CN105809961A - 一种封闭道路智能交通管理无人车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封闭道路智能交通管理无人车，包括车体、可升降云台、车体前后的四个红外避障传感器以及位于可升降云台上的摄像头，车体穿在封闭道路的栏杆上，栏杆与安装于车体内上侧的四个导向轮以及车体内下侧的四个主动轮相接，该无人车的控制系统包括微处理器控制单元，微处理器控制单元连接有驱动模块、供电装置、红外避障模块、语音通话模块、4G数据传输模块和摄像系统模块组成，摄像系统模块与4G数据传输模块相接，语音通话模块也与4G数据传输模块相接，在遇到紧急交通事故时，可以通过无人车远程控制在高速公路等封闭道路护栏上行驶，进行实时全方位监控路况，并传送给监管后方，实现事故现场人员、交警和监管后方三方实时通讯功能。

Description

一种封闭道路智能交通管理无人车

技术领域

本发明涉及道路交通管理技术领域，具体为一种封闭道路智能交通管理无人车。

背景技术

随着高速公路、高架等封闭道路的快速建设，发生在高速公路等封闭道路的车祸事故日益增多，高速公路等封闭道路的交通安全状况日益严峻。车祸事故发生后，肇事者与受伤者无法及时与监管后方和交警取得联系，无法正确处理交通事故，导致高速公路等封闭道路出现拥塞。

同时，交警需要在高速公路等封闭道路来往车流中迅速赶到事发地点，会对交警的生命安全构成一定的隐患。由于高速公路等封闭道路的某些地段限制使得监管后方无法对该路段进行实时监测，检测视角存在盲区，加剧了高速公路等封闭道路的安全隐患。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种封闭道路智能交通管理无人车，遇到紧急交通事故，可以远程控制在高速公路等封闭道路护栏上行驶，进行实时全方位监控路况，并传送给监管后方，实现事故现场人员、交警和监管后方三方实时通讯功能，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种封闭道路智能交通管理无人车，包括车体、可升降云台、车体前后的四个红外避障传感器以及位于可升降云台上的摄像头，所述车体穿在封闭道路的栏杆上，所述栏杆与安装于车体内上侧的四个导向轮以及车体内下侧的四个主动轮相接，导向轮与主动轮与栏杆相对运动，从而驱动小车的快速前进与后退，该无人车的控制系统包括微处理器控制单元，所述微处理器控制单元连接有驱动模块、供电装置、红外避障模块、语音通话模块、4G数据传输模块和摄像系统模块组成，所述摄像系统模块与4G数据传输模块相接，所述语音通话模块也与4G数据传输模块相接，所述驱动模块用于控制四个导向轮以及四个主动轮，所述红外避障模块用于控制红外避障传感器，所述摄像系统模块用于控制摄像头。

作为本发明一种优选的技术方案，所述驱动模块采用电机驱动方式，采用大功率直流电机驱动板，驱动板由H桥电路和大功率MOS管组成，通过控制H桥的导通顺序进而控制电机的正反转。

作为本发明一种优选的技术方案，所述供电装置采用太阳能板供电和交流充电两者结合的方式，将太阳能提供的电能通过交流的方式存储。

作为本发明一种优选的技术方案，所述红外避障模块采用反射式红外光电开关。

作为本发明一种优选的技术方案，所述摄像头系统模块采用CCD系列摄像头，采集的信号通过视频信号处理模块对采集的视频信号进行优化处理后，4G数据传输模块将信号传输给4G基站，一方面通过视频接收模块接收信号并由视频信号处理模块处理并传输到4G移动终端，另一方面通过LTE-CPE4G信号转有线路由器接收传输给监管中心有线联网设备。

作为本发明一种优选的技术方案，所述语音通话模块采用无人车上搭载的麦克风进行语音信号的实时采集，通过音频信号处理模块对采集的语音信号进行优化处理后，4G数据传输模块将信号传输给4G基站，一方面通过视频接收模块接收信号并由视频信号处理模块处理并传输到4G移动终端，另一方面通过LTE-CPE4G信号转有线路由器接收传输给监管中心有线联网设备；通过4G移动终端和监管中心有线联网设备通过4G无线传输技术将语音信号发射出去，无人车接收信号再将语音还原通过扬声器传达至事故现场。

作为本发明一种优选的技术方案，在无人车上搭载2.4G无线接收发模块作为中转站，通过4G/LTE的无线方式可实现警用移动终端、道路现场事故人员、监管后方三方的即时视频通讯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在遇到紧急交通事故时，可以通过无人车远程控制在高速公路等封闭道路护栏上行驶，进行实时全方位监控路况，并传送给监管后方，实现事故现场人员、交警和监管后方三方实时通讯功能。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明控制系统的结构示意图。

图3为本发明摄像系统模块与4G数据传输模块连接框图。

图4为本发明实施例5和6中2.4G无线接收发模块的功能示意图。

图5为本发明语音通话模块和4G数据传输模块连接框图。

图中：1-车体；2-可升降云台；3-红外避障传感器；4-摄像头；5-栏杆；6-导向轮；7-主动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1和图2，本发明提供一种封闭道路智能交通管理无人车，包括车体1、可升降云台2、车体1前后的四个红外避障传感器3以及位于可升降云台2上的摄像头4，所述车体1穿在封闭道路的栏杆5上，所述栏杆5与安装于车体1内上侧的四个导向轮6以及车体内下侧的四个主动轮7相接，导向轮6与主动轮7与栏杆5相对运动，从而驱动小车的快速前进与后退，该无人车的控制系统包括微处理器控制单元，所述微处理器控制单元连接有驱动模块、供电装置、红外避障模块、语音通话模块、4G数据传输模块和摄像系统模块组成，所述摄像系统模块与4G数据传输模块相接，所述语音通话模块也与4G数据传输模块相接，所述驱动模块用于控制四个导向轮以及四个主动轮，所述红外避障模块用于控制红外避障传感器，所述摄像系统模块用于控制摄像头。

实施例2：

在实施例1的基础上，本发明驱动模块采用电机驱动方式，采用大功率直流电机驱动板，驱动板由H桥电路和大功率MOS管组成，通过控制H桥的导通顺序进而控制电机的正反转，从而实现小车的前进或者后退。同时，通过控制输入信号的PWM的占空比可以调节MOS管的通断状态，从而实现电机的调速，最终达到小车速度的调节。该电机驱动模块中还使用了高速光耦，一方面为了隔离保护，增加驱动板的寿命。另一方面也增加驱动能力，使得MOS管开启更加迅速。

实施例3：

在实施例1的基础上，本发明所述的电源供电模块分为太阳能充电和220V交流电充电，其中太阳能供电模块包括蓄电池组、太阳能控制器、太阳能电池板方阵、太阳跟踪系统、逆变器。

太阳能充电原理：光线照射在太阳能电池板上，电池板将被照射的光能吸收转化成电能通过太阳能控制器储存在蓄电池中，太阳能控制器安装位置在太阳能电池板和蓄电池组之间，当蓄电池充满电后，控制器停止太阳能电池板对蓄电池充电，再通过逆变器将蓄电池的直流电转换成交流电输出。小车上装有220V交流充电接口，在有条件充电的情况下可进行充电。

实施例4：

在实施例1的基础上，本发明所述的红外避障模块主要采用红外避障传感器。红外线避障传感器发射红外线对前方的障碍物进行扫描，若高速公路等封闭道路栏杆一侧存在障碍物，红外线信号遇到障碍物被反射到传感器探测头，并将相关信号发送给微处理器，微处理器对信号进行分析处理，协调小车遇杆一侧的导向轮抬起，避开障碍物，当微处理器再次检测到没有障碍时则再协调小车将已经上抬的导向轮放下。便完成了整个避障操作过程，MCU采用超低功耗MSP430单片机对各传感器采集来的信号进行处理分析，并根据各传感器检测的内容和预定完成的功能做出相应的判断，符合情况即执行相应操作，完成整个过程的协调处理。

实施例5：

在实施例1的基础上，参照图3和图4所示，本发明摄像系统模块和4G数据传输模块的应用，摄像系统模块采用CCD系列摄像头，被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，产生表示一幅幅画面的电信号，经过滤波、放大处理，通过摄像头的输出端子输出一个标准的复合视频信号，

通过视频信号处理模块对采集的复合视频信号进行优化处理后，通过4G无线传输模块经4G基站分别传输到4G移动终端和后台监管中心。在实现视频实时监控基础上，小车上搭载2.4G无线接收发模块作为中转站，通过微处理器的收集信息、处理数据，通过4G/LTE的无线方式可实现警用移动终端、高速现场事故人员、监管后方三方的即时通讯。

实施例6：

在实施例1的基础上，参照图4和图5所示，本发明语音通话模块和4G数据传输模块的应用，采用DSP语音信号处理芯片，可分为射频电路和基带电路两大电路。语音发射模块：通过车载麦克风将音频信号经过A/D转换、语音编码、信道编码、加密、TDMA帧形成和调制发送至天线转换器，将音频信号转换成电信号。语音接收模块：通过天线转换将接收到的电信号经过解调、均衡、信道分离、加密、信道解码、语音解码和D/A转换成音频信号经扬声器发射出去。通过4G无线传输模块经4G基站分别传输到4G移动终端和后台监管中心。小车上搭载2.4G无线接收发模块作为中转站，通过微处理器的收集信息、处理数据，通过4G/LTE的无线方式可实现警用移动终端、道路现场事故人员、监管后方三方的即时音频通讯。

基于上述，本发明在遇到紧急交通事故时，可以通过无人车远程控制在高速公路等封闭道路护栏上行驶，进行实时全方位监控路况，并传送给监管后方，实现事故现场人员、交警和监管后方三方实时通讯功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于，包括车体、可升降云台、车体前后的四个红外避障传感器以及位于可升降云台上的摄像头，所述车体穿在封闭道路的栏杆上，所述栏杆与安装于车体内上侧的四个导向轮以及车体内下侧的四个主动轮相接，导向轮与主动轮与栏杆相对运动，从而驱动小车的快速前进与后退，该无人车的控制系统包括微处理器控制单元，所述微处理器控制单元连接有驱动模块、供电装置、红外避障模块、语音通话模块、4G数据传输模块和摄像系统模块组成，所述摄像系统模块与4G数据传输模块相接，所述语音通话模块也与4G数据传输模块相接，所述驱动模块用于控制四个导向轮以及四个主动轮，所述红外避障模块用于控制红外避障传感器，所述摄像系统模块用于控制摄像头。

2.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述驱动模块采用电机驱动方式，采用大功率直流电机驱动板，驱动板由H桥电路和大功率MOS管组成，通过控制H桥的导通顺序进而控制电机的正反转。

3.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述供电装置采用太阳能板供电和交流充电两者结合的方式，将太阳能提供的电能通过交流的方式存储。

4.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述红外避障模块采用反射式红外光电开关。

5.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述摄像头系统模块采用CCD系列摄像头，采集的信号通过视频信号处理模块对采集的视频信号进行优化处理后，4G数据传输模块将信号传输给4G基站，一方面通过视频接收模块接收信号并由视频信号处理模块处理并传输到4G移动终端，另一方面通过LTE-CPE4G信号转有线路由器接收传输给监管中心有线联网设备。

6.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述语音通话模块采用无人车上搭载的麦克风进行语音信号的实时采集，通过音频信号处理模块对采集的语音信号进行优化处理后，4G数据传输模块将信号传输给4G基站，一方面通过视频接收模块接收信号并由视频信号处理模块处理并传输到4G移动终端，另一方面通过LTE-CPE4G信号转有线路由器接收传输给监管中心有线联网设备；通过4G移动终端和监管中心有线联网设备通过4G无线传输技术将语音信号发射出去，无人车接收信号再将语音还原通过扬声器传达至事故现场。

7.根据权利要求1、5或6所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：在无人车上搭载2.4G无线接收发模块作为中转站，通过4G/LTE的无线方式可实现警用移动终端、道路现场事故人员、监管后方三方的即时视频通讯。

8.根据权利要求1所述的一种封闭道路智能交通管理无人车，其特征在于：所述微处理器控制单元采用MSP430单片机。