CN106251663A - 一种智能交通机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能交通机器人，其包括交通监控模块、交通决策模块、机器人学习模块和机器人本体，所述交通监控模块用于实时监控交通路口的交通状况，获取交通信息参数；所述交通决策模块用于获取所述交通监控模块提供的交通信息参数，并根据交通决策模型发出交通指挥指令；所述机器人学习模块用于根据交通指挥样本对交通决策模型中的交通信息参数和交通指挥指令进行学习和修正，或者自适应地建立新的交通决策模型；所述机器人本体用于根据交通决策模块发出的交通指挥指令做出相应的交通指挥行为。本发明的智能交通机器人可替代交警进行交通指挥等现场执勤任务。

Description

一种智能交通机器人

技术领域

本发明属于机器人领域，尤其涉及一种智能交通机器人。

背景技术

目前，城市交通指挥主要依靠交通信号灯和交通警察。鉴于国内实际情况，对于一些重要路口(例如学校门口)和流量不确定的路口，完全依靠交通信号灯来指挥往往是不够的，必须有交通警察亲临指挥；对于一些交通信号灯无法正常使用(例如故障或施工等原因)或未设置交通信号灯的路口等，均需要交通警察现场指挥。随着我国经济的快速发展，各地区尤其是城市，汽车拥有量显著增加，交通及管理压力越来越大。依靠交通警察现场指挥具有诸多缺点：人工成本较高；工作环境恶劣，夏天的高温和冬天的严寒，尤其是汽车排出的尾气，对交通警察的身体健康不利。

发明内容

本发明提供一种可替代交警进行交通指挥等现场执勤任务的智能交通机器人。

为解决上述问题，本发明提供一种智能交通机器人，其包括：

交通监控模块，用于实时监控交通路口的交通状况，获取交通信息参数；

交通决策模块，用于获取所述交通监控模块获取的交通信息参数，并根据交通决策模型发出交通指挥指令；

机器人学习模块，用于根据交通指挥样本对所述交通决策模型中的交通信息参数和交通指挥指令进行学习和修正，或者自适应地建立新的交通决策模型；

机器人本体，用于根据所述交通决策模块发出的交通指挥指令做出相应的交通指挥行为。

在上述技术方案的基础上，所述交通信息参数包括交通路口的行人数量及分布情况、行走方向及行走速度、交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向、交通信号灯的颜色及持续时长、和红绿灯时车辆及行人通过斑马线的情况。

在上述技术方案的基础上，所述交通指挥行为包括交通指挥手势、交通指挥哨声及口令、信号灯的颜色及闪烁。

在上述技术方案的基础上，所述智能交通机器人还包括通信模块，用于联网到交通指挥中心。

在上述技术方案的基础上，所述机器人本体的外形模拟人的形态构造，包括头部、躯干和四肢，所述机器人本体的上肢完全模仿人类关节进行构建，所述机器人本体的肩关节、肘关节、手腕以及手指的运动通过马达来驱动。

在上述技术方案的基础上，所述机器人本体的前后左右四个方向都设置有交通信号灯。

在上述技术方案的基础上，所述机器人本体上设置有发声模块，所述发声模块用于发出哨声或者声音口令来对交通进行指挥。

在上述技术方案的基础上，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的头部的针对前后左右四个方向拍摄的摄像装置。

在上述技术方案的基础上，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的红外探测仪，用于探测交通路况行人数量及分布情况、行走方向及行走速度。

在上述技术方案的基础上，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的探测雷达，用于探测交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向。

在上述技术方案的基础上，所述交通监控模块与设置于交通路口的地感线圈进行通信连接，以获得车辆的通行信息。

在上述技术方案的基础上，所述智能交通机器人还包括设置于所述机器人本体内的定位模块，用于对所述机器人本体进行定位。

采用本发明的智能交通机器人，可以采用机器人替代交警进行指挥执勤，避免了恶劣天气以及环境对交警身体的影响，实现科技以人为本的理念，另外，本发明的智能交通机器人可以通过深度学习和进化，掌握多种交通指挥能力，可应对各种复杂的交通状况，再者，本发明的智能交通机器人还可以被派往交通事故现场，对交通事故现场进行拍摄以及进行责任划分鉴定，快速的疏导交通。

附图说明

图1是本发明智能交通机器人一实施例的结构示意图；

图2是图1中的交通监控模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当......时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

请参阅图1，图1是本发明的智能交通机器人的一实施例的结构示意图。本实施例中，所述智能交通机器人包括交通监控模块11、交通决策模块12、机器人学习模块13、机器人本体14、通信模块15和定位模块16。

所述交通监控模块11，用于实时监控交通路口的交通状况，获取交通信息参数。所述交通信息参数包括交通路口的行人数量及分布情况、行走方向及行走速度、交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向、交通信号灯的颜色及持续时长、和红绿灯时车辆及行人通过斑马线的情况。其中，所述交通路口可以为十字路口，也可以为丁字路口或者大于四个方向的路口等，此处不做限制。

请参阅图2，进一步地，所述交通监控模块11包括摄像装置111、红外探测仪112、探测雷达113以及图像分析模块114。所述摄像装置111可安装在所述机器人本体的前后左右四个方向，用于对各方向及路口的交通景象进行实时拍摄。所述红外探测仪112用于对交通路口的行人数量及分布情况、行走方向及行走速度进行监控，并生成红外监控图像。所述探测雷达113用于对交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向进行监控，并生成雷达监控图像。所述图像分析模块114用于对所述摄像装置111拍摄到的交通景象、所述红外探测仪112生成监控图像以及所述探测雷达113生成的雷达监控图像的红外进行深度图像分析，从中得到交通路口的行人数量及分布情况、行走方向及行走速度、交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向等交通信息参数。进一步地，所述交通监控模块11还通过所述通信模块15与位于所述交通路况的交通信号灯和埋设于斑马线的地感线圈相连接，以获取交通信号灯的颜色及持续时长、和红绿灯时车辆及行人通过斑马线的情况，从而为交通指挥提供更多的决策参数。

需要说明的是，所述交通监控模块11还可以根据所述交通监控图像及交通信息参数对违章车辆及人员进行识别，并保留视频证据。

所述交通决策模块12，获取所述交通监控模块获取的交通信息参数，根据交通决策模型发出交通指挥指令。进一步地，所述交通决策模块12还可以根据所述交通监控模块11提供的交通监控图像对车辆事故现场进行分析，判断交通事故责任。

需要说明的是，所述交通决策模型既包括交通指挥的决策模型，也包括交通事故责任判断的决策模型。可以根据不同的道路情况设置不同的交通决策模型，比如，可以为十字路口和丁字路口分别设置专门的交通决策模型，也可以根据执勤要求来设置不同的交通决策模型，例如，为应对十字路口的交通信号灯损坏需要交警现场指挥的情况，可以设置一个交通决策模型，在交通信号灯工作正常但是由于是繁忙路口需要交警辅助执勤的情况下，也可以设置一个交通决策模型。在不同的交通决策模型中，对应的决策过程是不一样的，比如，如果单纯是为了应对十字路口的交通信号灯损坏需要交警现场指挥的情况，仅仅需要根据交通信息参数控制设置于机器人身上的交通信号灯即可。而在辅助执勤的情况下，绿灯时，需要对转弯的车流和直行的人流进行估算和控制，需要采用手势哨声等指挥行为来指挥交通。另外，在判断交通事故时，需要根据交通事故现场的车辆的方位、损坏情况进行判断以及驾驶员的状态(例如，是否酒驾)进行综合判断。

所述机器人学习模块13，根据交通指挥样本对交通决策模型中的交通信息参数和交通指挥指令进行学习和修正，或者自适应地建立新的交通决策模型。

需要说明的是，所述交通指挥样本来自于实际的交警执勤数据，可设计一个包含本发明的所述交通监控模块11以及各种肢体运动传感器和声音传感器的智能交通警服，穿上所述智能交通警服后，交警进行交通指挥时的交通信息参数和交通指挥行为都会被完整的记录和识别。可以在本发明的智能交通机器人投入使用的前期，在交警执勤时穿上所述智能交通警服进行执勤，记录大量的交通信息参数以及指挥行为，形成交通指挥信息大数据。利用大数据的方法，进行深度数据挖掘和建模，建立交通决策模型。随着传感技术以及图像处理技术的进步，可以引进更多可识别的交通信息参数以及指挥行为。随着更多的交通信息参数被引入和更多的交通指挥样本的引入，所述机器人学习模块13可以对所述交通决策模型中的交通信息参数和交通指挥指令进行学习和修正，或者自适应地建立新的交通决策模型。

所述机器人本体14，用于根据交通决策模块12发出的交通指挥指令做出相应的交通指挥行为。

需要说明的是，所述交通指挥行为包括交通指挥手势、交通指挥哨声及口令、信号灯的颜色及闪烁。所述机器人本体14的外形模拟人的形态构造，包括头部、躯干和四肢，所述机器人本体14的上肢完全模仿人类关节进行构建，机器人本体14的肩关节、肘关节、手腕以及手指的运动都是通过马达来驱动。为便于所述机器人本体14的移动方便，可在其脚底设置通过马达来驱动的车轮。所述机器人本体14的前后左右四个方向都设置有交通信号灯。所述机器人本体14上还设置有发声模块，所述发声模块用于发出哨声或者声音口令来对交通进行指挥。所述摄像装置111可安装在所述机器人本体14头部的前后左右四个方向，用于对各方向及路口的交通景象进行实时拍摄。

所述通信模块15，用于联网到交通指挥中心。所述智能交通机器人通过所述通信模块15连接到交通指挥中心，从而可以获取到所述机器人学习模块13所需要的交通指挥样本数据。进一步地，所述通信模块15还用于建立所述交通监控模块11与位于所述交通路况的交通信号灯和埋设于斑马线的地感线圈相连接的数据通道。

所述定位模块16，设置于所述机器人本体14上，用于定位所述机器人本体14的位置，并通过所述通信模块15将其位置传送给交通指挥中心。

在本发明实施例的智能交通机器人的一个应用场景中，所述智能交通机器人经过深度学习后，被派往交通路况执勤，其可通过所述交通监控模块11实时监控交通路口的交通状况获得交通信息参数，并根据所述交通决策模块12内置的决策模型得到交通指挥指令，并做出相应的交通指挥行为。进一步地，所述智能交通机器人将其得到的交通信息参数和做出的交通指挥指令发送给位于交通指挥中心，从而增加所述交通机器人训练和学习的样本。

在本发明实施例的智能交通机器人的另一个应用场景中，当交通指挥中心接到某一道路发送交通事故的报警后，可派出离事故现场最近的闲置的所述智能交通机器人前往进行处理，所述智能机器人通过所述交通监控模块11来获取事故现场的信息，并通过所述交通决策模块12迅速的判断事故责任，可以使得交通事故得到迅速的处理，避免了车主因事故责任认定不清而不肯移动车辆位置导致的交通堵塞，有效的疏导了交通。

需要说明的是，所述交通决策模块11及所述机器人学习模块12可以设置于所述机器人本体14上，此时，需要所述机器人本体14内具有计算能力强大的中央处理器。所述交通决策模块11及所述机器人学习模块12还可以设置于交通指挥系统的云计算中心，通过所述通信模块15来进行学习训练以及交通决策，此时要求所述通信模块15可以建立稳定的搞带宽的数据传输通道。

综上所述，采用本发明的智能交通机器人，可以采用机器人替代交警进行指挥执勤，避免了恶劣天气以及环境对交警身体的影响，实现科技以人为本的理念，另外，本发明的智能交通机器人可以通过深度学习和进化，掌握多种交通指挥能力，可应对各种复杂的交通状况，再者，本发明的智能交通机器人还可以被派往交通事故现场，对交通事故现场进行拍摄以及进行责任划分鉴定，快速的疏导交通。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种功能模块是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

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 (13)

1.一种智能交通机器人，其特征在于，包括：

交通监控模块，用于实时监控交通路口的交通状况，获取交通信息参数；

交通决策模块，用于获取所述交通监控模块获取的交通信息参数，并根据交通决策模型发出交通指挥指令；

机器人学习模块，用于根据交通指挥样本对所述交通决策模型中的交通信息参数和交通指挥指令进行学习和修正，或者自适应地建立新的交通决策模型；

机器人本体，用于根据所述交通决策模块发出的交通指挥指令做出相应的交通指挥行为。

2.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通信息参数包括交通路口的行人数量及分布情况、行走方向及行走速度、交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向、交通信号灯的颜色及持续时长、和红绿灯时车辆及行人通过斑马线的情况。

3.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通指挥行为包括交通指挥手势、交通指挥哨声及口令、信号灯的颜色及闪烁。

4.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，还包括通信模块，用于将智能交通机器人联网到交通指挥中心。

5.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，所述机器人本体的外形模拟人的形态构造，包括头部、躯干和四肢，所述机器人本体的上肢完全模仿人类关节进行构建，所述机器人本体的肩关节、肘关节、手腕以及手指的运动通过马达来驱动。

6.根据权利要求5所述的交通机器人控制系统，其特征在于，所述机器人本体的下肢模仿人类的构造，其脚底设置有车轮，所述车轮通过马达来驱动。

7.根据权利要求5所述的智能交通机器人，其特征在于，所述机器人本体的前后左右四个方向都设置有交通信号灯。

8.根据权利要求5所述的智能交通机器人，其特征在于，所述机器人本体上设置有发声模块，所述发声模块用于发出哨声或者声音口令来对交通进行指挥。

9.根据权利要求5所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的头部的针对前后左右四个方向拍摄的摄像装置。

10.根据权利要求5所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的红外探测仪，用于探测交通路况行人数量及分布情况、行走方向及行走速度。

11.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通监控模块包括设置于所述机器人本体的探测雷达，用于探测交通路口的车辆数量、分布情况、行驶速度及行驶方向。

12.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，所述交通监控模块与设置于交通路口的地感线圈进行通信连接，以获得车辆的通行信息。

13.根据权利要求1所述的智能交通机器人，其特征在于，还包括设置于所述机器人本体内的定位模块，用于对所述机器人本体进行定位。