一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统的制作方法

1.本实用新型属于公路隧道交通运行安全风险主动防控技术领域，涉及一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统。


背景技术：

2.当前，我国的公路隧道建成数量正快速增长，隧道内的行驶环境和隧道外具有很大的不同。车辆在隧道内部行驶时，由于隧道内部本身环境就比较狭窄，使得驾驶员产生一种车辆距离边墙过近的误区，如果此时驾驶员心理素质较差，就会不自觉地将车辆向隧道中间靠拢，逐渐超出车辆所在车道的正常行车轨迹范围，如果车速过快，极有可能导致与相邻车道的其他车辆刮蹭、碰撞等，引发交通事故。并且，如果驾驶员在驾驶疲劳的情况下在隧道内驾驶车辆行驶，行车轨迹一旦发生偏离，驾驶员察觉到的可能性也很小，存在很大的交通事故隐患，如果不及时的提醒该驾驶员纠正行车轨迹，也可能导致一系列的交通事故。此外，还有超车、超速等一系列的风险因素，也会导致车辆的行车轨迹发生偏离。总之，在隧道内行驶，车辆行驶轨迹易偏离，易诱发交通事故。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统，解决了隧道因内部车辆行驶轨迹偏离而易诱发交通事故的问题。
4.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
5.一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统，包括若干个沿隧道纵向布设的纠偏子系统，每个纠偏子系统均包括测距传感器、激光投影灯和控制箱，控制箱分别与测距传感器和激光投影灯连接；
6.测距传感器、激光投影灯和控制箱均设置在隧道两侧的边墙上；
7.测距传感器的安装高度在车辆车身的高度范围以内，用于测量行车与隧道内壁之间的距离；
8.激光投影灯安装在隧道的检修道近路侧边缘的上方，且设置在测距传感器的前方，用于向靠近检修道的路面上投射视觉路障。
9.进一步，激光投影灯为多个，沿隧道纵向间隔布设。
10.进一步，多个激光投影灯通过线路串联设置。
11.进一步，相邻激光投影灯的间距根据隧道自身的设计车速设置。
12.进一步，视觉路障包括多块区域，每个区域的颜色不同。
13.进一步，控制箱通过螺栓固定安装在隧道两侧拱肩位置。
14.进一步，所述隧道内行车轨迹纠偏系统的电源采用隧道自身的机电系统，隧道自身的机电系统通过变压器或电压调整电路和控制箱连接。
15.进一步，控制箱包括保护箱体和设在保护箱体内的单片机。
16.进一步，单片机的型号为at89c51。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
18.本实用新型公开了一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统，包括若干个沿隧道纵向布设的纠偏子系统，沿隧道纵向纠偏子系统重复均匀布设，每个纠偏子系统均包括测距传感器、激光投影灯和控制箱，控制箱与测距传感器和激光投影灯分别独立连接。测距传感器的安装高度在车辆车身的高度范围以内，在有车辆通过时，能够测量车辆与隧道内壁的距离，测距传感器将测得的距离发送给控制箱，控制箱接收到距离信息，判断该距离是否超过预设值，当车辆偏离距离在设定的安全阈值以内，控制箱向激光投影灯发出打开指令，激光投影灯接受指令投射出视觉路障；激光投影灯安装在隧道的检修道近路侧边缘的上方，且设置在测距传感器的前方，投射出的视觉路障在车辆的侧前方，可以使驾驶员看到，起到警示作用，且视觉路障的投影区会给驾驶员一种立体的错觉，让驾驶员将车辆向远离投影区的方向行驶，进而向偏离边墙方向调整，避免了交通事故的发生。
19.进一步，激光投影灯为多个，沿隧道纵向间隔布设，间隔根据隧道设计车速设置，一个控制箱连接激光投影灯数目也相应变化，可以形成一纵列的视觉路障，比较显目，让驾驶员更容易看到。
20.进一步，视觉路障包括多块区域，每个区域的颜色不同，不同的颜色组合，起到很好的警示作用，同时光不过分强烈，保证驾驶员不会产生眼部的不适和瞬间的过度紧张。
21.进一步，整个系统采用的电源来自隧道自身的机电系统，经过变压器或电压调整电路的电压调整，将机电系统的电源接到该纠偏系统中，整个纠偏系统不再需要连接另外的电源，保证了本实用新型的隧道内行车轨迹纠偏系统在隧道运营过程中能够实时发挥作用。
附图说明
22.图1为本实用新型的隧道内安装整体横断面截面结构示意图；
23.图2为本实用新型的纠偏子系统的组成图；
24.图3为本实用新型的隧道内安装整体纵断面截面结构示意图；
25.图4为本实用新型的视觉路障投影位置示意图；
26.图5为本实用新型的视觉路障的结构示意图。
27.其中：1为测距传感器，2为激光投影灯，3为控制箱，4为检修道，5为边墙，6为螺栓，7为电源，8为单片机，9为变压器，10为视觉路障，10-1为第一投影区，10-2为第二投影区，10-3为第三投影区，11为道路中线。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
29.如图1～3所示，本实用新型公开了一种基于视觉误差效应的隧道内行车轨迹纠偏系统，包括若干个沿着隧道纵向布设的纠偏子系统，每个纠偏子系统均包括测距传感器1、激光投影灯2和控制箱3，控制箱3分别与测距传感器1和激光投影灯2连接；测距传感器1、激光投影灯2和控制箱3均设置在隧道两侧的边墙5上；测距传感器1的安装高度在车辆车身的高度范围以内，用于测量行车与隧道内壁之间的距离；激光投影灯2安装在隧道的检修道4
近路侧边缘的上方，且设置在测距传感器1的前方，用于向靠近检修道4的路面上投射视觉路障10。
30.测距传感器1用于监测隧道内部运行车辆距离隧道边墙5的距离d，沿着隧道走向，按照一定的间距固定在隧道两侧的边墙5上，高度在车辆车身的高度范围以内。
31.测距传感器1可采用超声波测距传感器1，超声波波束水平发射，发射方向与隧道纵轴线方向在同一水平面内并与轴线垂直。当然，激光测距、红外线测距也可以。
32.控制箱3运用固定螺栓6安装在隧道的隧道两侧拱肩位置，主要由at89c51单片机8和保护箱体构成，如图3所示，一个控制箱3共控制若干个激光投影灯2。at89c51单片机8作为系统的核心处理器，其性能相对更加可靠，价格低廉。在使用时首先采用汇编语言编写行车轨迹偏离预警系统控制程序，进行调试完成后，写入单片机8，以实现其控制功能。主要用于对测距传感器1测得的车辆与隧道边墙5的距离进行判断，并向激光投影灯2发出打开指令，实现对偏离正常行驶轨迹的车辆进行行驶轨迹干预。
33.控制箱3接收到来自测距传感器1测得的车辆实时行车轨迹距离隧道边墙5的距离d，然后根据设定的安全阈值a1对偏离距离进行判断，是否在设定的安全阈值内，如果d≥a1，那么控制箱3向激光投影灯2不发出任何指令；如果d《a1，那么控制箱3向激光投影灯2发出打开指令，此时该子系统的四个激光投影灯2会立刻打开，向靠近检修道4的前方路面投射四个视觉路障10，以提醒驾驶员及时的调整行车轨迹。
34.如图1和3所示，激光投影灯2安装在检修道4近路侧边缘的垂直上方，隧道内左右两侧均沿着隧道轴向，按照一定纵向间隔，安装一排激光投影灯2，如图4所示，激光投影灯2向靠近检修道4一定宽度范围内的路面上投射视觉路障10，向行车轨迹偏离的驾驶员提供警示信息。当驾驶员行车轨迹偏向隧道边墙5，被测距传感器1检测到时，控制箱3控制激光投影灯2发出视觉路障10，驾驶员看到视觉路障10时，会对该道路标志产生一种立体的错觉，从而及时的调整车辆的行车轨迹。激光投影灯2的沿隧道纵向设置间距需要根据隧道自身的设计车速进行合理设置；投影的视觉路障10距离检修道4外缘的距离，也需要根据隧道的横断面设计尺寸、隧道运行设计车速进行合理设置。
35.如图5所示，一个视觉路障10由三块区域构成，分别为第一投影区10-1、第一投影区10-2和第三投影区10-3，每个区域的颜色不同，分别为红、黄、白。
36.整个系统采用的电源7来自隧道自身的机电系统，经过变压器9或电压调整电路的电压调整，将机电系统的电源7接到该纠偏系统中，保证了本实用新型的隧道内行车轨迹纠偏系统在隧道运营过程中能够实时发挥作用。
37.当有车辆过往时，测距传感器1将测得的距离值传输到控制箱3内的单片机8，经过单片机8中的行车轨迹偏离预警系统控制程序判断，当车辆偏离距离在设定的范围以内，则单片机8向激光投影灯2发出打开指令，前方的激光投影灯2打开，车辆前方路侧出现视觉路障10，向驾驶人发送警示信息，及时纠正行车方向，让驾驶员将车辆向远离投影区的方向行驶，向道路中线11侧行驶，避免交通事故的发生。