧急交通事件消息产生的数据的控制电路；与所述控制电路耦合的光通信模块，以及光信号发射器和光信号接收器；所述控制电路将数据传递给光通信模块，所述光通信模块与光信号发射器，将所述紧急交通事件数据转换为光信号；所述光信号接收器用于接收光信号，并将光信号转换为紧急交通事件消息数据。
19.作为一种优选的实施方式，所述光通信模块将所述紧急交通事件消息数据调制为，光信号发射器频闪信号。
20.作为一种优选的实施方式，所述集成在汽车内的光通信系统，与汽车车灯集成在一起。
附图说明
21.图1一种利用路灯传递紧急交通事件的系统整体示意图。
22.图2是紧急交通事件消息产生、处理和转发顺序图。
23.图3汽车内紧急交通事件产生系统。
24.图4汽车产生紧急交通事件消息流程图。
25.图5是光学通信系统架构示意图。
26.图6是与路灯集成的光学通信系统架构示意图。
27.图7是紧急交通事件消息处理及传递流程示意图。
28.图8是一种利用路灯传递紧急交通事件的系统另一实时方案示意图。
29.图9是紧急交通事件消息处理及传递流程另一实时方案示意图。
30.图10是车辆收到紧急交通事件消息后所做出的自动处理流程示意图。
具体实施方式
31.参照图1和图2所示的本发明用路灯传递紧急交通事件的系统一种优选的构成系统100示意图200，其中图1和图2分别代表该系统的实际构成物理结构示意图，和逻辑结构示意图。
32.本发明提供的一种利用路灯传递紧急交通事件的系统100，包括紧急交通事件产生系统，用于产生紧急交通事件消息，所述紧急交通事件产生系统可集成在车104内，可设置在路灯灯杆上以按钮122的形式与路灯集成。用于接收所述紧急交通事件所述紧急交通事件服务系统，其被部署在服务器118中，所述紧急交通事件服务系统可以以应用软件、专用集成电路、计算机固件等形式存在；所述服务器118通过已知的通信方法与图像分析系统通信，例如通过互联网、局域网、蓝牙、红外通以及超声波等形成的通信链路102进行通信。集成设置在路灯中的光通信系统120，该光通信系统与汽车进行光通信；集成在汽车内的光通信系统，该光通信系统与路灯进行光通信；路灯与汽车之间形成光通信上行链路126和下行链路128用于在路灯与汽车之间紧急交通事件消息通信。所述紧急交通事件产生产生系统产生的交通事件消息发送给交通事件服务器118所述交通事件服务系统将包含紧急交通事件的消息分发给路灯，所述路灯通过光通信系统的下行链路132将紧急交通事件消息分发给，路灯通信范围内可及的汽车。
33.参照图2所述灯传递紧急交通事件的系统200，包括紧急交通事件产生系统202用于产生紧急交通事件消息204，所述紧急交通事件消息204发送给紧急交通事件服务系统206，紧急交通事件服务系统206将包含紧急交通事件的消息发送给路灯208，路灯再通过光通信系统发送给其光通信范围内能够达到的汽车210。参照图1所述光通信系统的通信范围，由光信号的强度以及光通信系统中的传感器灵敏度等因素决定，要保证光通信的有效光信号能够照射到附近的汽车104或图1中标号108。本发明中光通信系统的通信距离可在数米至数公里范围内，例如一种可行的光通信系统的通信距离在500米距离。
34.参照图1所述紧急交通事件产生系统202可以为多种不同的原理实现的系统中的一种或多种。例如所述紧急交通事件产生系统可为安装在城市路面上方的摄像头110，该摄像头199拍摄路面112车辆信息，并将图像数据传输到图像分析系统116，经过图像分析系统分析，存在紧急交通事件就产生紧急交通事件消息发送给用于部署紧急交通事件服务系统的服务器118。比如在道路上存在交通追尾事故，图像分析系统116通过分析事故车辆停止行驶、紧急警示灯闪烁等因素得出交通事故结论，并产生交通事故事件消息204，该紧急交通事件消息是紧急交通事件中众多类型中的一种。又例如经过图像分析系统116分析得知某一车道中存在车辆以过分低于限速行驶的车辆（例如清扫车或清障车等），图像分析系统116产生车速过低消息，该消息是紧急交通事件中众多类型中的一种。所述图像分析系统116还可以对，道路维修、车辆违章、交通拥堵等不利于行驶和交通安全的道路状况，分类为对应的紧急交通事件。
35.又例如所述紧急交通事件产生系统，可以是设置在道路或路灯120上的按钮122以
及其对应的控制系统。例如在路灯杆上设置紧急交通事件按钮122，在发生交通事故后，所述紧急交通事件按钮122被事故车辆的驾驶员按压触发。用于感知所述按钮122的电路感知到按钮122被按压后，通过通信系统将紧急交通事件发送给，紧急交通事件服务系统。所述按钮122可设置多个对应不同类型的紧急交通事件，可在所述按钮122上设置例如车辆抛锚、发生交通事故等类型的紧急交通事件。
36.再例如所述紧急交通事件产生系统包括安装在路112周边的路面信息传感部；所述路面信息传感部，用于感知路面信息，在发生交通事件时路面信息传感部向所述紧急交通事件服务系统，发送紧急交通事件消息。这些传感器除了上述的摄像头和图像分析系统，还可以包括测速传感器，车辆经过传感器等。
37.再例如所述紧急交通事件产生系统可以是集成在汽车内部的紧急交通事件触发模块。汽车内紧急交通事件触发模块集成传感器模块300，所述传感器用于收集车辆信息。处理器根据车辆信息判断车辆的状态，并在车辆发生紧急交通事件时生成紧急交通事件消息。所述传感器模块300包括图2中所示的，陀螺仪302、加速度传感器304、碰撞传感器306、声音传感器308、车速传感器312。还包括gps模块用于定位所述汽车位置，以及用于驾驶员触发的紧急按钮。所述处理器316为嵌入式处理器、通用处理器、专用应用集成电路、fpga等。例如所述处理器316用于执行紧急交通事件控制流程，在一种优选的方案中所述紧急交通事件控制流程为处理器多条指令代码，这些指令代码按照图4所示的流程检测紧急交通事件并发出紧急交通事件消息。所述流程包括：获知传感器数据402，分析传感器数据404，流程判断是否发生紧急交通事件406。经过流程406判断如果发生紧急交通事件则根据紧急交通事件的类型产生包含紧急交通事件类型的紧急交通事件消息408，如果没有发生紧急交通事件消息则继续感知所述传感器数据402。
38.流程判断是否发生紧急交通事件包括多种方法，例如在流程中406，所述加速传感器感测的加速度变化值大于设定阈值并且碰撞传感器检测到碰撞信号，则判断发生了碰撞这一紧急交通事件，在流程408中生成包含碰撞这一紧急交通事件的消息。在流程408中，所述处理器316与gps模块连接，处理器316在生成所述碰撞事件消息包含发生紧急交通事件的gps定位位置信息。另外所述碰撞事件消息还包括时间、车辆型号等信息。
39.除了通过处理器自动判断紧急交通事件，在优选的方案中所述处理器316与汽车上的紧急按钮320耦合，例如设置在中控台上的双闪警示灯按钮，当所述处理器316检测到所述按钮被按下时即产生紧急交通事件消息。
40.照图5是所述光学通信模块原理示例性模块结构，其中电路示意其工作原理，实际电路可与其有所不同。
41.参照图5，所述处理器产生紧急交通事件消息后通过光学通信模块318向外发射。所述光学通信模块一种典型的信号调制方式为：将代表所述紧急交通事件消息的二进制数据调制成led频闪信号，其中led亮起状态表示发射信号为1关断状态表示发射信号为0，所述二进制数据以串行的方式被发送出去。
42.所述光学通信模块318包括光通信控制电路502，以及用于发射信号的发光二极管512和用于接收光信号的光电二极管506。所述发光二极管的控制mos管的控制端与光通信电路502的输出端连接。该光通信控制电路502用于将所述紧急交通事件消息数据调制成串行电信号514，其中高电平时所述发光二极管512发光，低电平时所述发光二极管512不发
光。
43.在一种优选的实施方案中所述led与车辆的照明灯总成共用，在不影响照明的情况下能够进行光学信号的发射，例如在所述led的频闪的频率大于15hz/秒的情况下即可实现人眼基本不可见的闪烁不影响照明。所述频率影响通信效率，即频率越高单位时间内传输数据的速度越快。
44.其中所述led可与汽车照明使用的led共用，例如白天使用汽车的日间行车灯，夜晚使用前照灯的led作为光学信息发射器。在图1中优选的将汽车远光灯的照明led作为发射光学信号的led使用，这样远光灯led照射强度和照射距离能保证通信效果，使得路灯集成的光学传感器506能够接收到信号光学传感器506优选的为光电二极管。
45.在一种优选的方案中，所述光学通信模块318可通过软件实现。现代汽车中led开关状态受到汽车的处理器316控制，可通过软件或硬件定时器设定led频闪频率，软件控制根据需要发送数据的每一位控制所述led灯打开或关断的状态。利用车灯所述汽车可向其邻近的路灯发送紧急交通事件消息。
46.继续参照图6，所述光通信控制电路602还与光学传感器606耦合，所述光学传感器606用于将所述光学信号转为为电信号616，光通信控制电路602将所述电信号转换为通信数据。
47.图6所示为路灯中集成的光学通信系统示意图，其中光学通信原理与汽车上集成的光学通信原理相同。
48.参照图6，所述在路灯上集成了利用与图5中所示汽车上光学通信模块原理相同的光学通信系统。所述光通信系统包括，用于处理紧急交通事件消息产生的数据的控制电路620；与所述控制电路620耦合的光通信模块318，光通信模块光通信控制电路620以及光信号发射二极管612和光信号接收二极管606；所述控制电路620将数据传递给光通信控制电路602，所述光通信控制电路602与发射二极管612将所述紧急交通事件数据转换为光信号；所述光信号接收二极管612用于接收光信号，并将光信号转换为紧急交通事件消息数据。
49.利用上述光学通信模块318可完成汽车与路灯之间通信、路灯与路灯之间通信、车与车之间通信。
50.上述的紧急交通事件产生系统202将其产生的紧急交通事件消息204以各种形式发送给紧急交通事件服务系统206。所述紧急交通事件消息204内除上述的位置数据和紧急交通事件类型数据还包括消息204发送者的类型码，例如汽车发送的紧急交通事件系统的类型码是汽车的编码类型，路灯发送的紧急交通事件系统的类型码是路灯。在优选的方案中，所述紧急交通事件消息204中还包括消息发送者的身份识别码，例如汽车的车架号，或路灯编码。
51.紧急交通消息的产生系统202，与紧急交通事件服务系统206遵从同一通信协议。紧急交通服务系统包括解析程序212，解析程序212解析所述紧急交通事件消息204，分析所述紧急交通事件消息后按照一定的策略将所述紧急交通事件消息分发给路灯120，路灯120再经过光学通信系统分发给汽车。
52.所述紧急交通事件服务系统206可为部署在后台服务器118上的软件系统。
53.参照图2所述紧急交通事件服务系统206解析程序212，用于将紧急交通事件消息204按照通信协议提取所述消息204中的关键信息，这些关键信息为所述紧急交通事件消息
产生系统202所产生的。所述紧急交通事件消息204的内容包括但不限于：紧急交通事件类型（例如道路维修、牵扯速度过慢、车辆追尾、车辆异常抛锚）、所述紧急交通事件所发生的位置例如gps定位数据，以及发生时间等信息。所述紧急交通事件服务系统206的解析程序212根据上述信息计算分析后将产生紧急交通事件消息216转发给特定的路灯，紧急交通事件消息216可在原消息204基础之上增加或减少内容，例如增加路灯120发出安全警示的内容。
54.所述紧急交通事件服务系统206可用于控制距离紧急交通事件发生位置p安全距离范围l内的路灯120'发出第一警示，控制距离所述紧急交通事件发生位置安全距离范围外的路灯（图中未示出）发出第二警示。所述警示可以通过声音、光等方式发出，所述声音可通过集成安装在路灯上的受控扬声设备发出，所述光可以闪烁、变暗或变亮灯方式实现。
55.例如图7中的紧急交通事件服务系统通过路灯发出警示流程图700，其为紧急交通服务系统包括解析程序212的一种示例性实现方式。在流程702中接收紧急交通事件消息，该紧急交通事件消息可来自路灯或直接来自汽车。在流程704中所述紧急交通事件服务器解析消息内容，从中获知交通事件的发生位置，例如消息内容的gps坐标。在流程706中根据位置信息计算安全距离l内的所有路灯的位置，同时计算安全距离外的路灯的位置；在流程708中向安全距离内的路灯发送第一频率闪烁代码，所述路灯闪烁，向安全距离外地额路灯发送第二频率闪烁代码，优选的所述第一频率大于第二频率。安全距离内较近的驾驶员看到该路灯闪烁时即可预知前方发生交通事故，可提前做出减速、变道等规避驾驶操作。
56.图8为本发明的另一种实施方式示意图，其中相对图1中的系统而言去除了中心服务器，将紧急交通事件服务系统与路灯集成。
57.所述紧急交通事件服务系统206可与多个所述路灯120集成，相邻路灯之间通过光通信系统形成向前的通信链路802和向后的通信链路804，所述紧急交通事件服务系统206通过通信链路802、804向相邻的路灯发送紧急交通事件消息。多个路灯中120任一个都能够将其接受到的紧急交通事件消息内容转发给其前一路灯或后一路灯，即的紧急交通事件消息沿着路灯120传递。收到转发紧急交通事件消息的路灯，解析其内容并根据紧急交通事件的类型作出响应动作。所述响应动作还可根据路灯距离紧急交通事件发生点的距离不同而有所不同，例如所述路灯根据消息中包含的紧急交通事件的位置，计算其自身是否在紧急交通事件发生的安全距离内，如果在小于安全距离则以上述的第一频率闪烁，如果在大于安全距离则以第二频率闪烁。
58.参照图9，所述多个所述路灯集成中的每一个紧急交通事件服务系统900，与图8中展示的紧急交通事件服务系统的工作逻辑不同之处在于，所述紧急交通事件服务系统需要判断其自身是否需要对紧急交通服务事件做出响应。其包括流程：接收紧急交通事件消息902，该消息上述紧急交通事件产生系统产生。在流程904中解析消息内容，所述消息内容包括：紧急交通事件类型（例如道路维修、牵扯速度过慢、车辆追尾、车辆异常抛锚）、所述紧急交通事件所发生的位置例如gps定位数据，以及发生时间等信息。接收消息后将消息按照通信链路802、804传递的方向发给相邻路灯，随后流程906中转发完成后解析消息内容。在流程908中根据解析结果判断是否需要响应，如果需要响应则在流程910中做出响应的响应动作，如闪烁等。所述响应动作910包括将消息通过光学通信链路828、832转发给路灯下的汽车，应当注意的是所述路灯的通信范围是有限的即在车载光通信系统可接受到的距离。
59.在优选的方案中，所述交通事件服务系统将所述紧急交通事件沿着汽车行驶方向的反方向转发，这样能够使得紧急交通事件发生点后方的车辆迅速获知警示。
60.使用这种集成在多个路灯内的交通事件服务系统去除了中心服务器，多个灯即成组独立运行，维护简单，并且去除了中心服务器能够降低互联网等通信延迟。
61.经过紧急交通事件服务系统发送到所述路灯的，紧急交通事件消息被转发给汽车。所述汽车接收紧急交通事件消息，汽车内置的紧急交通事件消息响应模块根据消息的内容作出响应动作，例如发出声音、灯光等警告消息、异或可采取紧急制动动作。
62.参照图10下面以紧急制动为例来解释所述汽车对紧急交通事件响应的过程。在流程1002中汽车接收路灯发送的紧急交通事件消息，在流程1004中解析所述交通事件消息中包含与汽车通信的路灯120'距离交通事件发生地的距离，该距离可通过路灯内置的交通事件服务系统计算完成后发送给汽车。同时在流程1004汽车结合车速计算安全距离。在流程1006中判断该距离是否大于其自身的安全距离，如果大于安全距离，则保持车速并继续接受下一路灯发送的紧急交通事件消息，如果小于执行流程1008安全距离则开始紧急制动。
63.优选的，所述紧急交通事件消息中包含gps消息，所述汽车接收消息后利用车载的gps模块定位自身位置，并根据自身位置计算自身与紧急交通事件发生点的距离，并根据车速计算安全距离，比较所述安全距离与交通事故发生点的距离，如果该距离小于安全距离则开始紧急制动。