CN106498835B - 道路交通标线自动划线车 - Google Patents
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Abstract
本发明道路交通标线自动划线车，属于道路安全领域，该划线车上安装有自动划线装置，所述自动划线装置包括人机交互单元、工控机、车体定位单元、步进电机、执行机构及线宽调节单元，工控机的输入端分别与人机交互单元及车体定位单元连接，工控机的输出端分别与步进电机驱动器、喷涂开关触发器连接；步进电机的数量为两个，分别安装在划线车的两个驱动轮上，步进电机与步进电机驱动器连接；执行机构固定在划线车底盘上，并与喷涂开关触发器连接；与现有技术相比，本发明提供了一种道路交通标线自动划线车，实现了划线车自动划线功能，从而达到节省人力的目的。
Description
技术领域
本发明属于道路安全领域，特别是涉及一种道路交通标线自动划线车。
背景技术
目前国内外交通标线划线车按作业方式主要分为手推式和车载式两种类型。它们的基本原理普遍是通过内燃机或者汽车发动机直接或间接驱动涂料泵进行喷涂。因此，现有的划线车存在的问题如下：
1、划线车的运动姿态完全由人力控制，操作人员工作强度高；
2、喷枪的开关需要时刻有操作人员控制，操作人员紧张程度高，工作负担大。
然而，在现有的技术专利及文献中，并没有针对这一问题的解决方案。
因此，有必要提供新的技术方案以克服现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的道路划线车划线时需要操作人员用手推动或者驾驶划线车沿着标线的轨迹前进并进行绘制，并且喷涂的开关需要人力去实时控制，操作人员紧张程度高，工作负担大等问题，本发明提供一种道路交通标线自动划线车，实现了划线车自动划线功能，从而达到节省人力的目的。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种道路交通标线自动划线车，其特征是：该划线车上安装有自动划线装置，所述自动划线装置包括人机交互单元、工控机、车体定位单元、步进电机、执行机构及线宽调节单元，
其中人机交互单元通过数据传输线与工控机连接，人机交互单元包括显示屏和按键，且显示屏和按键并排安装在电路板上，所述电路板固定在划线车的底板支架上；
其中工控机安装在划线车上，工控机的输入端分别与人机交互单元及车体定位单元连接，工控机的输出端分别与步进电机驱动器、喷涂开关触发器连接；
其中车体定位单元包括GPS导航定位系统、GIS地理信息系统及电子罗盘；
其中步进电机的数量为两个，分别安装在划线车的两个驱动轮上，步进电机与步进电机驱动器连接；
其中执行机构固定在划线车底盘上，并与喷涂开关触发器连接，执行机构包括电动推杆、横杆、连接件、纵杆及喷罐，所述横杆的一端下方设置有电动推杆，横杆的另一端下方设置有喷罐；所述纵杆固定在划线车底盘上，纵杆的上部通过连接件与横杆中部转动连接；
其中线宽调节单元位于喷罐的正下方，线宽调节单元包括滑槽、定位孔、横向线宽调节钢板及纵向线宽调节钢板，所述滑槽安装在划线车车底板上；所述定位孔设置在划线车车底板上，且对称的布置在滑槽两侧；所述横向线宽调节钢板与纵向线宽调节钢板呈垂直布置，并固定在一起，横向线宽调节钢板与纵向线宽调节钢板的连接处嵌套在滑槽内；所述横向线宽调节钢板上设置有定位柱。
进一步，所述自动划线装置还包括障碍提示单元，所述障碍提示单元包括超声波测距模块和蜂鸣器，所述超声波测距模块包括超声波发射器、超声波接收器及控制电路，所述超声波发射器设置在划线车车头处；所述超声波接收器通过控制电路与工控机连接；所述蜂鸣器与工控机连接。
进一步，所述线宽调节单元数量为两组。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明一种道路交通标线自动划线车，该划线车的自动划线装置主要由人机交互单元、工控机、车体定位单元、步进电机、执行机构及线宽调节单元组成；工控机的输入端分别与人机交互单元及车体定位单元连接，工控机的输出端分别与步进电机驱动器、喷涂开关触发器连接；工控机在接收到人机交互单元和车体定位单元传递来的信息后，先判断划线车车体坐标是否与划线基点坐标一致，如果不一致，需采用GIS地理信息系统中的地图数据匹配技术，通过地图匹配电路先行控制划线车行驶到指定的基点坐标处，并调整划线车自身方位使之符合设定的基点方位，然后再开始绘制工作；如果坐标和方位一致，则将指令直接发布给步进电机驱动器和喷涂开关触发器进行绘制工作。本发明提出了一种道路交通标线自动划线车，通过程序控制替代人力划线工作，实现了划线车自动划线功能，从而达到节省人力的目的，可大大减轻操作人员的工作强度。
附图说明
图1为本发明道路交通标线自动划线车结构框图。
图2为本发明道路交通标线自动划线车结构示意图。
图3为本发明道路交通标线自动划线车中执行机构的结构示意图。
图4为本发明道路交通标线自动划线车中线宽调节单元与车底板装配示意图。
图5为本发明道路交通标线自动划线车中线宽调节单元结构示意图。
图6为本发明道路交通标线自动划线车中线宽调节单元仰视图。
图7为本发明道路交通标线自动划线车中线宽调节单元钢板组件左视图。
图8为本发明道路交通标线自动划线车中线宽调节单元钢板组件前视图。
图9为本发明道路交通标线自动划线车工作原理流程示意图。
图10为本发明道路交通标线自动划线车中障碍检测单元工作过程的流程图。
图11为本发明道路交通标线自动划线车行驶过程中其前方路面为水平路面的测距示意图。
图12为本发明道路交通标线自动划线车行驶过程中其前方路面为凸出路面测距示意图。
图13为本发明道路交通标线自动划线车行驶过程中其前方路面为凹陷路面测距示意图。
图中：1-人机交互单元、2-工控机、3-车体定位单元、4-步进电机、5-执行机构、501-电动推杆、502-横杆、503-连接件、504-纵杆、505-喷罐、6-线宽调节单元、601-滑槽、602-定位孔、603-横向线宽调节钢板、604-纵向线宽调节钢板、7-障碍提示单元、8-目标划线车。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明涉及一种道路交通标线自动划线车，参阅图1～图12，该目标划线车8上安装有自动划线装置，所述自动划线装置包括人机交互单元1、工控机2、车体定位单元3、步进电机4、执行机构5及线宽调节单元6，
人机交互单元1包括显示屏和按键，显示屏和按键并排安装在电路板上，电路板固定在目标划线车8的底板支架上；人机交互单元1通过数据传输线与工控机2相连，显示屏显示预绘制的标线信息以及目标划线车8的坐标信息，操作人员通过键盘按键选择所要绘制的标线并输入划线开始的基点坐标和方位，以上的设置信息便以电信号的方式传递给工控机2，其中划线的基点坐标和基点方位由道路施工时用GPS导航定位系统和电子罗盘预先测定所得。
工控机2为系统的信息处理和控制单元，也是系统的头脑部件，它安装在目标划线车8上，采用嵌入式系统进行开发，用于完成系统中信息的识别、数据处理及向其他模块发出指令。工控机2中预设有标线图案的控制程序，工控机2在接收到人机交互单元1和车体定位单元3传递来的信息后，先判断目标划线车8车体坐标是否与划线基点坐标一致，如果不一致，需采用GIS地理信息系统中的地图数据匹配技术，通过地图匹配电路先行控制目标划线车8行驶到指定的基点坐标处，并调整目标划线车8自身方位使之符合设定的基点方位，然后再开始绘制工作；如果坐标和方位一致，则将指令直接发布给步进电机驱动器和喷涂开关触发器进行绘制工作。地图匹配电路是通过工控机2微处理单元的整理程序进行处理，得到目标划线车8在GIS地理信息系统电子地图上的正确位置，并经过路径规划算法指示出正确行驶路线。
车体定位单元3包括GPS导航定位系统、GIS地理信息系统及电子罗盘，实时反映目标划线车8车体的坐标和方位信息，实现目标划线车8的自主导航定位功能。GPS导航定位系统为目标划线车8提供车体的坐标位置信息，信息获取后通过接口传送给工控机2。电子罗盘用于判断目标划线车8车体的方位，并将车体方位信息传送给工控机2。GIS地理信息系统用于处理目标划线车8车体空间数据和属性数据，匹配GPS导航定位系统提供的车体坐标与设定的基点坐标和基点方位是否一致。
步进电机4安装在目标划线车8的两个驱动轮上，通过差速法实现转弯，接收到工控机2的电信号后会精确转动以保证实现目标划线车8距离和角度的精确运动。
执行机构5固定在目标划线车8底盘上，并与喷涂开关触发器连接，执行机构5包括电动推杆501、横杆502、连接件503、纵杆504及喷罐505，所述横杆502的一端下方设置有电动推杆501，横杆502的另一端下方设置有喷罐505；所述纵杆504固定在目标划线车8底盘上，纵杆504的上部通过连接件503与横杆502中部转动连接；执行机构5在接收到电信号后电动推杆501推动杠杆机构的横杆502的右端，以连接件503处为支点，压迫喷灌505的开关实现喷漆。
线宽调节单元6位于喷罐505的正下方，线宽调节单元6数量为两个，线宽调节单元6包括滑槽601、定位孔602、横向线宽调节钢板603及纵向线宽调节钢板604，所述滑槽601安装在目标划线车8车底板上；所述定位孔602设置在目标划线车8车底板上，且对称的布置在滑槽601两侧；
所述横向线宽调节钢板603与纵向线宽调节钢板604呈垂直布置，并固定在一起组成钢板组件，横向线宽调节钢板603与纵向线宽调节钢板604的连接处嵌套在滑槽601内；所述横向线宽调节钢板603上设置有定位柱。定位孔602根据现行标准线宽设置两孔之间间距，钢板组件可以在滑槽601内一维滑动，确定好标线宽度后，将横向线宽调节钢板603上的四个定位柱插入定位孔602中来固定钢板组件。操作人员在划线前通过调节两个钢板组件限制喷罐505喷射的区域以实现标线线宽的调整。
参见图9为本发明道路交通标线自动目标划线车8障碍检测单元工作过程的流程图，所述自动划线装置还包括障碍提示单元7，障碍提示单元7包括超声波测距模块和蜂鸣器。由目标划线车8车头处的超声波发射器发射超声波，经地面反射后由超声波接收器接收并经控制电路放大整流滤波后将信号传输到工控机2，工控机2通过算法运算得出实际距离。当目标划线车8在路面上行驶时，其前方路面可能为以下三种路况：水平路面、凸出路面(伫立障碍物)和凹陷路面，以上三种路面实际在目标划线车8测距过程中效果图，参见图10～图12，图10为水平路面情况，图11为凸出路面情况，图12为凹陷路面情况，当目标划线车8在平直路面上行驶时，测的间距为S；当目标划线车8在凹凸路面上行驶时测得的间距为S′。由于存在测量误差及小障碍对目标划线车8行驶无影响等因素条件，因此设定范围，S∈[S1,S2]，其中S1为理论上平直路面障碍提示单元7与路面的最小间距，S2为理论上平直路面障碍提示单元7与路面的最大间距，当S∈[S1,S2]时认为前方为平直路面，可以通行。若测得间距超出该范围，则认为前方存在较大障碍，应该使步进电机4停转或反转。当间距在一定合理范围时，认为前方没有障碍物，可以良好划线；当间距超出合理范围时，认为前方路况不良，影响或无法划线，停转步进电机4并向操作人员发出警报，等待人工指令。
工作开始先通过电脑软件编译出相关交通标线的程序代码，再通过串口部分将其传输给目标划线车8的工控机2处，工控机2则将相应的程序转化为对应的图形名称呈现在显示屏上，然后经过人为的选择所需线型，并将所选信息传送到工控机2，工控机2通过内置程序预判所处坐标是否与理论设置的基点坐标一致，若不一致，自动控制目标划线车8行驶至设置坐标处，并调整目标划线车8车体以符合设置的方位，若坐标和方位都一致，则开始画图。工控机2将指令发布给步进电机驱动器和执行机构5。步进电机4安装在目标划线车8的两个驱动轮上，通过差速法实现转弯，接收到工控机2的电信号后会精确转动以保证目标划线车8车子距离和角度的精确实现,目标划线车8沿图案的线型行驶。执行机构5在收到工控机2的电信号后，电动推杆501向上运动推动横杆502一端，横杆502另一端下压喷灌505从而喷出油漆。障碍提示单元7在划线的过程中实时检测前方道路是否适合目标划线车8行驶并划线，如果路况不适宜，则让目标划线车8停下并发出警报，提示操作人员来进行处理。
Claims (3)
1.一种道路交通标线自动划线车，其特征是：该划线车上安装有自动划线装置，所述自动划线装置包括人机交互单元(1)、工控机(2)、车体定位单元(3)、步进电机(4)、执行机构(5)及线宽调节单元(6)，
其中人机交互单元(1)通过数据传输线与工控机(2)连接，人机交互单元(1)包括显示屏和按键，且显示屏和按键并排安装在电路板上，所述电路板固定在划线车的底板支架上；
其中工控机(2)安装在划线车上，工控机(2)的输入端分别与人机交互单元(1)及车体定位单元(3)连接，工控机(2)的输出端分别与步进电机驱动器、喷涂开关触发器连接；
其中车体定位单元(3)包括GPS导航定位系统、GIS地理信息系统及电子罗盘；
其中步进电机(4)的数量为两个，分别安装在划线车的两个驱动轮上，步进电机(4)与步进电机驱动器连接；
其中执行机构(5)固定在划线车底盘上，并与喷涂开关触发器连接，执行机构(5)包括电动推杆(501)、横杆(502)、连接件(503)、纵杆(504)及喷罐(505)，所述横杆(502)的一端下方设置有电动推杆(501)，横杆(502)的另一端下方设置有喷罐(505)；所述纵杆(504)固定在划线车底盘上，纵杆(504)的上部通过连接件(503)与横杆(502)中部转动连接；
其中线宽调节单元(6)位于喷罐(505)的正下方，线宽调节单元(6)包括滑槽(601)、定位孔(602)、横向线宽调节钢板(603)及纵向线宽调节钢板(604)，所述滑槽(601)安装在划线车车底板上；所述定位孔(602)设置在划线车车底板上，且对称的布置在滑槽(601)两侧；所述横向线宽调节钢板(603)与纵向线宽调节钢板(604)呈垂直布置，并固定在一起，横向线宽调节钢板(603)与纵向线宽调节钢板(604)的连接处嵌套在滑槽(601)内；所述横向线宽调节钢板(603)上设置有定位柱。
2.根据权利要求1所述的道路交通标线自动划线车，其特征是：所述自动划线装置还包括障碍提示单元(7)，所述障碍提示单元(7)包括超声波测距模块和蜂鸣器，所述超声波测距模块包括超声波发射器、超声波接收器及控制电路，所述超声波发射器设置在划线车车头处；所述超声波接收器通过控制电路与工控机(2)连接；所述蜂鸣器与工控机(2)连接。
3.根据权利要求1所述的道路交通标线自动划线车，其特征是：所述线宽调节单元(6)数量为两组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180424 Termination date: 20191222 |