用于高速公路的特殊照明装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆行驶智能引导设备技术领域，具体涉及一种用于高速公路的特殊照明装置及方法。

背景技术

高速公路的特殊路段(如：长上下坡、急转弯处、桥梁、湖泊等)，在浓雾或其它恶劣天气(暴雨、冰雪)情况下发生交通事故和特大交通事故的概率更高、后果更严重，在此种大前提下，降低高速公路特殊路段交通事故的发生率，是保障高速公路行车安全的重要手段。

针对高速上事故频发的情况，市场上也出现了很多高速特殊路段的安全引导产品，虽然能起到一定的引导作用，但都是些简单的道路引导，做不到实时气象监测，引导系统不能实时自动控制等，离智慧高速“看的清、测得准、控的住”的目标还有一定距离，随着高速公路快速发展和互联网的应用不断普及，公路出行面临公众安全、快速出行的服务体验，跨省长距离出行服务体验差,特殊极端天气频发等风险，基于上述综合原因，迫切需要应用新的技术和手段，增强高速公路运营安全水平、提升交通智能化的管控能力和道路通行效率,现有的智能引导系统主要解决的技术问题是通行拥堵，方式简单，并不能针对复杂多变的天气进行智能化地车辆行驶引导，从而最大程度保障车辆通行效率和行车安全。

发明内容

本发明意在提供用于高速公路的特殊照明装置及方法，以提高对高速公路上过往车辆的通行指引智能化程度，进而提高通行效率和安全性。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：用于高速公路的特殊照明装置，包括公路主体，所述公路主体的两侧设有多根立柱，所述立柱的顶端设有云台旋转机构，所述云台旋转机构上设有指示灯牌，所述云台旋转机构包括舵机和舵机云台，所述舵机与立柱固定连接，舵机云台的下端与舵机的上端连接，且舵机云台的上端与指示灯牌连接；所述指示灯牌上设有用于测量通行车辆的车速的测速器，且指示灯牌内部设有控制器模块和分析模块，所述控制器模块用于动态控制指示灯牌的显示内容，所述分析模块用于计算出车辆通行的最佳速度，并利用指示灯牌实时显示最佳速度；所述舵机云台上还设有灯罩，且所述指示灯牌位于灯罩内部。

本方案的原理及优点是：实际应用时，利用测速器实时检测即将通行的车辆的速度，并结合此路段的实际路况，计算分析出该车辆安全、快速通过本路段的最佳速度，并将最佳速度显示在指示灯牌上，另一方面，根据该车辆的通行进程，利用云台旋转机构动态调节指示灯牌位置，进而调整指示灯牌的显示效果，给驾驶人员最清晰醒目的行驶指引，辅助其安全通过本路段。相比于现有技术，本方案的优点在于改进了传统的固定设置的反射光牌的指引模式，利用能够实时调节的指示灯牌进行动态化引导，同时还能够在指示灯牌上显示多种示意内容，给驾驶员最直观的指引方案，使其能够快速接收并操作车辆快速通过本路段，因此本方案能够极大程度上提高对过往车辆的引导效果，进而提高车辆通行的效率，保障了行车安全。

优选的，作为一种改进，立柱均匀且对称分布在公路主体的两侧。

有益效果：通过此种设置，使公路主体两侧的指示灯牌对称设置，从而能够同步从左右两个方向给车辆的驾驶人员进行行驶引导，更容易引起其视觉感受，避免其分心驾驶，从而提高行车安全，保障其安全通过此路段区域。

优选的，作为一种改进，立柱在公路主体两侧交叉间隔分布设置。

有益效果：相比于对称的分布设计，通过两侧交叉间隔分布设置的指示灯牌，能够在车辆通过时给驾驶人员一种强烈的灯光交错感，从而使指示灯牌的显示效果更醒目，也能够有效提高对驾驶人员的行驶引导效果，进而保障行车安全。

优选的，作为一种改进，指示灯牌上还设有用于检测指示灯牌是否发生倾斜的陀螺仪。

有益效果：通过此种设置，能够利用设置在指示灯牌上的陀螺仪实时检测指示灯牌是否处于竖直状态，并能够在立柱意外倾斜导致指示灯牌倾倒时实时反馈检测结果，便于控制器利用云台旋转机构实时调整指示灯牌的状态，保证指示灯牌的显示效果。

优选的，作为一种改进，指示灯牌为矩阵式LED灯牌。

有益效果：相比于传统LED灯的闪烁显示，将指示灯牌设置为矩阵式LED灯牌，从而实现灯光的动态显示，不仅可以实现指示灯牌显示内容的多元化，同时能够动态改变照明区域，实现目标区域的准确照明，为通行车辆提供最佳的引导效果。

优选的，作为一种改进，指示灯牌的灯光颜色包括红色、黄色和绿色。

有益效果：通过此种设置，能够在实现灯光形体动态变化的基础上，利用多种颜色实现多种显示组合，进而极大程度丰富了指示灯牌的显示内容和效果，进一步提高了对通行车辆的引导效果。

优选的，作为一种改进，公路主体两侧还设有引水槽，所述立柱旁还设有与引水槽连接的储水坑。

有益效果：通过此种设置，能够利用引水槽收集雨水、露水等水资源，并利用储水坑进行存储，然后在挥发作用下生成一片薄雾，再结合路面上飞扬的灰尘，能够与指示灯牌的灯光产生丁达尔效应，从而使灯光更具象化，进一步提高了指示灯牌的显示效果。

本发明还提供了一种用于高速公路的特殊照明方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测即将通行的目标车辆的车速，并结合当前路段的实际路况计算出该目标车辆的最佳通行速度；

步骤S2，在指示灯牌上实时显示最佳通行速度，并根据当前路况动态显示通行指引图标；

步骤S3，根据目标车辆的通行进度实时调整指示灯牌的旋转角度和倾斜度，直至目标车辆完全通过当前路段，控制指示灯牌恢复原状。

有益效果：通过上述步骤，能够根据通行的车辆以及路段的实际路况动态调整指示灯牌的显示策略，从而对车辆进行智能化引导，不仅有效提高了车辆通行的效率，还保障了其通行安全，极大程度降低了高速事故发生率。

优选的，作为一种改进，通行指引图标包括直行图标、转弯图标和下坡图标。

有益效果：通过此种设置，能够利用指示灯牌动态显示个性化的引导图标，从而丰富指示灯牌的引导内容，能够有效增强引导效果，且便于驾驶人员理解。

优选的，作为一种改进，步骤S2中，当指示灯牌显示转弯图标时，根据当前路段的转弯半径以及目标车辆的车速，动态调整转弯图标的弯曲度。

有益效果：通过此种设置，能够实时调整转弯图标的弯曲度，从而更形象地展示该路段的建议驾驶操作，便于驾驶人员理解，同时也能给出一个具体的指导意见，引导效果更好。

附图说明

图1为本发明用于高速公路的特殊照明装置实施例一的结构示意图。

图2为本发明用于高速公路的特殊照明装置实施例一指示灯牌的示意图。

图3为本发明用于高速公路的特殊照明方法实施例一的流程示意图。

图4为本发明用于高速公路的特殊照明装置实施例二立柱的示意图。

图5为本发明用于高速公路的特殊照明装置实施例四引水槽的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：公路主体1、立柱2、云台旋转机构3、舵机4、舵机云台5、指示灯牌6、测速器7、引水槽8、储水坑9。

实施例一：

本实施例基本如附图1和附图2所示：用于高速公路的特殊照明装置，包括公路主体1，公路主体1的两侧均匀且对称安装有多根立柱2，立柱2的顶端固定安装有云台旋转机构3，云台旋转机构3包括舵机4和舵机云台5，其中舵机4固定安装在立柱2的上端面，舵机云台5的下端与舵机4的上端连接，且舵机云台5的上端还固定安装有指示灯牌6，舵机云台5可绕舵机4360度旋转，并且舵机云台5还可调整俯仰角来调整指示灯牌6的角度；指示灯牌6上固定安装有用于测量通行车辆的车速的测速器7，且指示灯牌6内部还安装有控制器模块和分析模块，控制器模块用于动态控制指示灯牌6的显示内容，分析模块用于计算出车辆通行的最佳速度，并利用指示灯牌6实时显示最佳速度；舵机云台5上还安装有灯罩，且指示灯牌6位于灯罩内部。

公路主体1两侧的立柱2具体为水泥柱，一方面能增强柱体的结构强度，提高稳定性，另一方面便于施工且有效节约施工成本。

同时，主要给过往车辆起引导作用的指示灯牌6为矩阵式LED灯牌，且灯光颜色包含红色、黄色和绿色，不仅能实现多色区别显示，同时能够实现灯光的动态变化显示，提供更丰富的引导信号内容，增强引导效果。

指示灯牌6上安装的测速器7具体为常规的毫米波雷达，主要用作精确测量即将通过本路段的车辆的速度，进而根据其实际速度制定引导测量，保障安全通行的前提下，有效提高引导效果。

指示灯牌6外包覆有灯罩，其采用透明的PC工程塑料，不仅起到保护指示灯牌6的作用，同时还能最大限度不影响指示灯牌6的显示效果。

另一方面，如附图3所示，本发明还提供了一种应用上述照明装置的用于高速公路的特殊照明方法，包括以下步骤：

步骤S1，检测即将通行的目标车辆的车速，并结合当前路段的实际路况计算出该目标车辆的最佳通行速度；

步骤S2，在指示灯牌6上实时显示最佳通行速度，并根据当前路况动态显示通行指引图标；

步骤S3，根据目标车辆的通行进度实时调整指示灯牌6的旋转角度和倾斜度，直至目标车辆完全通过当前路段，控制指示灯牌6恢复原状。

步骤S2中，动态显示的通行指引图标包括直行图标、转弯图标和下坡图标，通过形象化的图标，能够从第一视觉上给驾驶人员清晰的驾驶路线信息，便于其提起准确后续的驾驶操作，保障安全通行，同时也更能引起驾驶人员的注意力，防止其因视觉疲劳自动忽略引导信号，从而影响引导效果。另一方面，当指示灯牌6显示转弯图标时，会根据当前路段的转弯半径以及目标车辆的车速，来动态调整转弯图标的弯曲度，使转弯图像更贴合实际情况，对驾驶人员起到更好的引导效果。

具体的，在计算目标车辆的最佳通行速度时，若当前路段为直线型路段，则最佳通行速度设置为100km/h-120km/h；若当前路段为弯道，则最佳通行速度设置为80km/h-90km/h；若当前路段为下坡，则最佳通行速度设置为90km/h-100km/h。

本实施例中，目标路段选择转弯半径为300米的弯道。

本实施例的具体实施过程如下：

第一步，利用设置在指示灯牌6上的毫米波雷达实时测量即将通过本路段的目标车辆的车速，并结合当前路段的实际路况，计算得到该目标车辆的最佳通行速度为90km/h。

第二步，将计算得到的最佳通行速度90km/h实时显示在指示灯牌6上，同时根据当前路段为弯道，且转弯半径为300米，将指示灯牌6的通行指引图标设置为对应转弯半径的转弯图标。

第三步，在目标车辆通行过程中，实时检测目标车辆的位置，并根据目标车辆的通行进度，利用云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的旋转角度和倾斜度，使每块指示灯牌6的显示内容都能够在第一时间被驾驶人员获取到。

第四步，待当前目标车辆完全通过当前弯道路段后，控制指示灯牌6重新恢复至原来的位置，并开始下一辆通行车辆的实时引导。

随着社会的发展，目前高速通行已经成为了经济发展和社会通行的必要因素，因此也有越来越多的车辆会选择高速通行。而随着车辆的基数不断增多，高速公路上通行的车辆数量也不断增多，不可避免地会导致事故率的升高，经过大数据分析，高速上的事故大多都是发生在一些特殊路段，例如长上下坡、急转弯处等，特别是在天气恶劣的情况下，例如大雾、暴雨、冰雪等天气，这些路段发生事故的概率非常高，也成为了高速安全通行的主要困扰。

针对此种情况，市面上已经出现了很多高速特殊路段引导、引导产品，但是大多都是基于物理类的引导因素，例如制作不同的示意牌放置在道路两侧、利用不同的灯光来针对性示警等，虽然能起到一定程度的引导作用，但是在实际的应用过程中却收效甚微，特别是在复杂的天气情况和道路情况下，此种引导方式太过单一，也就导致效果一般。

而本方案中，则是特地针对上述问题进行了深入研究，提出了一种全新的用于高速公路的特殊照明装置，通过在该目标路段两侧对称设置多个指示灯牌6，并且将指示灯牌6的类型选择为多种颜色的矩阵式LED灯牌，不仅实现多色光引导，同时矩阵式的灯牌，将灯光由传统的闪烁更改为动态变化显示，提供更丰富的引导信号内容，增强引导效果；另一方面，在指示灯牌6上还设置有毫米波雷达来测量即将通行的车辆的车速，并结合本路段的实际路况，动态更改指示灯牌6上的图标，包括直行图标、转弯图标和下坡图标，通过形象化的图标，能够从第一视觉上给驾驶人员清晰的驾驶路线信息，便于其提起准确后续的驾驶操作，保障安全通行，同时也更能引起驾驶人员的注意力，防止其因视觉疲劳自动忽略引导信号，从而影响引导效果。更重要的是，针对危险系数最大的弯道路段，不仅指示灯牌6会显示转弯图标时，会根据当前路段的转弯半径以及目标车辆的车速，来动态调整转弯图标的弯曲度，使转弯图像更贴合实际情况，对驾驶人员起到更好的引导效果，而且在整个车辆的通行过程中，会通过云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的旋转角度和倾斜度，使每块指示灯牌6的显示内容都能够在第一时间被驾驶人员获取到，有效保障了指示灯牌6的引导效果。

实施例二：

本实施例基本与实施例一相同，区别在于：如附图4所示，立柱2在公路主体1两侧交叉间隔分布设置，通过此种设置，能够在车辆通过时给驾驶人员一种强烈的灯光交错感，从而使指示灯牌6的显示效果更醒目，也能够有效提高对驾驶人员的行驶引导效果，进而保障行车安全。

本实施例的具体实施过程与实施例一相同，区别在于：

第三步，在目标车辆通行过程中，实时检测目标车辆的位置，并根据目标车辆的通行进度，利用云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的旋转角度和倾斜度，使每块指示灯牌6的显示内容都能够在第一时间被驾驶人员获取到；同时，由于公路主体1两侧的指示灯牌6互相交叉间隔分布，因此会给驾驶人员造成强烈的灯光交错感，从而使指示灯牌6的显示效果更醒目。

通过此种设置，在传统对称的基础上，增强了驾驶人员的视觉感受，不仅能够节约指示灯牌6的数量，同时能够通过反差感来引起驾驶人员的注意，使其认真跟随指示灯牌6的引导安全通过该路段，更重要的是，此种强烈的视觉感受，能够一定程度上刺激人眼，避免驾驶人员长时间驾驶后犯困，从而影响行车安全。

实施例三：

本实施例基本与实施例一相同，区别在于：指示灯牌6上还安装有用于检测指示灯牌6是否发生倾斜的陀螺仪。

具体的，陀螺仪能够实时检测指示灯牌6是否处于竖直状态，并能够在立柱2意外倾斜导致指示灯牌6倾倒时实时反馈检测结果，便于控制器利用云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的状态，保证指示灯牌6的显示引导效果。

本实施例的具体实施过程与实施例一相同，区别在于：

第四步，同时，若是因意外碰撞等其他不可抗力因素导致立柱2倾斜，从而导致指示灯牌6倾倒，则指示灯牌6不再处于竖直状态，此时由陀螺仪实时检测指示灯牌6的倾斜角度，并反馈至控制器模块，然后通过控制器模块控制云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的位置，使其恢复至原状，保证指示灯牌6的显示引导效果。待当前目标车辆完全通过当前弯道路段后，控制指示灯牌6重新恢复至原来的位置，并开始下一辆通行车辆的实时引导。

通过此种设置，能够有效防止意外情况下指示灯牌6的失效，从而保证指示灯牌6在任何时候都能处于正常的引导状态，为过往车辆提供准确、实时的通行引导，有效提高高速公路通行效率和保障了高速行车安全。

实施例四：

本实施例基本与实施例三相同，区别在于：如附图5所示，公路主体1两侧还开有引水槽8，立柱2旁还设有与引水槽8连接的储水坑9。

具体的，利用设置的引水槽8收集雨水、露水等水资源，并利用储水坑9进行存储，然后在挥发作用下生成一片薄雾，再结合路面上飞扬的灰尘，能够与指示灯牌6的灯光产生丁达尔效应，从而使灯光更具象化，进一步提高了指示灯牌6的显示效果。

本实施例的具体实施过程与实施例三相同，区别在于：

第三步，在目标车辆通行过程中，实时检测目标车辆的位置，并根据目标车辆的通行进度，利用云台旋转机构3实时调整指示灯牌6的旋转角度和倾斜度，使每块指示灯牌6的显示内容都能够在第一时间被驾驶人员获取到；另一方面，公路主体1两侧设置的引水槽8在下雨天以及晚上收集雨水、露水等水资源，并利用储水坑9进行存储，然后在挥发作用下生成一片薄雾，再结合路面上飞扬的灰尘，能够与指示灯牌6的灯光产生丁达尔效应，从而使灯光更具象化，辅助指示灯牌6的显示内容更清晰地向驾驶人员展示。

通过此种设置，能够在不改变其他显示设备的基础上，利用常规的丁达尔效应的物理现象，使指示灯牌6的显示内容更容易被驾驶人员的眼睛捕捉到，相当于给指示灯牌6进行了增强显示，进一步提高了指示灯牌6的引导效果。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。