CN106004650A - 一种基于超声波测距的智能公路警示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于超声波测距的智能公路警示装置,包括警示牌、底盘、n个车轮、摄像模块、无线通信模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、控制模块、灰度传感器、伸出支架、速度检测模块、2n个升降机构、2n个挡板和手持终端，手持终端包括触发单元和显示单元，控制模块包括处理单元和判断单元；超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块;本发明的警示器能够完成自动放置公路警示标志，可进行全天候工作，警示效果明显；本发明能够自动纠正智能公路警示装置的行进轨迹，避免智能公路警示装置越入正常车道；本发明装置方便快捷，整体结构紧凑，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及高速公路用警示设备，特别是一种基于超声波测距的智能公路警示装置。
背景技术
随着国民经济快速发展，高速公路建设步伐不断加快，一个覆盖全国的高速公路网已基本形成。由于高速公路的方便带来的巨大经济效益，出行选择走高速公路的车辆越来越多，汽车已经成为很常见的代步工具，高速公路车流量只增不减，但与此同时在高速公路上发生的交通事故也日益频繁。据统计在高速公路发生的事故中追尾事故占了全部交通事故总数的 70％以上；尤其是在重特大事故中，追尾事故所占的比例更高。目前我国高速公路事故发生率高于普通公路，甚至有些高速公路的事故发生率高于普通公路的五倍。而不按规定车速行驶、疲劳驾驶等严重交通违法行为是导致追 尾事故发生的主要原因。然而，在高速公路上行驶，道路环境单一，交通干扰少，速度稳定， 行车中的噪声和振动频率小，易使驾驶人大脑疲劳。
特别是在汽车自身发生故障和发生交通事故时，后来的车辆很可能未注意前方路况而与故障车辆相撞，造成二次事故。交通规则规定，车主需要向后 150 米左右放置警示牌，以提醒后来车辆注意。然而放置距离较远，大多数车主疏于执行，留下了安全隐患。同时，在跑去放警示牌之前的过程中，人在高速公路上行走也具有一定的危险性；且当警示牌放置在公路上时，防止警示牌因路面不平等原因倒在地上或者溜动，这也是亟待解决的一个问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于超声波测距的智能公路警示装置，本发明的警示器能够完成自动放置公路警示标志，可进行全天候工作，警示效果明显；能够自动纠正智能公路警示装置的行进轨迹，避免智能公路警示装置越入正常车道；还可防止警示牌倒在地上或者溜动；到达设定的距离可自动停下；本发明装置方便快捷，整体结构紧凑，制造成本低。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
根据本发明提出的一种基于超声波测距的智能公路警示装置，包括警示牌、底盘、n个车轮、摄像模块、无线通信模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、控制模块、灰度传感器、伸出支架、速度检测模块、2n个升降机构、2n个挡板和手持终端，手持终端包括触发单元和显示单元，控制模块包括处理单元和判断单元，超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块；n为大于2的整数，其中，
警示牌垂直设置在底盘上，n个车轮均匀设置在底盘下，伸出支架的一端固定在底盘的右端，灰度传感器安装在伸出支架的另一端，摄像模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、速度检测模块和控制模块均设置在底盘上，每个车轮的前后两侧分别设有一个升降机构，升降机构的一端设置在底盘的下表面，伸缩机构的另一端设有一个挡板，升降机构、挡板与车轮均不接触，挡板的底部是非光滑的；其中，
摄像模块、电动机驱动模块、触发单元、显示单元分别与无线通信模块连接，超声波发射电路模块、超声波接收电路模块分别与处理单元连接，电动机、处理单元、灰度传感器分别与电动机驱动模块连接，速度检测模块、判断单元、升降机构依次连接；
超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接。
超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容、第二至第四电阻和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。
作为本发明所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置进一步优化方案，阈值为大于或等于150米。
作为本发明所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置进一步优化方案，伸出支架的长度为30厘米到100厘米之间。
作为本发明所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置进一步优化方案，挡板的底部粗糙度大于5微米。
作为本发明所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置进一步优化方案，所述显示单元为LCD1602液晶显示器。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明的警示器能够完成自动放置公路警示标志，可进行全天候工作，警示效果明显；
（2）本发明能够自动纠正智能公路警示装置的行进轨迹，避免智能公路警示装置越入正常车道；还可防止警示牌倒在地上或者溜动；到达设定的距离可自动停下；
（3）本发明能够实时监测反馈路况，使车主实时掌握后方状况，提高了信息利用率，给车主带来便利；
（4）本发明装置方便快捷，整体结构紧凑，制造成本低。
附图说明
图1是本发明的模块示意图；
图2是超声波发射电路模块图。
图3是超声波接受电路模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
如图1所示，一种基于超声波测距的智能公路警示器，包括警示牌、底盘、n个车轮、摄像模块、无线通信模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、控制模块、灰度传感器、伸出支架、速度检测模块、2n个升降机构、2n个挡板和手持终端，手持终端包括触发单元和显示单元，控制模块包括处理单元和判断单元，超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块；n为大于2的整数，其中，
警示牌垂直设置在底盘上，n个车轮均匀设置在底盘下，伸出支架的一端固定在底盘的右端，灰度传感器安装在伸出支架的另一端，摄像模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、速度检测模块和控制模块均设置在底盘上，每个车轮的前后两侧分别设有一个升降机构，升降机构的一端设置在底盘的下表面，伸缩机构的另一端设有一个挡板，升降机构、挡板与车轮均不接触，挡板的底部是非光滑的；其中，
摄像模块、电动机驱动模块、触发单元、显示单元分别与无线通信模块连接，超声波发射电路模块、超声波接收电路模块分别与处理单元连接，电动机、处理单元、灰度传感器分别与电动机驱动模块连接，速度检测模块、判断单元、升降机构依次连接；
如图2所示，超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻R1、可调电阻RP、第一电容C1、第二电容C2和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接。
如图3所示，超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容C3、C4、C5、C6、第二至第四电阻R2、R3、R4和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。
触发单元，用于将输出的触发信号经无线通信模块传输至电动机驱动模块；
电动机驱动模块，用于当接收到触发信号时，通过对电动机的控制实现车轮的转动；
灰度传感器，用于对实时采集的路面白色警戒线信息进行循迹处理，输出方向控制信号至电动机驱动模块；电动机驱动模块用于放大方向控制信号，并将其输出至电动机；
电动机，用于根据放大后的方向控制信号来调整车轮的前进方向，使得灰度传感器始终沿着路面白色警戒线前进；
摄像模块，用于将拍摄的路况信息、车辆信息经无线通信模块传输至显示单元；
超声波测距模块，用于实时测量警示牌与汽车的距离，并将其输出至处理单元；
处理单元，用来当警示牌与汽车的距离大于阈值时，输出停止信号经电动机驱动模块放大后输出至电动机，电动机根据放大后的停止信号控制车轮停止转动；
速度检测模块，用于实时检测速度，输出速度信号至判断单元；
判断单元，用于当接收的速度信号在预设的时间段内均为0时，输出驱动信号至升降机构；
升降机构，用于当接收到驱动信号时，控制挡板下降到预设的位置，从而实现挡板的底部与地面相接触。
阈值为大于或等于150米，挡板的底部粗糙度大于5微米，增加与地面的摩擦力，保持警示牌能够更稳定的静止不动。
伸出支架的长度为30厘米到100厘米之间，警示牌离白色警戒线有一定的距离。
n可以为4，车轮是普通橡胶车轮，安装在底盘两侧各1组。
警示标志是国家标准机动车用三角警示牌，是由塑料反光材料做成的被动反光体，驾驶员在路上遇到突发故障停车检修或者是发生意外事故的时候， 利用三角警示牌的回复反光性能，可以提醒其它车辆注意避让，以免发生二次事故。
摄像模块选用普通高清摄像头，摄像头通过USB数据线与无线通信模块进行连接。摄像头用于监控路况，并通过无线通信模块将数据传输至手持终端中的显示单元中，显示单元为LCD1602液晶显示器。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种基于超声波测距的智能公路警示装置，其特征在于，包括警示牌、底盘、n个车轮、摄像模块、无线通信模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、控制模块、灰度传感器、伸出支架、速度检测模块、2n个升降机构、2n个挡板和手持终端，手持终端包括触发单元和显示单元，控制模块包括处理单元和判断单元，超声波测距模块包括超声波发射电路模块和超声波接收电路模块；n为大于2的整数，其中，
警示牌垂直设置在底盘上，n个车轮均匀设置在底盘下，伸出支架的一端固定在底盘的右端，灰度传感器安装在伸出支架的另一端，摄像模块、电动机、电动机驱动模块、超声波测距模块、速度检测模块和控制模块均设置在底盘上，每个车轮的前后两侧分别设有一个升降机构，升降机构的一端设置在底盘的下表面，伸缩机构的另一端设有一个挡板，升降机构、挡板与车轮均不接触，挡板的底部是非光滑的；其中，
摄像模块、电动机驱动模块、触发单元、显示单元分别与无线通信模块连接，超声波发射电路模块、超声波接收电路模块分别与处理单元连接，电动机、处理单元、灰度传感器分别与电动机驱动模块连接，速度检测模块、判断单元、升降机构依次连接；
超声波发射电路模块包括时基电路芯片LM555、第一电阻、可调电阻、第一电容、第二电容和超声波探头，其中，时基电路芯片LM555的第1引脚接地，时基电路芯片LM555的第5引脚与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与地连接，时基电路芯片LM555的第8引脚与电源、第一电阻的一端分别连接，第一电阻的另一端与时基电路芯片LM555的第7引脚、可调电阻的一个固定端分别连接，时基电路芯片LM555的第6引脚与可调电阻的滑动端、第二电容的一端分别连接，时基电路芯片LM555的第2引脚与可调电阻的另一固定端连接，第二电容的另一端与超声波探头的一端连接，时基电路芯片LM555的第3引脚与超声波探头的另一端连接；
超声波接收电路模块包括红外接收芯片CX20106、第三至第六电容、第二至第四电阻和超声波接收探头；其中，红外接收芯片CX20106的第2引脚与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第三电容的一端连接，第三电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第3引脚与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第4引脚与地连接，红外接收芯片CX20106的第6引脚与第五电容的一端连接，第五电容的另一端与地连接，红外接收芯片CX20106的第7引脚与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，的第8引脚与电源、第四电阻的一端分别连接，第四电阻的另一端与红外接收芯片CX20106的第5引脚连接，红外接收芯片CX20106的第1引脚与第六电容的一端、超声波接收探头的一端分别连接，第六电容的另一端与地、超声波接收探头的另一端分别连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置，其特征在于，阈值为大于或等于150米。
3.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置，其特征在于，伸出支架的长度为30厘米到100厘米之间。
4.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置，其特征在于，挡板的底部粗糙度大于5微米。
5.根据权利要求1所述的一种基于超声波测距的智能公路警示装置，其特征在于，所述显示单元为LCD1602液晶显示器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161012 |