摘要： 随着我国建设飞速发展，道路交通标志和标线是指设置在道路上用规定的图形、符号、文字、线条、立面标记、突起路标等来表示特定管理内容和行为规则的交通设施。中华人民共和国国家标准（GB5768-1999）于1999年4月5日由国家标准局发布，同年6月1日起实施。共集录了255种道路交通标志，72种道路交通标线及15个道路施工安全设施设置典型示例。该标准适用于公路、城市道路、矿区、港区、林区、场（厂）区道路及在上述道路上行驶的一切车辆和行人。对道路交通标志和标线的形状、图案、文字、颜色、材料、构造、制作、安装、反光、照明，对设置原则、设置地点等规定了相应的技术要求。参见公路运输"道路交通标志和标线"。本文针对此相关问题进行了分析。
关键词： LED交通标志 交通标示 图像处理
引言
随着科技的发展，传统的工业生产、人民的日常生活都向着无人化、智能化转型。车辆行驶已经成为绝大多数人每天都会接触到甚至使用的。正在研发当中的无人驾驶技术或者辅助驾驶技术有着比人类更为广阔的感知范围和灵敏的反应时间，将会给人们带来了巨大的便捷和安全保障。智能车的驾驶技术包含了感知层、决策层和控制层[1]。识别车辆所处的交通场景和环境信息是感知层的重要任务[2]，主要使用摄像头、雷达、传感器来对环境中的障碍物、路况、标示信息进行采集和分析，就相当于驾驶员的眼睛。交通标示识别技术应用于感知层。交通标示含有丰富的信息，对车辆行驶起到指示和限制作用，对的实现智能化感知在无人车技术的研究中有着重要作用。
1 道路公路交通标志应用现状
道路公路通过技术手段预防由于道路状况、道路环境、道路线形、气候等客观因素造成的交通事故，在路边设置反光膜标志是常用方法，以黄光反光膜标志为主。而根据相关部门的实地调研及数据调查统计，在弯道、上下坡度大的坡道等地形复杂路段，司机视野会不断变化，雨雾天气、夜间能见度低以及隧道等不良道路通行条件下，道路反光膜标志的视认性能会显著降低，甚至不能被识别，极易引发交通事故。在夜晚、隧道内部、包括雨雾天气等光线暗的环境中设置更为有效的道路标识，让驾驶员更容易正确判断行车方向和障碍物，可以极大地减少事故，增加交通安全性。
2 道路公路自能源的LED交通标志设计与应用
2.1 LED交通标志的设计原理
以声控开关作为车辆目标检测器，利用车辆行驶过程中较大的噪声（车辆行驶过某点，声音大概为70分贝，具体数值因具体车辆和车速以及距离而定），设置出发声音传感器的阈值，若声音传感器被触发则说明将有车辆即将通行，输送信号给MCU以点亮该LED光组。与此同时，该LED标志灯桩内的智能控制模块通过无线模块发送编序为0的信息，几乎瞬时的告知下一LED标志灯桩有车即将来临。下一LED标志灯桩则点亮自身的LED光组。以此类推，因此可通过算法改进的方式，控制当有车来临时，同时点亮了从第1个到第N个LED标志，即控制0到L（实例优选为L=300m）的路段当车经过上一个LED标志灯桩后，声音传感器到N个的电平信号会逐渐减少，上一个LED灯桩熄灭自己的LED光组的同时会发送编序为1的信息，告知车已经经过该点，此第N+1个LED标志灯，以保证始终有距离车为L的范围内所有的LED标志灯都点亮。
2.2 能量转换器的设计与应用
能量转换器是LED交通标志应用的关键。通过能量转换器将道路上汽车行驶时产生的风能、噪声能、振动能以及灯光能中的一种或多种能源，转换为电能储存到电能储存器中。本设计主要以风能转换为主，汽车在行车道带来的风使得风叶片转动，带动发电机产生交流电，再经过整流器使得交流变成直流，最后将电传输给储电系统，在储电的同时又通过放电直接将直流电提供给负载。
2.3 电能储存器的设计与应用
锂离子储电系统包括锂离子电池和电池保护电路以及稳压电路。能量转换器转换得的交流电，通过整流器流出的直流进入锂离子储电系统内。
首先稳压电路将电压降到一定的数值，然后给锂离子电池充电，当电池充满后，电池保护电路自动断开充电，将多余的电通过电线传到地下。在负载需要用电时，电能储存器可以及时的给负载提供电能。
2.4 其他传感器与场景的应用
根据自身传感器的性质，亮灯的方式有以下针对各类有需求的场景性进行识别和优化：
2.4.1 夜间启动
LED交通标志内的智能控制模块中使用DS1302时钟芯片，DS1302为涓流供电，功耗极低。利用时钟芯片的输出信号，MCU可以计算出当前的具体时间（年、月、日、时、分、秒）。为此可以做到每个季节的夜间能开启该系统，而天明之后开始关闭。
2.4.2 白天的阴暗天气
智能控制模块采用接近人眼分光的GY30光强传感器，利用GY30接近人眼分光的特性，可较为准确的得出对人而言此时的光照能见度情况，设置阈值，针对实时天气的光照变化，并将信息发送给控制核心—MCU，再由MCU输出控制信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可在阴暗天气（阴暗天气的可能受雾霾、雨雾的影响）情况下开启系统，在能见度低下时，能够通知MCU开启LED标志。在不同能见度低下的情况下，还可通过光强传感器输出的具体信号，以MCU输出PWM的形式控制标志灯的亮度，而在天气可见光充分良好的情况下又能关闭。
2.4.3 雨雾天气使用温湿度传感器
DHT11，使系统在能见度低的天气下，唤醒系统工作。我们都知道雨天或者大雾天气环境的湿度会上升，在大量实验数据进行检测的基础上通过对DHT11调整好阈值。当超过或者等于该湿度阈值时，识别天气为雨雾天气，唤醒该系统进行工作，保证道路的安全性。
3 现有技术
计算机视觉的任务目前分为两个流派，一是传统的图像处理技术，主要运用图像本身的信息，如对灰度、色彩、边缘等进行识别和分类。在机器学习技术出现之前，众多挑战赛都是应用传统图像处理技术，并且已经处于瓶颈当中。二是基于学习的技术，近10年兴起的机器学习和深度学习技术彻底改变了交通标示识别的局面，取得了许多傲人成绩。以下就分别从这两个方面介绍最新的交通标示识别的方法。
3.1 基于图像处理的方法
基于视频图像的交通参数提取方法是近年来出现的一种新的交通参数获取方法，融合了计算机视觉、图像处理、模式识别及信息融合等多个知识领域，与其它交通参数提取方法相比，具有明显的优势： 无需破坏路面，安装简单，维护容易；获取的交通信息量丰富，可以多车道检测车流量、车型、占有率、车速等交通信息；为交通管理部门提供可视图像等。因此，基于计算机视觉的检测技术已经逐渐成为交通管理部门提供可视图像等。因此，基于计算机视觉的检测技术已经逐渐成为交通流参数检测中的主流技术。
4 交通标线的标准设置
4.1 公路标线的含义公路标线是由标划于路面上的备种线条、箭头、文字、标记、突起路标和轮廓标等所构成的交通安全设施。路面标线形式有车行道中心线，车行道边缘线、车道分界线、停止线、人行横道线、减速让行线、导流标线、平面交叉口中心圈、车行道宽度渐变段标线、停车位标线、停靠站标线、出入口标线、导向箭头以及路面文字或图形标记等。路面标线的画法应符合现行的《道路交通标志和标线（GB5768）规定。突起路标是固定于路面上突起的标记块，应做成定向反射型。一般路段反光玻璃珠为白色，危险路段为红色或黄色。突起路标高出路面的高度、间距、设置方式等应符合现行的《道路交通标志和标线（GB5768）规定。立面标记可设在跨线桥、渡槽等的墩柱或侧墙端面上以及隧道洞口和安全岛等的壁面上。设置原则及具体作法应符合现行的《道路交通标志和标线》（GB5768）规定。
4.2 公路标线的作用公路标线的作用是管制和引导交通，又称渠化交通，也就是使车辆在道路上的行驶如同水在水渠里的流动一样顺利而有序。公路标线使道路前进方向轮廓分明，引导司机视线，管制司机驾车行为，确保车流分道行驶，导流交通行驶方向，指引车辆在汇合或分流前进入合适的车道，改善车流行驶条件，增加道路通行能力，减少交通事故。
4.2 公路标线的设置公路标线应根据道路断面型式、路宽以及交通管理的需要画定，主要设于道路面层，受日晒雨淋，车辆磨耗，因此，选择满足要求的标线涂料很重要。标线涂料分为常温型、加温型和热熔型三类，每一类又分为1号和2号两种。在开阳高速阳江段和阳茂高速阳江段上使用的是热熔型2号涂料。这种标线涂料具有施工速度快，耐磨耗性强，有效寿命长（可达20～36个月），施工完后开放交通快的优点。涂料中含20%～23%的玻璃珠，施工时再撒布玻璃珠于涂料上。玻璃珠具有很好的夜间反光性，可以提高标线的夜间视认性，并且具有一定的抗滑能力。在初期，是撒布在涂料表面上的玻璃珠发挥作用，当撒布在涂料表面上的玻璃珠被磨耗以后，含在涂料当中的玻璃珠又可继续发挥作用。
热熔型涂料在常温下是粉块状，需在180℃～220℃下加热熔融后才能施工。严格按照操作规程和施工注意事项，精心操作精心施工，是能否发挥涂料优良品质，得到质量优良的公路标线的关键。施工过程中，应严格控制涂料加热温度，防止因加热温度过高而使涂料变色。清扫路面应干净彻底，因为路面上的灰土杂物，会直接降低涂料与路面的粘接力。涂敷标线的速度要均匀，这样才能得到宽度、厚度一致，外观流畅的标线。
5结语
利用道路公路自能源驱动LED交通标志，整个系统采用自能源，系统能源自给自足，不需要另外布线，降低布线成本和人力成本。不规范设置指路标志、指示标志、警告标志、禁令标志，完善限速标志、旅游标志、线性诱导标、轮廓标、道口标注。规范施划交通标线，完善震荡标线、减速设施。规范设置非公路标志，确保道理交通标志标线的有效使用.
参考文献：
[1] 黄小居，贾志绚，苏家仲.LED主动发光交通标志的经济性研究 2015
[2]袁芳才.道路公路信息化管理的新模式 2017.
[3]彭俊杰，徐韬，陆键等.LED主动发光交通标志应用性能研究 2018，
[4]蔡一川.复杂条件下交通标识的检测和识别算法，2016.
[5] 许华方，杨心，.基于颜色概率模型的交通标志识别算法研究2012
[6] 刘华.基于注意机制的交通标识的检测，2012.
论文作者:吴艳丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/20
标签：标线论文; 交通标志论文; 道路论文; 交通论文; 涂料论文; 公路论文; 路面论文; 《基层建设》2019年第20期论文;