CN106809338A - 冰面交通安全运行装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冰面交通安全运行装置，包括车体、方向盘、驱动盘、车轮、车座、防倒结构、前端冰刀、后端冰刀和冰层厚度检测仪，所述链盘通过所述链条与所述车轮连接，所述车轮直接与冰面接触，所述前端冰刀为单冰刀结构，所述后端冰刀为双冰刀结构，所述防倒结构环绕所述车体，用于避免所述车体跌倒，所述冰层厚度检测仪用于检测所述车体下方的冰层厚度。通过本发明，能够提高冰上行驶的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及交通领域，尤其涉及一种冰面交通安全运行装置。
背景技术
冰上自行车是人力驱动，节能环保，与以往的传统冰车不一样，不需要学习，只要会骑车体，就能骑冰上自行车。冰上自行车安全、科学、优雅、普及面广、老少皆宜。集娱乐健身于一体，可比速度，也可以做趣味性比赛，原地掉头，漂移等。
然而，由于冰上自行车运动开展时间较短，普适性不高，同时受季节和区域的限制，只能在冬季或严寒地区开展，导致冰上自行车的研发程度不够，现有的冰上自行车设备工艺落后，电子化水平不高，已经远远赶不上人们对冰上自行车的各种娱乐需求。
因此，需要一种新型的冰上自行车设备，能够提高其制造工艺，优化设备结构，同时提高其电子化水平，以在保持稳定性、安全性的同时，给予人们更多乐趣。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种冰面交通安全运行装置，改造现有技术中的冰上自行车，采用图像检测设备和冰层厚度检测仪分别用于检测所述车体下方的最大裂缝宽度和冰层厚度，并基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号，更关键的是，增加了更多的电子辅助设备以提高冰上自行车的安全性和娱乐性。
本发明具有以下几个重要发明点：
(1)基于图像处理的冰层裂缝识别和冰层厚度检测有机结合，自动提供破冰报警信息；(2)通过增重，避免车体不稳；(3)通过电机设备，为滑冰提供辅助动力；(4)增加负荷不足提醒设备，帮助人们增加负荷。
根据本发明的一方面，提供了一种冰面交通安全运行装置，所述车体包括车体、方向盘、驱动盘、车轮、车座、防倒结构、前端冰刀、后端冰刀和冰层厚度检测仪，所述方向盘设置在所述车体前端，所述车轮设置在所述车体后端，所述驱动盘设置在所述车体前端，包括链条、链盘和两个踏板；
所述链盘通过所述链条与所述车轮连接，所述车轮直接与冰面接触，所述前端冰刀为单冰刀结构，设置在所述车体前端，所述后端冰刀为双冰刀结构，设置在所述车体后端，所述防倒结构环绕所述车体，用于避免所述车体跌倒，所述冰层厚度检测仪用于检测所述车体下方的冰层厚度。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中：所述防倒结构为椭圆形不锈钢圈或橡胶圈，高于所述车轮最底端10厘米，位于所述前端冰刀和所述后端冰刀之上。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中：所述两个踏板与所述链盘的主旋转轴连接，用于在人力的操控下，为所述链盘的旋转提供动力，所述链盘旋转后，通过所述链条带动所述车轮在冰面上前进。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中，还包括：座垫，设置在所述车轮的上方；防撞梁，设置在所述座垫后方，用于保护所述座垫上的乘客被后方车体撞击。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中，还包括：
图像检测设备，设置在所述防倒结构上，面向冰层进行拍摄，包括图像采集子设备、预处理子设备、裂缝识别子设备和裂缝测量子设备，所述图像采集子设备用于采集冰层图像，所述预处理子设备与所述图像采集子设备连接，用于对所述冰层图像依次进行边缘增强处理、图像平滑处理和直方图均衡处理以输出均衡图像，所述裂缝识别子设备与所述预处理子设备连接，用于对所述均衡图像依次进行symlets小波滤波处理、5像素×5像素窗口的中值滤波处理以及裂缝目标识别处理以输出裂缝子图像，所述裂缝测量子设备与所述裂缝识别子设备连接，用于基于所述裂缝子图像输出最大裂缝宽度；
MIPS处理器，设置在所述防倒结构上，分别与所述图像检测设备和所述冰层厚度检测仪连接，用于基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号；
重量传感器，设置在所述车体上，用于实时检测所述车体上方人体的重量以作为目标重量输出；
增重提醒设备，设置在所述车体上，包括负荷容器和语音控制芯片，所述语音控制芯片与所述重量传感器连接，用于在所述目标重量小于预设重量阈值时，播放车体负重不足信息，并基于所述目标重量与所述预设重量阈值的差值确定播放内容以提醒工作人员向所述负荷容器中增加的负荷铅块数量，其中，所述差值越大，所述播放内容对应的负荷铅块数量越多；
所述冰层厚度检测仪为红外线传感器，包括红外接收单元、红外发射单元和微控制单元，所述红外发射单元用于向所述车体下方的冰层发射红外光，所述红外接收单元用于接收来自所述车体下方的第一反射红外光和第二反射红外光，所述微控制单元分别与所述红外接收单元和所述红外发射单元连接，用于基于接收到所述第一反射红外光的第一时间、接收到所述第二反射红外光的第二时间以及红外光在冰层内的传播速度确定所述车体下方的冰层厚度；
其中，MIPS处理器基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号包括：将裂缝宽度权重与最大裂缝宽度相乘获取第一乘积，将冰层厚度权重和冰层厚度相乘获取第二乘积，将第一乘积与第二乘积相加以获得破冰权衡值，当破冰权衡值大于等于预设权衡值时，发出破冰报警信号。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中，还包括：SD存储卡，分别与所述增重提醒设备和所述MIPS处理器连接，用于预先存储所述预设重量阈值和所述预设权衡值。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中：替换地，采用超声波传感器替换红外线传感器以实现所述冰层厚度检测仪。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中，还包括：辅助驱动设备，设置在所述车体上，与所述驱动盘连接，包括车速检测子设备和电机子设备，所述车速检测子设备用于实时检测所述车体的当前速度，所述电机子设备与所述车速检测子设备连接，用于在所述当前速度小于预设速度阈值时，为所述驱动盘提供辅助动力。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中：所述SD存储卡还与所述电机子设备连接，用于预先存储所述预设速度阈值。
更具体地，在所述冰面交通安全运行装置中：所述图像采集子设备包括UV滤光片、黄滤光片、透镜组合、CMOS图像传感器和摄像支架。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的冰面交通安全运行装置的结构示意图。
附图标记：1车体；2方向盘；3驱动盘；4车轮；5车座；6前端冰刀
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的冰面交通安全运行装置的实施方案进行详细说明。
近年来，冰上自行车在北方各个国家的冬季逐渐流行开来，其集趣味性、娱乐性、健身性于一体。每年冬天，冰上自行车都会成为冰上娱乐的热门，游玩的人们趋之若鹜。价格也是不菲。冰上自行车是人力驱动，节能环保，与以往的传统冰车不一样，不需要学习，只要会骑车体，就能骑冰上自行车。冰上自行车安全、科学、优雅、普及面广、老少皆宜。集娱乐健身于一体，可比速度，也可以做趣味性比赛，原地掉头，漂移等。
然而，当前的冰上自行车结构较为落后，其安全性能和驾驶性能无法满足人们的需求。为了克服上述不足，本发明搭建了一种冰面交通安全运行装置，解决了上述技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的冰面交通安全运行装置的结构方框图，所述车体包括车体、方向盘、驱动盘、车轮、车座、防倒结构(未示出)、前端冰刀、后端冰刀(未示出)和冰层厚度检测仪(未示出)，所述方向盘设置在所述车体前端，所述车轮设置在所述车体后端，所述驱动盘设置在所述车体前端，包括链条、链盘和两个踏板；
所述链盘通过所述链条与所述车轮连接，所述车轮直接与冰面接触，所述前端冰刀为单冰刀结构，设置在所述车体前端，所述后端冰刀为双冰刀结构，设置在所述车体后端，所述防倒结构环绕所述车体，用于避免所述车体跌倒，所述冰层厚度检测仪用于检测所述车体下方的冰层厚度。
接着，继续对本发明的冰面交通安全运行装置的具体结构进行进一步的说明。
所述车体中：所述防倒结构为椭圆形不锈钢圈或橡胶圈，高于所述车轮最底端10厘米，位于所述前端冰刀和所述后端冰刀之上。
所述车体中：所述两个踏板与所述链盘的主旋转轴连接，用于在人力的操控下，为所述链盘的旋转提供动力，所述链盘旋转后，通过所述链条带动所述车轮在冰面上前进。
所述车体中，还包括：座垫，设置在所述车轮的上方；防撞梁，设置在所述座垫后方，用于保护所述座垫上的乘客被后方车体撞击。
所述车体中，还包括：
图像检测设备，设置在所述防倒结构上，面向冰层进行拍摄，包括图像采集子设备、预处理子设备、裂缝识别子设备和裂缝测量子设备，所述图像采集子设备用于采集冰层图像，所述预处理子设备与所述图像采集子设备连接，用于对所述冰层图像依次进行边缘增强处理、图像平滑处理和直方图均衡处理以输出均衡图像，所述裂缝识别子设备与所述预处理子设备连接，用于对所述均衡图像依次进行symlets小波滤波处理、5像素×5像素窗口的中值滤波处理以及裂缝目标识别处理以输出裂缝子图像，所述裂缝测量子设备与所述裂缝识别子设备连接，用于基于所述裂缝子图像输出最大裂缝宽度；
MIPS处理器，设置在所述防倒结构上，分别与所述图像检测设备和所述冰层厚度检测仪连接，用于基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号；
重量传感器，设置在所述车体上，用于实时检测所述车体上方人体的重量以作为目标重量输出；
增重提醒设备，设置在所述车体上，包括负荷容器和语音控制芯片，所述语音控制芯片与所述重量传感器连接，用于在所述目标重量小于预设重量阈值时，播放车体负重不足信息，并基于所述目标重量与所述预设重量阈值的差值确定播放内容以提醒工作人员向所述负荷容器中增加的负荷铅块数量，其中，所述差值越大，所述播放内容对应的负荷铅块数量越多；
所述冰层厚度检测仪为红外线传感器，包括红外接收单元、红外发射单元和微控制单元，所述红外发射单元用于向所述车体下方的冰层发射红外光，所述红外接收单元用于接收来自所述车体下方的第一反射红外光和第二反射红外光，所述微控制单元分别与所述红外接收单元和所述红外发射单元连接，用于基于接收到所述第一反射红外光的第一时间、接收到所述第二反射红外光的第二时间以及红外光在冰层内的传播速度确定所述车体下方的冰层厚度；
其中，MIPS处理器基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号包括：将裂缝宽度权重与最大裂缝宽度相乘获取第一乘积，将冰层厚度权重和冰层厚度相乘获取第二乘积，将第一乘积与第二乘积相加以获得破冰权衡值，当破冰权衡值大于等于预设权衡值时，发出破冰报警信号。
所述车体中，还包括：SD存储卡，分别与所述增重提醒设备和所述MIPS处理器连接，用于预先存储所述预设重量阈值和所述预设权衡值。
所述车体中：替换地，采用超声波传感器替换红外线传感器以实现所述冰层厚度检测仪。
所述车体中，还包括：辅助驱动设备，设置在所述车体上，与所述驱动盘连接，包括车速检测子设备和电机子设备，所述车速检测子设备用于实时检测所述车体的当前速度，所述电机子设备与所述车速检测子设备连接，用于在所述当前速度小于预设速度阈值时，为所述驱动盘提供辅助动力。
所述车体中：所述SD存储卡还与所述电机子设备连接，用于预先存储所述预设速度阈值。
所述车体中：所述图像采集子设备包括UV滤光片、黄滤光片、透镜组合、CMOS图像传感器和摄像支架。
另外，在所述车体中，所述裂缝识别子设备还可以采用递归滤波处理、3像素×3像素窗口的中值滤波处理分别替换symlets小波滤波处理、5像素×5像素窗口的中值滤波处理，以对所述均衡图像进行滤波，获得滤波图像，并对滤波图像进行裂缝目标识别处理以输出裂缝子图像。
采用本发明的冰面交通安全运行装置，针对现有技术中冰上自行车安全性能不高的技术问题，首先，引用基于图像处理的冰层裂缝识别和冰层厚度检测有机结合的机制，确定是否发出破冰报警信息，避免出现陷入冰层的事故发生，其次，引入各种电子辅助设备保证冰上自行车行驶的稳定性和可控性，从而为参与娱乐的人们提供全新的使用体验。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种冰面交通安全运行装置，包括车体、方向盘、驱动盘、车轮、车座、防倒结构、前端冰刀、后端冰刀和冰层厚度检测仪，所述方向盘设置在所述车体前端，所述车轮设置在所述车体后端，所述驱动盘设置在所述车体前端，包括链条、链盘和两个踏板，所述链盘通过所述链条与所述车轮连接，所述车轮直接与冰面接触，所述前端冰刀为单冰刀结构，设置在所述车体前端，所述后端冰刀为双冰刀结构，设置在所述车体后端，所述防倒结构环绕所述车体，用于避免所述车体跌倒，所述冰层厚度检测仪用于检测所述车体下方的冰层厚度。
2.如权利要求1所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于：
所述防倒结构为椭圆形不锈钢圈或橡胶圈，高于所述车轮最底端10厘米，位于所述前端冰刀和所述后端冰刀之上。
3.如权利要求2所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于：
所述两个踏板与所述链盘的主旋转轴连接，用于在人力的操控下，为所述链盘的旋转提供动力，所述链盘旋转后，通过所述链条带动所述车轮在冰面上前进。
4.如权利要求3所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于，还包括：
座垫，设置在所述车轮的上方；
防撞梁，设置在所述座垫后方，用于保护所述座垫上的乘客被后方车体撞击。
5.如权利要求4所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于，还包括：
图像检测设备，设置在所述防倒结构上，面向冰层进行拍摄，包括图像采集子设备、预处理子设备、裂缝识别子设备和裂缝测量子设备，所述图像采集子设备用于采集冰层图像，所述预处理子设备与所述图像采集子设备连接，用于对所述冰层图像依次进行边缘增强处理、图像平滑处理和直方图均衡处理以输出均衡图像，所述裂缝识别子设备与所述预处理子设备连接，用于对所述均衡图像依次进行symlets小波滤波处理、5像素×5像素窗口的中值滤波处理以及裂缝目标识别处理以输出裂缝子图像，所述裂缝测量子设备与所述裂缝识别子设备连接，用于基于所述裂缝子图像输出最大裂缝宽度；
MIPS处理器，设置在所述防倒结构上，分别与所述图像检测设备和所述冰层厚度检测仪连接，用于基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号；
重量传感器，设置在所述车体上，用于实时检测所述车体上方人体的重量以作为目标重量输出；
增重提醒设备，设置在所述车体上，包括负荷容器和语音控制芯片，所述语音控制芯片与所述重量传感器连接，用于在所述目标重量小于预设重量阈值时，播放车体负重不足信息，并基于所述目标重量与所述预设重量阈值的差值确定播放内容以提醒工作人员向所述负荷容器中增加的负荷铅块数量，其中，所述差值越大，所述播放内容对应的负荷铅块数量越多；
所述冰层厚度检测仪为红外线传感器，包括红外接收单元、红外发射单元和微控制单元，所述红外发射单元用于向所述车体下方的冰层发射红外光，所述红外接收单元用于接收来自所述车体下方的第一反射红外光和第二反射红外光，所述微控制单元分别与所述红外接收单元和所述红外发射单元连接，用于基于接收到所述第一反射红外光的第一时间、接收到所述第二反射红外光的第二时间以及红外光在冰层内的传播速度确定所述车体下方的冰层厚度；
其中，MIPS处理器基于裂缝宽度权重、冰层厚度权重、最大裂缝宽度和冰层厚度确定是否发出破冰报警信号包括：将裂缝宽度权重与最大裂缝宽度相乘获取第一乘积，将冰层厚度权重和冰层厚度相乘获取第二乘积，将第一乘积与第二乘积相加以获得破冰权衡值，当破冰权衡值大于等于预设权衡值时，发出破冰报警信号。
6.如权利要求5所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于，还包括：
SD存储卡，分别与所述增重提醒设备和所述MIPS处理器连接，用于预先存储所述预设重量阈值和所述预设权衡值。
7.如权利要求6所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于：
替换地，采用超声波传感器替换红外线传感器以实现所述冰层厚度检测仪。
8.如权利要求7所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于，还包括：
辅助驱动设备，设置在所述车体上，与所述驱动盘连接，包括车速检测子设备和电机子设备，所述车速检测子设备用于实时检测所述车体的当前速度，所述电机子设备与所述车速检测子设备连接，用于在所述当前速度小于预设速度阈值时，为所述驱动盘提供辅助动力。
9.如权利要求8所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于：
所述SD存储卡还与所述电机子设备连接，用于预先存储所述预设速度阈值。
10.如权利要求5-9任一所述的冰面交通安全运行装置，其特征在于：
所述图像采集子设备包括UV滤光片、黄滤光片、透镜组合、CMOS图像传感器和摄像支架。
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