[发明专利]交通信息与控制实验教学基础平台

摘要

本发明涉及交通信息与控制实验教学基础平台，属于交通信息与控制领域。主要包括道路环境微缩系统以及车辆自主行驶系统，其以沙盘模型的形式与真实道路环境1∶38比例制作微缩实验台。其中包含城市道路，信号交叉口，交通标志、标线，路侧景观，照明设施，可控信号灯，信号控制机，微型交通检测设备，自主行驶车辆模型。本发明依靠路面下埋设的金属导轨以及电磁感应原理引导车辆模型实现自主行驶，利用与红灯信号同步的电磁感应效果，实现车辆交通规则控制，应用红外测速以及红外通信技术实现车辆编队行驶，应用红外通信技术实现中央调度协调控制。本发明的基础实验平台是进一步实现信息采集系统、信息传输系统以及信号控制与仿真系统的基础。

主权项

交通信息与控制实验教学基础平台，是将城市实际道路环境中的交通元素进行微缩移植至实验室，形成一套完善的交通信息与控制实验教学基础平台，其主要包括：道路环境微缩系统以及车辆自主行驶系统，其特征在于，包括以下内容：(1)：所述的道路环境微缩系统，将真实道路环境按比例微缩制作成实验台，其中包含有城市道路，信号交叉口，交通标志、标线，道路路侧景观，照明设施，可控信号灯，信号控制机，微型交通检测设备，自主行驶车辆模型；城市道路路面上安装有龙门架，为道路检测设备的安装提供支架；城市道路路面上还开设有可安装线圈检测器的路面槽，其安装有自制的线圈检测设备；城市道路路面下安装有微磁导轨，为车辆模型提供行驶轨迹；距路口一段距离的路面下安装有电磁铁，和信号灯红灯信号同步，为车辆模型提供制动信号；路面颜色、交通标志、标线颜色与真实道路贴近，并具有夜间反光效果；(2)所述的车辆自主行驶系统，为整个交通信息与控制实验教学基础平台提供检测对象，车辆自主行驶系统包括3个层面的功能：(2.1)：车辆自主行驶控制，通过车头安装的永磁体与路面下方预埋的金属导轨相互作用，控制车辆的行驶路线，实现车辆行驶路线控制；交叉口路面下方埋有与信号灯红灯状态同步的电磁铁，通过安装在车辆底盘的霍尔传感器获取路口信号灯状态，以实现小车“红灯停、绿灯行”的交通规则控制，车辆后轮有红外码盘测速装置，通过单片机的PWM调速实现车辆的转速控制，确保小车以某一速度稳定行驶；(2.2)：车辆编队行驶控制，每辆车的后轮装有红外测速装置，检测车辆运行状态。通过车辆尾部安装的红外发射装置，不间断地向后车发送本车行驶速度信息，后车通过安装在其前部的红外接收装置，获取前方车辆的运行状态以决定自身行驶速度，确保稳定的车距，避免相撞并实现路口车辆排队等候；(2.3)：车辆调度协调控制，车辆主控板预留串行接口可接入无线收发模块，通过控制中心可实现对平台上所有车辆的调度，实时改变车辆运行速度和运行轨迹，实现车辆中央协调控制，进而产生违章停车、超速行驶、闯红灯这些违章事件，为实验教学基础平台的各种事件检测提供实验环境。