CN106218500A - 一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，该三角警示牌包括移动平台、三角警示牌、无线天线、主控制器和终端移动服务器；三角警示牌、无线天线和主控制器均安装在移动平台上，三角警示牌、无线天线和移动平台均与主控制器连接；终端移动服务器用于发送用户的操作指令，主控制器通过无线天线接收用户的操作指令，并根据所述操作指令控制移动平台的运动和控制三角警示牌的状态。本发明通过移动终端对其进行远程控制，实现一键自动放置三角警示牌和手动遥控摆放三角警示牌。

Description

一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌。

背景技术

随着交通系统的完善以及工业制造水平的提高，汽车在我们的日常生活中越发普及，但与此同时汽车带来的交通安全问题也愈加成为一个重要的社会问题。造成这个问题的其中一个主要原因是驾驶员对汽车基本常识以及交通法规了解较浅；当车辆发生故障时，驾驶员需将车停靠在路边，打开危险报警闪光灯并在车后规定位置摆放三角警示牌。然而，在使用传统三角警示牌的过程中会有如下安全隐患：

(1)驾驶员不能正确摆放三角警示牌，导致警示距离过短。

(2)雨雪、雾霾等恶劣环境，传统三角警示牌警示作用明显降低。

(3)由于道路环境复杂多变，驾驶员放置三角警示牌时极有可能发生危险，尤其是在高速公路等快速行驶道路

由于以上原因，驾驶员在使用传统三角警示牌的过程中有可能发生二次事故，造成不必要的人身和财产损失。

发明内容

本发明提供了一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，能够通过手机等移动终端对其进行远程控制，实现一键自动放置三角警示牌和手动遥控摆放三角警示牌；同时，软件系统可将警示牌当前状态通过无线通讯反馈给驾驶员的手持终端，使用户能监控其状态并对其进行相关操作而不用亲自进入危险环境中，以达到提高交通安全性的目的。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，该智能三角警示牌包括移动平台、三角警示牌、无线天线、主控制器和终端移动服务器；

三角警示牌、无线天线和主控制器均安装在移动平台上，三角警示牌、无线天线和移动平台均与主控制器连接；终端移动服务器用于发送用户的操作指令，主控制器通过无线天线接收用户的操作指令，并根据所述操作指令控制移动平台的运动和控制三角警示牌的状态。

进一步地，在三角警示牌周边布置高亮度LED。

进一步地，终端移动服务器为手机或电脑。

进一步地，移动平台包括电机、电池、两个舵机、舵机摆臂和图像传感器模块、载物平台和两个移动机构；

载物平台为倒U字型的平面组合机构；

舵机摆臂呈L型二连杆；

载物平台两侧的垂直平板分别安装在对应的移动机构上，两个舵机同轴安装在载物平台横向平面上，主控制器和无线天线均布置在载物平台横向平面上，电池固定布置在载物平台横向平面下方，两个移动机构和对应的电机连接，两个舵机均与舵机摆臂的垂直连杆连接，三角警示牌固定在舵机摆臂的横向连杆上，电机和两个舵机均与主控制器连接；电机、两个舵机和主控制器均与电池连接；所述主控制器的指令控制单元I用于控制电机和舵机按照相应的操作指令中的驱动信号和指令信号带动移动机构和舵机摆臂运动。

进一步地，移动平台为履带式运动机构或轮式运动机构。

进一步地，三角警示牌还包括图像传感器模块，载物平台的横向平面的上方设有垂直支架，在载物平台的垂直支架的顶部安装图像传感器模块，图像传感器模块包括摄像头和图像预处理器；摄像头拍摄的图像实时传输到图像预处理器内进行预处理，主控制器的指令控制单元II用于将图像预处理器内处理后的信号进行判定处理并控制电机输出相应的驱动信号。

进一步地，在所述载物平台上外接警示灯、液晶显示屏、蜂鸣器和拨码开关，并均和主控制器连接；当拨码开关打开时，主控制器处于工作状态，主控制器的指令单元I用于将图像传感器模块、电池和三角警示牌的当前工作状况在液晶显示屏上显示，如果主控制器根据图像预处理器处理的信号判定道路有故障或障碍物，主控制器的指令单元II用于驱动两个舵机放下三角警示牌并同时指令警示灯发出闪烁信号和蜂鸣器发出蜂鸣；当拨码开关关闭时，主控制器处于不工作状态。

进一步地，电池为锂电池。

有益效果：

1)本发明采用终端服务器进行人机交互操作，简化了操作方法，提高了商用价值；

2)本发明采用自动与手动模式结合的方式完成对警示牌的操作，丰富了使用方法，保证了用户的人身安全；

3)本发明采用无线通讯实时反馈警示牌状态、行驶里程，规范了三角警示牌的使用；

4)采用声光警示系统，增强了警示效果，进一步提高了道路安全性。

附图说明

图1为本发明中车用智能三角警示牌的主视图；

图2为本发明中车用智能三角警示牌的左视图；

图3为本发明中车用智能三角警示牌的俯视图；

图4为本发明中手机客户端中虚拟摇杆的示意图；

图5为本发明的运行模式流程图。

标号说明：

1、移动平台；2、减速电机；3、电池；4、两个舵机；5、舵机摆臂；6、三角警示牌；7、图像传感器模块；8、无线天线；9、警示灯；10、主控制器；12、液晶显示屏；13、蜂鸣器；16、载物平台；17、拨码开关。

具体实施方式

为了更好地说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实施例对本发明内容做进一步说明。

图1、图2、图3位警示牌的三视图，该警示牌包括移动平台1、三角警示牌6、主控制器10、无线天线和终端移动服务器。

移动平台1包括电机2、电池3、两个舵机4、舵机摆臂5、三角警示牌6、图像传感器模块7、无线天线8、主控制器10、载物平台16、两个移动机构和终端移动服务器。

移动机构包括一个主动轮和多个从动轮；

载物平台16是侧面为倒U字型的平板组合机构，其横向平板的上方设有垂直支架，用于安装摄像头；

舵机摆臂5呈L型二连杆；

图像传感器模块7包括摄像头和图像预处理器；

两个移动平机构均布置在载物平台16的两侧并与载物平台16的垂直平板进行连接，两个舵机4对称固定布置在载物平台16横向平板上，电池3固定布置在载物平台16横向平板下方，主控制器10和无线天线8均布置在载物平台16横向平板上，图像传感器模块7固定布置在载物平台16的垂直支架的顶部，两个移动机构和对应的电机2连接，两个舵机4同轴安装并均与舵机摆臂5的垂直连杆连接，三角警示牌6固定在舵机摆臂5的横向连杆上，电机2、舵机4、图像传感器模块7和无线天线8均与主控制器10连接；电机2、舵机4、图像传感器模块7和主控制器10均与电池3连接；所述主控制器10的指令控制单元用于控制电机2和舵机4按照相应的驱动信号和指令信号带动移动机构和舵机摆臂5运动，摄像头拍摄的图像实时传输到图像预处理器内进行预处理，主控制器10的指令控制单元用于将图像预处理器处理过的信号进行判定处理并控制电机2输出相应的驱动信号，当主控制器10发现道路出现障碍物或是出现交通事故时，主控制器10指令控制单元将会对当前的路况作出判断，并将三角警示牌6放下等一系列措施；三角警示牌6通过主控制器10利用无线天线8将自身状态发送给终端移动服务器，用于实现实时监控，终端移动服务器通过无线天线8将用户操作指令发送给主控制器10，用于实现实时控制。

一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，在所述载物平台16上外接液晶显示屏12和蜂鸣器13并均和主控制器10连接；当拨码开关17打开时，主控制器10处于工作状态，主控制器10的指令单元I用于将图像传感器模块7、电池3和三角警示牌6的当前工作状况在液晶显示屏12上显示，如果主控制器10根据图像预处理器处理的信号判定道路有故障或障碍物，主控制器10的指令单元II用于驱动两个舵机4放下三角警示牌6并同时指令警示灯9和蜂鸣器13发出闪烁和蜂鸣信号；当拨码开关17关闭时，主控制器10处于不工作状态。

一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，所述移动平台1为履带式机构或轮式机构；

采用双舵机控制三角警示牌支起及落下，采用多电源稳压的方式，输出2.5V、3.3V、5V、6V多种电平，采用MC9S12XS128汽车级芯片作为主控制器，控制器外部连接图像传感器模块、液晶显示屏、蜂鸣器、警示灯、拨码开关、无线天线、电机、舵机。主控制器负责警示牌的底层控制，使用PWM模块完成电机与舵机的控制。控制器通过串口连接WiFi通信模块和图像传感器模块，通过SPI总线与液晶显示屏连接，通过I/O与蜂鸣器、警示灯、拨码开关连接。警示牌与手机通过WiFi进行无线数据传输。

控制核心采用采用NXP公司生产的MC9S12XS128汽车级芯片作为主控制器。

图像识别模块采用CMUcam5图像传感器。该图像传感器搭载NXP公司生产的LPC4330双核处理器，可以自主识别需要跟踪的目标。该图像传感器通过串口与主控制器进行通信。

行进机构为两副履带机构，采用减速电机同轴连接主动轮，主动轮拖动履带转动，从而带动车体移动。两副履带同速同向转动，车体实现直线前进或后退。两副履带不同速转动，车体实现转向运动。

警示牌升降机构，采用两个舵机同轴安装，使用金属支架将舵机固定在载物平台上。使用L型工件将塑料制三角警示牌与舵机组连接，使警示牌实现绕舵机组输出轴旋转的运动。

声光警示采用高亮LED固定在三角警示牌周边，通过闪烁配合蜂鸣器进行声光报警。

人机交互模块使用拨码开关对警示牌工作模式进行选择，使用液晶显示屏显示警示牌当前工作状况。

无线天线，警示牌通过WiFi将自身状态(运行里程、电量等)发送给手机客户端，以实现实时监控。手机客户端通过WiFi将用户操作指令发送给警示牌，以实现实时控制。

手机客户端为用户与警示牌交互的主要途径。在客户端可以选择警示牌的工作模式，遥控警示牌移动，发送一键施放三角警示牌，发送一键回收三角警示牌，操作警示牌进行升/降警示牌、开启/关闭声光警示。

所述的智能三角警示牌，其工作流程图如图5所示，其工作过程为：

步骤一、用户将警示牌从汽车后备箱取出，并朝来车方向摆放，打开总电源；

步骤二、系统初始化；

步骤三、警示牌与手机客户端进行配对连接；

步骤四、由用户通过手机选择工作模式。若选择自动施放模式，转至步骤五；若选择手动遥控模式，转至步骤七；

步骤五、若选择自动施放模式下，点击“开始”按钮完成一键施放三角警示牌；可以点击“返程”按钮完成一键回收三角警示牌；可以点击“紧急停车”按钮在警示牌移动的任何阶段中断工作任务；可以通过“已行使里程”项目观察警示牌行驶的里程；

步骤六、自动施放模式下，警示牌接收用户指令完成相关操作。在自动施放过程中，警示牌通过图像传感器对道路环境进行感知，使其沿着车道前进。当控制器计数到达规定距离时，警示牌自动停止前进，并升起三角警示牌，同时进行声光警报。在“返程”过程中，警示牌先原地旋转180度，并关闭声光警示系统，收起三角警示牌，快速自动返回用户位置；

步骤七、若选择手动遥控模式，用户可以点击“警示灯”、“警示音”、“警示牌”项目的“开启”及“关闭”按钮，控制相应的功能；用户可以控制虚拟摇杆控制警示牌移动；可以点击“紧急停车”按钮在警示牌移动的任何阶段中断工作任务。

其中，遥控模式下，用户可以滑动图4所示的虚拟摇杆对警示牌进行控制。对虚拟摇杆当前所处位置通过相对于正半轴的角度θ和距中心点的距离d表示。对其位置的解算利用正交分解得到：

X＝d*cosθ

Y＝d*sinθ

Y表示用户期望的警示牌的移动速度，X表示用户期望的警示牌的转向速度。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，该智能三角警示牌包括移动平台(1)、三角警示牌(6)、无线天线(8)、主控制器(10)和终端移动服务器；

三角警示牌(6)、无线天线(8)和主控制器(10)均安装在移动平台(1)上，三角警示牌(6)、无线天线(8)和移动平台(1)均与主控制器(10)连接；终端移动服务器用于发送用户的操作指令，主控制器(10)通过无线天线(8)接收用户的操作指令，并根据所述操作指令控制移动平台(1)的运动和控制三角警示牌(6)的状态。

2.如权利要求1所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，三角警示牌(6)周边布置高亮度LED。

3.如权利要求1所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，终端移动服务器为手机或电脑。

4.如权利要求1所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，移动平台(1)包括电机(2)、电池(3)、两个舵机(4)、舵机摆臂(5)、载物平台(16)和两个移动机构；

载物平台(16)为倒U字型的平面组合机构；

舵机摆臂(5)呈L型二连杆；

载物平台(16)两侧的垂直平板分别安装在对应的移动机构上，两个舵机(4)同轴安装在载物平台(16)横向平面上，主控制器(10)和无线天线(8)均布置在载物平台(16)横向平面上，电池(3)固定布置在载物平台(16)横向平面下方，两个移动机构和对应的电机(2)连接，两个舵机(4)均与舵机摆臂(5)的垂直连杆连接，三角警示牌(6)固定在舵机摆臂(5)的横向连杆上，电机(2)和两个舵机(4)均与主控制器(10)连接；电机(2)、两个舵机(4)和主控制器(10)均与电池(3)连接；所述主控制器(10)的指令控制单元I用于控制电机(2)和舵机(4)按照相应操作指令中的驱动信号和指令信号带动移动机构和舵机摆臂(5)运动。

5.如权利要求4所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，三角警示牌(6)还包括图像传感器模块(7)，载物平台(16)的横向平面的上方设有垂直支架，在载物平台(16)的垂直支架的顶部安装图像传感器模块(7)，图像传感器模块(7)包括摄像头和图像预处理器；摄像头拍摄的图像实时传输到图像预处理器内进行预处理，主控制器(10)的指令控制单元II用于将图像预处理器内处理后的信号进行判定处理并控制电机(2)输出相应的驱动信号。

6.如权利要求4所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，移动平台(1)为履带式运动机构或轮式运动机构。

7.如权利要求5所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，在所述载物平台(16)上外接警示灯(9)、液晶显示屏(12)、蜂鸣器(13)和拨码开关(17)，并均和主控制器(10)连接；当拨码开关(17)打开时，主控制器(10)处于工作状态，主控制器(10)的指令单元I用于将图像传感器模块(7)、电池(3)和三角警示牌(6)的当前工作状况在液晶显示屏(12)上显示，如果主控制器(10)根据图像预处理器处理的信号判定道路有故障或障碍物，主控制器(10)的指令单元II用于驱动两个舵机(4)放下三角警示牌(6)并同时指令警示灯(9)发出闪烁信号和蜂鸣器(13)发出蜂鸣；当拨码开关(17)关闭时，主控制器(10)处于不工作状态。

8.如权利要求4所述一种基于移动终端交互的车用智能三角警示牌，其特征在于，电池(3)为锂电池。