技术领域
[0001] 本
发明涉及一种交叉口防碰撞系统，属于交通安全技术领域。
背景技术
[0002] 交叉口作为城市道路的枢纽，与道路其他路段相比，更容易受到车流、人流、交通环境的影响。据统计，机动车在市区道路上行驶时，平均1/3的时间用在平面交叉路口上，64%的交通事故发生在交叉路口处，与在非交叉路口行驶相比，通行能
力一般降低46%～
50%。
[0003] 城市道路交叉口汇集了来自多个方向的车流与人流，是道路使用者转换行驶路线的枢纽，在城市道路网中居于核心地位，也是交通事故最集中的地方。主要原因是来自多个方面的各种机动车、非机动车、行人穿行其中，交通冲突严重；驾驶员在通过平面交叉路口时要在短时间内完成一系列复杂的操作，包括读取交通指示、遵循交通控制、实施转向、避开行人和非机动车等，每个操作不当都有可能导致交通事故的发生；我国平面交叉路口尚未认真考虑安全保护设施，也是导致交通事故的重要原因，这里提供了一种交叉口防碰撞系统，可自动检测是否存在发生交通事故的隐患，以及采取了一种防碰撞措施，可防止
汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
发明内容
[0004] 为解决
现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是通过设计一种交叉口防碰撞系统该系统可减少交叉路口汽车之间以及汽车与人之间的碰撞，在该交叉路口中间地下埋有安全气囊，安全气囊由单元安全气囊围成一个圆，该部分由至少三个圆组成，从交叉路口中间开始依次围圆圈，同时地下接有地感线圈，在交叉路口设有摄像头，可观测到整个交叉路口，可检测汽车速度，汽车之间及汽车与人之间距离，安全气囊、地感线圈和摄像头与
单片机相连接，通过摄像头的观测以及地感线圈的感应，再由单片机进行综合分析，若有危险情况发生，单片机将会发送指令使安全气囊弹出，防止汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
[0005] 本发明采用的技术方案是：一种交叉口防碰撞系统，包括安全气囊、地感线圈、摄像头、单片机，安全气囊、地感线圈和摄像头与单片机相连接，地感线圈可感应汽车是否经过及可检测汽车速度，摄像头可观察交叉路口整体情况，同时可检测汽车速度，汽车之间及汽车与人之间距离，地感线圈和摄像头将收集好的数据发送至单片机，单片机进行数据分析，若有危险情况发生，单片机将会发送指令使安全气囊弹出，防止汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
[0006] 进一步的，该系统适用于在交叉路口，存在车辆失控，
刹车失灵或其他一些控制不了车速的情况，能够迫使车辆紧急
制动停下，避免汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
[0007] 进一步的，安全气囊埋在交叉路口中间，整个安全气囊由小的单元安全气囊一个一个排列，最终在交叉口中间围成一个圆，每个单元安全气囊为独立的，不受其他单元安全气囊的影响，该部分由至少三个圆组成，从交叉路口中间开始依次围圆圈，根据交叉口的大小来选择安全气囊合适的圈数。
[0008] 进一步的，安全气囊里由气体发生器、点火器和单元安全气囊组成，气体发生器接到
信号后引燃气体发生剂，产生大量气体，经过滤并冷却后进入单元安全气囊，使其在极短的时间内迅速弹开。
[0009] 进一步的，安全气囊膨胀原理：安全气囊里有叠氮化钠和
硝酸钾，点火时，叠氮化钠和硝酸钾迅速发生反应，生产大量热氮气，然后气体将气囊充满，使安全气囊膨胀。
[0010] 进一步的，埋藏安全气囊的路面设有较小的裂缝，方便安全气囊的弹出，同时裂缝
位置与安全气囊位置相对应，每处裂缝下设有安全气囊。
[0011] 进一步的，地感线圈是一个振荡
电路，用于检测是否有汽车经过以及经过的速度，其作用原理是：在地面上先造出一个面积相当的矩形沟槽，在沟槽中埋入两到三
匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈，这个线圈是振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，振荡信号通过变换送到单片机组成的
频率测量电路，便可以测量这个
振荡器的频率。
[0012] 进一步的，当汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化（有金属物体时振荡频率升高），单片机便可以测出变化的频率值，也即可以
感知有汽车经过，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。
[0013] 进一步的，摄像头设在交叉路口旁边，可观测整个交叉路口的情况，摄像头可观测汽车速度，在摄像头的观测范围，有一段测速距离，可通过汽车经过该段距离的时间来测出速度；同时，摄像头也可观测汽车之间的距离以及汽车与人之间的距离。
[0014] 进一步的，单片机会接受来自地感线圈和摄像头所采集的数据，并对数据进行综合分析，以判断是否应该弹出安全气囊。
[0015] 进一步的，通过地感线圈和摄像头两方面的数据，能提高信息采集的准确性；单片机所分析的数据有：汽车具体通过的地方、汽车的速度、汽车之间以及汽车与人之间的距离。
[0016] 进一步的，当出现危险状况时，单片机发送命令至部分安全气囊，由于每个单元安全气囊为独立的，所以只会弹出可防止汽车碰撞的部分安全气囊，用一部分安全气囊就可达到防碰撞的目的，无需使用所有安全气囊，以避免发生交通拥堵。
[0017] 进一步的，若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机分析，存在较大的安全隐患，则会弹出安全气囊，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。
[0018] 进一步的，系统所用单片机型号为AT89C51，寄存器型号为74LS373，数据
存储器型号为62256，摄像头型号为OV6620。
[0019] 一种交叉口防碰撞系统，其控制方法包括如下步骤：步骤1.当汽车驶向交叉路口时，地感线圈会感应汽车具体通过的位置，以及检测其行驶速度，检测过程为：当汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化（有金属物体时振荡频率升高），单片机便可以测出变化的频率值，也即可以感知有汽车经过，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。
[0020] 步骤2.当汽车驶向交叉路口时，摄像头观测汽车的行驶情况，检测汽车的行驶速度，通过汽车在摄像头观测的测速路段的时间来计算出汽车的行驶速度；同时摄像可通过观测，再将观测到的信息发送至单片机，单片机进行
图像处理后，可检测出汽车之间以及汽车与人之间的距离。
[0021] 步骤3.通过地感线圈和摄像头检测后，地感线圈和摄像头会将检测到的数据发送至单片机，其中，数据包括汽车具体通过的地方、汽车的速度、汽车之间以及汽车与人之间的距离。
[0022] 步骤4.单片机接收来自地感线圈和摄像头的数据，并进行分析计算，若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机分析，存在较大的安全隐患，则会发送指令到安全气囊，使弹出安全气囊。
[0023] 步骤5.安全气囊接收到来自单片机的指令后，首先气体发生器接到信号后燃气体发生剂，产生大量气体，然后气体经过滤并冷却后进入气囊，使气囊在极短的时间内迅速弹开，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。
[0024] 本发明的工作原理是：当汽车经过交叉路口时，交叉路口的地感线圈和摄像头会对车辆进行检测，并获取相应的数据，然后又将数据发送至单片机，单片机对数据进行分析处理，得到相应的信息，若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机分析，存在较大的安全隐患，则会发送指令到安全气囊，安全气囊内的气体会迅速反应使其膨胀，使气囊在极短的时间内迅速弹开，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。
[0025] 本发明的有益效果是：交叉路口交通较为复杂，交通量较大，容易发生交通事故，该系统通过检测交叉路口的路况，可分析出是否存在交通安全问题，同时通过弹出安全气囊，防止汽车之间以及汽车与人之间的碰撞，适用于交叉路口汽车方向失控、刹车失灵及汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近的时候；且由于每个单元安全气囊为独立的，所以只会弹出可防止汽车碰撞的部分安全气囊，用一部分安全气囊就可达到防碰撞的目的，无需使用所有安全气囊，以避免交通发生拥堵。
附图说明
[0026] 图1为本发明的整体结构图；图2为本发明的电路逻辑图。
[0027] 图中各标号为1-安全气囊；101-气体发生器；102-点火器；103-单元安全气囊；2-地感线圈；3-摄像头；4-单片机；5-时钟电路；6-复位电路；7-寄存器；8-数据存储器。
[0028] 具体实施方式：下面结合附图和具体
实施例，对本发明作进一步说明：
如图所示，一种交叉口防碰撞系统，包括安全气囊1、地感线圈2、摄像头3、单片机4，安全气囊1、地感线圈2和摄像头3与单片机4相连接，地感线圈2可感应汽车是否经过及可检测汽车速度，摄像头3可观察交叉路口整体情况，同时可检测汽车速度，汽车之间及汽车与人之间距离，地感线圈2和摄像头3将收集好的数据发送至单片机4，单片机4进行数据分析，若有危险情况发生，单片机4将会发送指令使安全气囊1弹出，防止汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
[0029] 该系统适用于在交叉路口，存在车辆失控，刹车失灵或其他一些控制不了车速的情况，能够迫使车辆紧急制动停下，避免汽车之间以及汽车与人之间的碰撞。
[0030] 安全气囊1埋在交叉路口中间，整个安全气囊1由小的单元安全气囊103一个一个排列，最终在交叉口中间围成一个圆，每个单元安全气囊103为独立的，不受其他单元安全气囊103的影响，该部分由至少三个圆组成，从交叉路口中间开始依次围圆圈，根据交叉口的大小来选择安全气囊1合适的圈数。
[0031] 安全气囊1由气体发生器101、点火器102和单元安全气囊103组成，气体发生器101接到信号后引燃气体发生剂，产生大量气体，经过滤并冷却后进入单元安全气囊103，使其在极短的时间内迅速弹开。
[0032] 安全气囊1膨胀原理：安全气囊1里有叠氮化钠和硝酸钾，点火时，叠氮化钠和硝酸钾迅速发生反应，生产大量热氮气，然后气体将气囊充满，使安全气囊1膨胀。
[0033] 埋藏安全气囊1的路面设有较小的裂缝，方便安全气囊1的弹出，同时裂缝位置与安全气囊1位置相对应，每处裂缝下设有安全气囊1。
[0034] 地感线圈2是一个振荡电路，用于检测是否有汽车经过以及经过的速度，其作用原理是：在地面上先造出一个圆形的沟槽，直径大概1米，或是面积相当的矩形沟槽，在沟槽中埋入两到三匝导线，这就构成了一个埋于地表的电感线圈，这个线圈是振荡电路的一部分，由它和电容组成振荡电路，振荡信号通过变换送到单片机4组成的频率测量电路，便可以测量这个振荡器的频率。
[0035] 当汽车经过时，由于空间介质发生变化引起了振荡频率的变化（有金属物体时振荡频率升高），单片机4便可以测出变化的频率值，也即可以感知有汽车经过，同时这个信号的开始和结束之间的时间间隔又可以用来测量汽车的移动速度。
[0036] 摄像头3设在交叉路口旁边，可观测整个交叉路口的情况，摄像头3可观测汽车速度，在摄像头3的观测范围，有一段测速距离，可通过汽车经过该段距离的时间来测出速度；同时，摄像头3也可观测汽车之间的距离以及汽车与人之间的距离。
[0037] 单片机4会接受来自地感线圈2和摄像头3所采集的数据，并对数据进行综合分析，以判断是否应该弹出安全气囊1。
[0038] 通过地感线圈2和摄像头3两方面的数据，能提高信息采集的准确性；单片机4所分析的数据有：汽车具体通过的地方、汽车的速度、汽车之间以及汽车与人之间的距离。
[0039] 当出现危险状况时，单片机4发送命令至部分安全气囊1，由于每个单元安全气囊103为独立的，所以只会弹出可防止汽车碰撞的部分安全气囊1，用一部分安全气囊1就可达到防碰撞的目的，无需使用所有安全气囊1，以避免交通发生拥堵。
[0040] 若存在汽车速度过快或者汽车在速度很快的情况下与其他车辆和人的距离很近，通过单片机4分析，存在较大的安全隐患，则会弹出安全气囊1，迫使汽车紧急制动停下，或者将汽车与其他车辆和行人隔开。
[0041] 系统所用单片机4型号为AT89C51，寄存器7型号为74LS373，数据存储器8型号为62256，摄像头3型号为OV6620。
[0042] 如图2所示，电路逻辑为：时钟电路5：晶振的作用是为系统提供基本的
时钟信号，通常一个系统公用一个晶振，以使各部分保持同步；两个谐振电容大小取决于晶振的负载电容值，作用是滤除干扰；为了保障单片机4运行，给单片机4增加复位电路6。复位电路6有以下功能：复位电路6可以对内部存储器进行复位，同步内外的时钟信号，
电压波动或不稳定时，复位电路6给电路延时直到电路稳定，当程序出错时通过复位电路6使单片机4恢复正常运行状态；由于单片机4内存有限，不能完成数据的保存，所以需要在单片机4外部扩展一个数据存储器8。本系统选用的是62256数据存储器8，为了使单片机4频率与存入数据的频率相同，在外部存储器前加了一个型号为74LS373的寄存器7，并把寄存器7的LE引脚与单片机4ALE引脚连接在一起，这样寄存器7跳变信号就与单片机4的晶振频率相同。待寄存器7接收到跳变信号，数据即可传到外扩存储器中；串口通信电路常用于计算机获取远程采集的数据。MAX232是电平转换
接口，COMPIM即标准的电脑RS232接口。单片机4发出的信号经MAX232转换电平之后通过RS232接口传输给电脑。过程描述：汽车经过地感线圈2，单片机4接收到信息，同时摄像头3采集到的画面信息保存至存储器，单片机4通过串口通信电路将存储器中的信息传递给电脑，若有危险情况发生，电脑传递信号给单片机4，单片机4立即给继电器通电，安全气囊1电路导通，安全气囊1弹出，从而防止汽车与人或汽车与汽车之间发生碰撞。
[0043] 上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种
变形和改进，均应在本发明的保护范围之内。
