CN102852102A - 一种智能化交通隔离系统 - Google Patents

Abstract

一种智能化交通隔离系统，系统结构中包括远程控制中心、带有中央处理器及无线通信模块的自驱式移动隔离栏，所述的自驱式移动隔离栏的结构中还包括一组带有行走轮和行走轮驱动机构的移动式底座、借助连接杆连接且设置于底座上的一组移动桩，关键在于：本系统结构中还包括精准定位机构，该精准定位机构中包括在道路交通标线上设置的一组作为参照基准的带有磁块的道钉，在底座内部的左、右两端对称设置的一对霍尔元件，基于上述结构，智能化交通隔离系统根据需要调整车道后能够精准定位。提供了一种用于易堵塞路口设置的智能隔离带，实现了隔离护栏的自动调节位移，既实现城市道路潮汐化功能调节，解决目前城市道路高峰期拥挤的问题，同时也能减轻道路管理部门的繁重工作。

Description

一种智能化交通隔离系统

技术领域

本发明属于公路交通设施技术领域，涉及一种用于隔离车道的可移动式智能化交通隔离系统。 

背景技术

当今社会，在人口密度大的大中型城市，道路的拥塞、堵车问题相当严重。尤其是在上、下班高峰期此问题更加凸显，往往会出现一个方向上的行驶的车辆多，在这一方向上车道数量不够，就不可避免地产生车辆堵塞问题，而与其相反方向上的车辆较少，相当畅通，这一方向上的车道就显得相当宽裕。而现有的交通隔离带一般采用固定式的隔离栏杆、或绿化隔离带、或水泥路墩，上述隔离带方式均不能随交通车辆的多少而变换车道，无法解决上述车道分配不均的问题，无法调节交通流量，不能极大地改善交通质量。 

为了改变上述现状，对移动式、可调式交通隔离带的研发产品已屡见不鲜，个别移动式、可调式交通隔离带采用轨道式运动方式，其轨道安装需破坏路面，施工难度大，并且轨道内堆积沙尘石子后，由于公路上车辆多，清理工作比较危险，一旦清理不及时，故障频发。其它的移动式、可调式交通隔离带，虽然不需安装轨道，但由于移动的过程中均没有自纠正功能，在多次运动后的累积误差无法消除，故障率高、实用性差。 

发明内容

本发明的为了解决上述移动式、可调式交通隔离带的缺陷，设计了一种智能化交通隔离系统，本系统通过霍尔元件、导航模块、视频监测摄像头实现自纠正功能，控制运行状态，消除累积误差，并实现起点与终点的精确定位，旨在提供一种用于车流密度过大、易堵塞路口和路段设置的智能隔离带，通过遥控操纵实现隔离护栏的自动调节位移，既实现城市道路潮汐化功能调节，解决目前城市道路高峰期拥挤的问题，同时也能减轻道路管理部门的繁重工作。 

本发明采用的技术方案是：一种智能化交通隔离系统，系统结构中包括远程控制中心、带有中央处理器及无线通信模块的自驱式移动隔离栏，所述的自驱式移动隔离栏的结构中还包括一组带有行走轮和行走轮驱动机构的移动式底座、借助连接杆连接且设置于底座上的一组移动桩，关键在于：本系统结构中还包括精准定位机构，该精准定位机构中包括在道路交通标线上设置的一组作为参照基准的带有磁块的道钉，在底座内部的左、右两端对称设置的一对霍尔元件，基于上述结构，智能化交通隔离系统根据需要调整车道后的精准定位方法步骤中包括： 

A、远程控制中心借助传输媒介将行走命令控制信号实时发送至中央处理器，中央处理器在将控制信号转发至行走轮驱动机构，行走轮驱动机构驱动底座按照预设的路线行走；

B、行走到位后，霍尔元件实时对参照道钉进行探测，如果左、右两个霍尔元件同时检测到道钉信号，则说明行走的方向和目的位置均正确；如果左侧先于右侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏右，则跳至步骤C；如果右侧先于左侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏左，则跳至步骤D；如果只有一个霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置不正确，只有左侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向右侧，跳至步骤C；只有右侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向左侧，则跳至步骤D；

C、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩后退，然后驱动行走轮左旋，调整角度后继续向前走以检测道钉，如果角度还有偏差，重复步骤C，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，跳至步骤E；

D、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩后退，然后驱动行走轮右旋，调整角度后继续向前走以检测道钉，如果角度还有偏差，重复步骤D，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，跳至步骤E；

E、结束。

本发明的关键在于：移动桩的行走过程和到位都实现了智能控制。 

移动桩的行走过程中出现较大偏差时，中央处理器可通过视频信号的检测结果，与预设路线进行比对计算后，向行走驱动机构发送指令进行自动纠正；出现视频信号无法检测的较小偏差时，中央处理器可通过导航模块的检测结果，与预设路线进行比对计算后，向行走驱动机构发送指令进行自动纠正。 

移动桩行走到位后，霍尔元件检测道钉，这时会出现三个结果：1.如果两个霍尔元件同时检测道钉，即判定移动桩目的位置正确，不需要调整。2.如果两个霍尔元件都能检测到道钉，但是一个先检测到一个后检测到，即判定移动桩目的位置正确，方向不正确，左侧霍尔元件先检测到，证明移动桩向右偏；右侧霍尔元件先检测到，证明移动桩向左偏，此时移动桩需要矫正角度，首先移动桩退后一定的距离，然后两个驱动电机一个向前转一个向后转，调整角度后再向前走检测道钉，如果角度还有偏差，移动桩继续后退进行调整，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，此过程可能持续多次。3.如果到位后只有一个霍尔元件检测到道钉，证明移动桩的目的位置有偏差，只有左侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向右侧，只有右侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向左侧，此时需要对移动桩进行位置调整，首先移动桩先退回一定的距离，然后靠驱动电机不同方向的转动使移动桩向左偏或向右偏，然后再向前移动检测道钉，经过数次调整，两侧霍尔元件都能检测到道钉后，再进行移动桩的方向判断和调整。 

本发明的有益效果是：1、移动桩底部设置霍尔元件，道钉中安装磁铁，在移动到位后此霍尔元件检测到道钉并判断移动桩与道钉的相对位置，将位置信息传给中央处理器，如果移动桩偏离预设的位置，中央处理器下达纠正信号，移动桩自动纠正到正确位置，霍尔信号不受光源及尘土的干扰，可靠性强；2、导航模块包括电子罗盘和陀螺仪两部分，陀螺仪预设好移动桩的行走方向，在移动桩行走过程中如果出现微量的偏差，电子罗盘自动判断偏差程度，并将信息反馈给中央处理器，中央处理器控制移动桩自动调整补偿偏差；3、本隔离带系统还具有辅助纠正功能，每五个移动桩为一组，在路边设置一个监测立柱，立柱顶端安装摄像头实时监测移动桩的运行状态，当移动桩运行方向出现较大偏差，偏差程度超出导航模块的控制范围时，视频信号处理中心就会将偏差信息反馈给中央处理器，中央处理器向移动桩发送纠正信号进行自动纠正；4、每台底座的左、右两侧的滚轮组各由一台驱动电机驱动，双电机控制方式能保证隔离带灵活的前进、后退及转向控制，根据驱动电机自身的特性和相应的电路控制实现制动刹车，避免了外加制动装置，减少了设备成本，并保隔离带能够瞬时停车；5、在移动桩本体的运动方向两侧均安装超声波模块，在一定范围内检测到障碍物时移动桩自动停止，防止撞到过往车辆或人员，6、移动桩本体上设置的关节式机械手臂，与连接杆采用关节式连接，关节处可以旋转、伸长调节移动桩的间距，应用此结构，隔离带系统在移动时可以实现分组、分段式移动，或阶梯式移动，消除了整体移动的不平稳性；关节处设置霍尔组件与磁铁，霍尔组件检测到关节状态，并将关节状态信息传递给中央处理器。 

附图说明

图1是本系统的结构示意图。 

图2是移动桩结构示意图。 

图3是底座的结构示意图。 

附图中，1是移动桩，2是道钉，3是底座，4是连接杆，5是立柱，6是摄像头，1-1是移动桩本体，1-2是关节式机械手臂，1-3是核心控制盒，1-4是警示灯，1-5是超声波模块，3-1是导航模块，3-2是主动轮，3-3是从动轮，3-4是驱动电机，3-5是皮带，3-6是霍尔元件。 

具体实施方式

一种智能化交通隔离系统，系统结构中包括远程控制中心、带有中央处理器及无线通信模块的自驱式移动隔离栏，所述的自驱式移动隔离栏的结构中还包括一组带有行走轮和行走轮驱动机构的移动式底座3、借助连接杆4连接且设置于底座3上的一组移动桩1，重要的是：本系统结构中还包括精准定位机构，该精准定位机构中包括在道路交通标线上设置的一组作为参照基准的带有磁块的道钉2，在底座3内部的左、右两端对称设置的一对霍尔元件3-6，基于上述结构，智能化交通隔离系统根据需要调整车道后的精准定位方法步骤中包括： 

A、远程控制中心借助传输媒介将行走命令控制信号实时发送至中央处理器，中央处理器在将控制信号转发至行走轮驱动机构，行走轮驱动机构驱动底座3按照预设的路线行走；

B、行走到位后，霍尔元件3-6实时对参照道钉2进行探测，如果左、右两个霍尔元件同时检测到道钉信号，则说明行走的方向和目的位置均正确；如果左侧先于右侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏右，则跳至步骤C；如果右侧先于左侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏左，则跳至步骤D；如果只有一个霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置不正确，只有左侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩1的位置偏向右侧，跳至步骤C；只有右侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩1的位置偏向左侧，则跳至步骤D；

C、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩后退，然后驱动行走轮左旋，调整角度后继续向前走以检测道钉2，如果角度还有偏差，重复步骤C，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉2为止，跳至步骤E；

D、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩1后退，然后驱动行走轮右旋，调整角度后继续向前走以检测道钉，如果角度还有偏差，重复步骤D，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，跳至步骤E；

E、结束。

底座3中设置霍尔元件3-6，道钉2中安装磁铁，在移动到位后此霍尔元件3-6检测到道钉2并判断移动桩1与道钉2的相对位置，将位置信息传给中央处理器，如果移动桩1偏离预设的位置，中央处理器下达纠正信号，移动桩1自动纠正到正确位置，霍尔信号不受光源及尘土的干扰，可靠性强。 

上述精准定位机构中还包括在底座3内部设置的导航模块3-1，基于上述结构，在移动桩行走过程中，导航模块3-1实时检测移动桩1的行走方向并将数据报告给中央处理器，如果移动桩1的行走方向与预设路线出现偏差，中央处理器计算偏差角度和距离，并将计算结果发送给行走驱动机构。在具体实施时，导航模块3-1包括电子罗盘和陀螺仪，在移动桩1行走过程中如果出现微量的偏差，导航模块3-1自动判断偏差程度，并将信息反馈给中央处理器，中央处理器控制移动桩自动调整补偿偏差。 

所述的系统结构中还包括视频监测机构，由借助立柱5固定于道路边的、受视频信号处理中心控制的摄像头6构成，视频信号处理中心借助无线网络与中央处理器实时通信，摄像头6实时监测移动桩1的运行状态，当移动桩1运行方向出现较大偏差，偏差程度超出导航模块的控制范围时，视频信号处理中心就会将偏差信息反馈给中央处理器，中央处理器向行走驱动机构发送纠正信号进行自动纠正。 

所述的移动桩1的结构中包括固定于底座3上的移动桩本体1-1、设置在移动桩本体1-1上的一对关节式机械手臂1-2及核心控制盒1-3，中央处理器设置于核心控制盒1-3内，连接杆4与关节式机械手臂1-2的末端连接，移动桩本体1-1借助关节式机械手臂1-2、及连接杆4形成一条交通隔离带结构。 

所述的移动桩本体1-1上还设置有超声波模块1-5，超声波模块1-5对障碍物的接近信号进行实时检测、并将检测结果发送至中央处理器。 

所述的核心控制盒中还设置有无线接收模块，中央处理器借助无线接收模块与远程控制中心的无线发射模块通信。 

所述的核心控制盒中还设置有手动控制面板，手动控制面板的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接。 

所述的行走轮是在底座3下端面左、右两侧分别设置的、由主动轮3-2与从动轮3-3组成的滚轮组，行走轮驱动机构是驱动电机3-4，每个驱动电机3-4的动力输出轴借助皮带3-5与主动轮3-2的滚轮轴形成动力传动。 

在移动桩本体上的一对关节式机械手臂上分别设置磁铁、及霍尔组件，各个移动桩本体之间借助信号连接线连接，霍尔组件实时检测关节式机械手臂的运行状态信息、并将该信息发送至相邻的移动桩的中央处理器。移动桩1与连接杆4采用关节式连接，关节处可以旋转、伸长以调节移动桩1的间距。应用此结构，隔离带系统在移动时可以实现分组、分段式移动，或阶梯式移动，消除了整体移动的不平稳性；关节处设置霍尔组件与磁铁，霍尔组件检测到关节状态，并将关节状态信息传递给中央处理器。 

所述的移动桩本体1-1的顶端还设置有警示灯1-4。 

在具体实施时，远程控制中心可以是遥控器，当使用遥控器对系统发布行走命令时，移动桩1将按照预设的路线行走，行走过程中导航模块3-1实时检测移动桩1的行走方向并将数据报告给中央处理器，如果移动桩1的方向出现偏差，中央处理器中的程序就会计算偏差角度和距离，并将计算结果转化为数据发送给驱动电机3-4进行方向调整。在此过程中，摄像头6实时检测移动桩1的位置偏移量，如果偏移量超出导航所能调整的范围后，视频检测系统就会通过无线信号将这一偏移量的数据传达给中央处理器，中央处理器命令移动桩1进行位置调整，可见，视频检测系统避免了多次运动产生的累计误差。 

移动桩行走到位后，霍尔元件3-6检测道钉2，这时会出现三个结果：一.如果两个霍尔元件同时检测道钉，即判定移动桩位置正确不需要调整。二.如果两个霍尔元件都能检测到道钉，但是一个先检测到一个后检测到，即判定移动桩位置正确，方向不正确，左侧霍尔元件先检测到证明移动桩向右偏，右侧霍尔元件先检测到证明移动桩向左偏，此时移动桩需要矫正角度，首先移动桩退后一定的距离，然后两个驱动电机3-4一个向前转一个向后转，调整角度后再向前走检测道钉，如果角度还有偏差，移动桩继续后退进行调整，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，此过程可能持续多次。三、如果到位后只有一个霍尔元件检测到道钉，证明移动桩的位置有偏差，只有左侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向右侧，只有右侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩的位置偏向左侧，此时需要对移动桩进行位置调整，首先移动桩先退回一定的距离，然后靠电机不同方向的转动使移动桩向左偏或向右偏，然后再向前移动检测道钉，经过数次调整，两侧霍尔元件都能检测到道钉后，再进行移动桩的方向判断和调整。 

核心控制盒1-3中设置手动控制面板和无线接收模块，可以通过控制面板手动控制移动桩的前进、后退、左转、右转，可以通过遥控控制移动桩的单独运动或整体联动。当进行整体联动时，操作人员使用遥控器对移动桩下达联动指令，移动桩通过无线接收模块接收到指令，开始运动。第一个（或第一组）移动桩首先开始向指定位置运动，运动过程中，当相邻的两个移动桩速度不一样或者启动时间不一样时，移动桩之间的距离会加大，这时连接栏杆就会拉拽移动桩的关节部位，移动桩的关节如同人的手臂一样，平时的状态就像手臂弯曲，一但被拉拽就像手臂向外伸直，这样就会增加连接栏杆的长度，保证移动桩不会受到拉拽的力量而走偏。当第一个（或第一组）移动桩运动到一定位置，关节处的霍尔组件产生信号并通过连接栏杆内部的信号线传递给下一个（或下一组）移动桩，下一个（或下一组）移动桩开始向指定位置运动，整个运动过程就像是大海的波浪一样一个接一个的运动。在运动过程中，如果有车辆或人员近距离接近移动桩，超声波产就会生信号传递给中央处理器，中央处理器下发命令，移动桩停止运动。 

Claims (10)

1.一种智能化交通隔离系统，系统结构中包括远程控制中心、带有中央处理器及无线通信模块的自驱式移动隔离栏，自驱式移动隔离栏的结构中包括一组带有行走轮和行走轮驱动机构的移动式底座（3）、借助连接杆（4）连接且设置于底座（3）上的一组移动桩（1），其特征在于：本系统结构中还包括精准定位机构，该精准定位机构中包括在道路交通标线上设置的一组作为参照基准的带有磁块的道钉（2），在底座（3）内部的左、右两端对称设置的一对霍尔元件（3-6），基于上述结构，智能化交通隔离系统根据需要调整车道后的精准定位方法步骤中包括：

A、远程控制中心借助传输媒介将行走命令控制信号实时发送至中央处理器，中央处理器在将控制信号转发至行走轮驱动机构，行走轮驱动机构驱动底座（3）按照预设的路线行走；

B、行走到位后，霍尔元件（3-6）实时对参照道钉（2）进行探测，如果左、右两个霍尔元件同时检测到道钉信号，则说明行走的方向和目的位置均正确；如果左侧先于右侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏右，则跳至步骤C；如果右侧先于左侧霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置正确，行走的方向偏左，则跳至步骤D；如果只有一个霍尔元件检测到道钉信号，则说明目的位置不正确，只有左侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩（1）的位置偏向右侧，跳至步骤C；只有右侧霍尔元件检测到道钉说明移动桩（1）的位置偏向左侧，则跳至步骤D；

C、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩后退，然后驱动行走轮左旋，调整角度后继续向前走以检测道钉（2），如果角度还有偏差，重复步骤C，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉（2）为止，跳至步骤E；

D、中央处理器控制行走轮驱动机构将移动桩（1）后退，然后驱动行走轮右旋，调整角度后继续向前走以检测道钉，如果角度还有偏差，重复步骤D，直到两个霍尔元件能同时检测到道钉为止，跳至步骤E；

E、结束。

2.根据权利要求1所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：上述精准定位机构中还包括在底座（3）内部设置的导航模块（3-1），基于上述结构，在移动桩行走过程中，导航模块（3-1）实时检测移动桩（1）的行走方向并将数据报告给中央处理器，如果移动桩（1）的行走方向与预设路线出现偏差，中央处理器计算偏差角度和距离，并将计算结果发送给行走驱动机构。

3.根据权利要求2所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的系统结构中还包括由借助立柱（5）固定于道路边的、受视频信号处理中心控制的摄像头（6）构成的视频监测机构，视频信号处理中心借助无线网络与中央处理器实时通信，摄像头（6）实时监测移动桩（1）的运行状态，当移动桩（1）运行方向出现的偏差程度超出导航模块（3-1）的控制范围时，视频信号处理中心就会将偏差信息反馈给中央处理器，中央处理器向行走驱动机构发送纠正信号进行自动纠正。

4.根据权利要求1所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的移动桩（1）的结构中包括固定于底座（3）上的移动桩本体（1-1）、设置在移动桩本体（1-1）上的一对关节式机械手臂（1-2）及核心控制盒（1-3），中央处理器设置于核心控制盒（1-3）内，连接杆（4）与关节式机械手臂（1-2）的末端连接，移动桩本体（1-1）借助关节式机械手臂（1-2）、及连接杆（4）形成一条交通隔离带结构。

5.根据权利要求4所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的移动桩本体（1-1）上还设置有超声波模块（1-5），超声波模块（1-5）对障碍物的接近信号进行实时检测、并将检测结果发送至中央处理器。

6.根据权利要求3所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的核心控制盒中还设置有无线接收模块，中央处理器借助无线接收模块与远程控制中心及视频信号处理中心的无线发射模块通信。

7.根据权利要求1所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的核心控制盒中还设置有手动控制面板，手动控制面板的信号输出端与中央处理器的信号输入端连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的行走轮是在底座（3）下端面左、右两侧分别设置的、由主动轮（3-2）与从动轮（3-3）组成的滚轮组，行走轮驱动机构是驱动电机（3-4），每个驱动电机（3-4）的动力输出轴借助皮带（3-5）与主动轮（3-2）的滚轮轴形成动力传动。

9.根据权利要求4所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：在移动桩本体上的一对关节式机械手臂上分别设置磁铁、及霍尔组件，各个移动桩本体之间借助信号连接线连接，霍尔组件实时检测关节式机械手臂的运行状态信息、并将该信息发送至相邻的移动桩的中央处理器。

10.根据权利要求1所述的一种智能化交通隔离系统，其特征在于：所述的移动桩本体（1-1）的顶端还设置有警示灯（1-4）。

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