CN108806261A - 一种智慧式交通执勤机器人及其商业模式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的智慧式交通执勤机器人有车底盘和车身，车底盘上设有用于无人驾驶的自动行驶系统，还包括中央控制器、通讯模块、升降红绿灯装置、交通违章移动抓拍设备、移动测速装置、自动灭火装置、小型打印机及将打印发单自动贴到对应车辆上的智能机械臂；本发明代替交警在交通路段进行交通指挥，解放了人力，也可在交通繁忙但没有设置交通灯的路段启用自身的红绿灯装置作为应急临时交通灯指挥交通；本发明的智慧式交通执勤机器人使用无人驾驶的自动行驶系统，可通过交通指挥控制中心远程指挥，自动行驶至需要的交通路段执行交通执勤工作，便于及时行驶至交通事故现场进行交通执勤和事故现场拍照或视频录像以便留下证据，便于事故问责。
Description
技术领域
本发明属于交通执勤设备技术领域，特指一种智慧式交通执勤机器人及其商业模式。
背景技术
随着科技的进步，机器代替人完成工作劳动成为发展的必然趋势。例如劳动强度大、劳动时间长、劳动条件恶劣的工作或有害环境下的工作，都需要用机器人来代替人完成劳动任务。目前在城市里，主要是依靠交通信号灯进行交通指挥，对于繁忙的路口，还需要交通警察进行指挥。作为露天工作的交通指挥员，不仅需要较长时间的保持站立姿势，而且在十字路口每时每刻呼吸充满尘埃、尾气的空气，对于身心健康十分不利。此外对于交通繁忙的路段，若无交通指示灯，无法有效指挥交通，容易造成交通长时间瘫痪。而且若某一路段突发交通事故，交警若不能及时赶到，就无法及时有效的疏解交通和保留证据，不利于对肇事方问责。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能无人驾驶、自动行走的智慧式交通执勤机器人。
本发明的目的是这样实现的：智慧式交通执勤机器人至少包括有车底盘和车身，车底盘上设置有用于无人驾驶的自动行驶系统，还包括中央控制器、通讯模块、升降红绿灯装置、交通违章移动抓拍设备、移动测速装置、小型打印机及将打印发单自动贴到对应车辆上的智能机械臂；
中央控制器作为控制枢纽，用于对交通执勤机器人进行信息整合和调控；
通讯模块是基于互联网系统实现中央控制器与远程终端的无线信息交互；
升降红绿灯装置连通中央控制器，通过中央控制器控制所述移动式红绿灯装置进行交通指示；
交通违章移动抓拍设备连通所述中央控制器，通过中央控制器控制交通违章移动抓拍设备进行违章车辆现场图像抓拍、车牌抓拍，并通过通讯模块进行远程传输至交通指挥中心；
移动测速装置连通中央控制器，通过中央控制器控制移动测速装置进行高速测速，并触动图像抓拍、视频录像及远程传输系统对超速车辆抓拍及信息上传；
小型打印机和智能机械臂连通中央控制器，通过中央控制器控制小型打印机打印违章发单，并控制智能机械臂把罚单贴于相应车辆上；违章罚单的打印和粘贴与所述交通违章移动抓拍设备的违章抓拍同步使用，将车辆的违章信息照片和罚单同步储存到后台上。
进一步的，还包括语音、视频对讲系统、紧急报警模块和紧急救援包；
语音、视频对讲系统连通中央控制器，并通过通讯模块与交通指挥中心进行远程语音或视频对话，用于对交通安全事故进行现场远程事故定责和作出损坏评估，或进行远程交通指挥；
紧急报警模块连通中央控制器，并通过通讯模块与各地交通指挥中心联网，以使触动紧急报警模块即能进行就近报警，并在现场发出声光报警和语音提示；
紧急救援包至少包括小型破拆设备、灭火器、灭火毯、防毒面具、纱布绷带和止血药剂；
智能机械臂设置伸缩式或折叠式摇杆，通过中心控制器控制摇杆的伸展或收缩，作为简单临时路障使用，或在部分拥堵路段直接作为临时交通指挥设备使用。
进一步的，升降红绿灯装置设置于车身顶部，并设置为可伸缩或可折叠结构；交通违章移动抓拍设备采用高速HD摄像头，并至少设置为位于车身前端和后端的两组，高速HD摄像头具有夜视功能，并配备至少1TB超大储存设备，采用本地循环录制的方式进行储存；通讯模块采用5G组网通讯方式实时连接到各地交通指挥中心；紧急报警模块包括设置于车身上的报警器，报警器包括控制电路、语音电路及发光电路，报警器上电后，主控制器自动读取由数码盘设定的语音地址，当主控制器接收到打点或接点或架空线或红外线探头的输入的信号后，自动控制语音电路发出报警声音，同时控制发光电路发出闪烁的红色信号。
进一步的，自动行驶系统包括驱动模块、路径导航模块、避障模块和通讯模块和数据处理模块，驱动模块用于控制车辆的行驶速度和方向，路径导航模块用于根据出发点和目的地自动计算路径；避障模块用于在规划好的路径上根据道路的情况规避障碍物和交通信号；通讯模块用于与云计算系统、发货终端和收货终端互通消息并反馈数据；数据处理模块用于计算路径导航模块、避障模块和通讯模块传递回来的数据并作出结论并通过驱动模块控制车辆行驶。
进一步的，还包括电池电量管理模块，电池电量管理模块包括有电池组、充电模块、充放电芯片和电量检测芯片，充电模块包括有用于给电池组充电的太阳能充电模块和通过发电机实现的有线充电模块，电量检测芯片包括有CPU、电压监测单元、电流监测单元、电池状态检测单元和总线通讯单元，太阳能充电模块包括可伸缩的太阳能充电板，太阳能充电板设置在车身周测及上端面。
进一步的，避障模块包括有交通标示识别模块，交通标示识别模块包括有视频识别装置用于拍摄车辆前方道路画面，分辨前方是否存在交通信号灯和交通标识线，并识别交通信号灯的状态，同时根据视频画面中交通标识线的像素值计算车辆距离交通标识线的实时空间距离，并将两者之间连续缩短的空间距离值发送至数据处理模块；
视频识别装置包括视频获取模块和视频识别模块，视频获取模块用于拍摄车辆的前方道路画面，视频识别模块用于对获取的画面进行分析计算；视频识别模块包括红绿灯识别模块和交通标识线识别模块，红绿灯识别模块用于对获取的画面中的交通信号灯状态；交通标识线识别模块用于对获取的画面中的交通标识线距离车辆的空间距离进行分析计算。
进一步的，数据处理模块还连接驱动模块，驱动模块包括有ECU，数据处理模块通过ECU对车辆进行控制；数据处理模块还连接云计算系统，数据处理模块可将车辆行驶状态发送至云计算系统，云计算系统可向数据处理模块反馈命令指令，通过数据处理模块连接ECU对车辆进行控制。
进一步的，避障模块包括有障碍物识别模块，障碍物识别模块包括用于探测障碍物距离的探测装置，用于存储探测路障物方位距离性质的路障信息存储装置，用于存储避障运算编码的避障运算编码存储装置，用于将存储探测路障信息存储装置与存储在避障运算编码存储装置中进行比较，替代控制信号输入装置指令车辆避障运动的比较器；探测装置为设置在该电动车车体周延的至少一个发射单元和接收单元；发射单元包括超声波发射元件和触发电路，接元包括超声波接收元件和前端放大电路。
进一步的，路径导航模块包括有存储器、输入输出口和处理器；处理器包括：导航信息获取模块，用于获取导航图案信息并规划出非机动车道的行驶路径；自动导航控制模块，用于根据导航信息获取模块所获取的导航图案信息来控制车辆行驶参数。
进一步的，驱动模块上设置有至少两个分别设于车底盘两侧的驱动轮和数量与驱动轮数量相同且分别与各驱动轮传动连接的驱动电机；驱动电机一侧还连接有控制信号接受装置和控制信号输入装置；车底盘上还设置有电池组，车身的上端还设置有光能发电模块或风能发电模块，光能发电模块或风能发电模块连接有电池组用于为其充电。
进一步的，所述智慧式高速公路巡检机器人还包括有自动灭火装置，自动灭火装置用于事故现场发生火灾时，机器人将自动启动灭火装置进行灭火；所述自动灭火装置至少包括由感应探测器以及视频分析火灾的装置；感应探测器用于感应火焰、温度、烟雾信息。
一种商业模式，所述智慧式高速公路巡检机器人可以被交通部门的警务系统采购使用或租赁使用，平台通过收取租金或购买金获利；部分数据还能与保险公司共享，帮助保险公司记录和上传现场的保险定责信息，减少保险公司的人员和车辆成本；还可通过收取维护费、维修费、管理费、升级费、指导使用费获取盈利。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
1.解放了人力，给在城市道路上的行驶的车辆以无形中的压力，使其自我约束准守交通规则，减少事故发生率；
2.一旦发生交通事故，智慧式交通执勤机器人可尽快赶到，在必要的时候可以在获得交通指挥中心许可的前提下，在现场展开自带的红绿灯指示牌，起到临时交通自动指挥的功能，快速处理和疏通道路；
3.红绿灯路口分流不合理的情况下，所述交通执勤机器人在获得交通指挥中心的道路执勤指令时，所述机器人自动到达指定位置，操作该路口红绿灯控制器，根据交通指挥中心的数据及指令，配合此时东西南北四个方向的整体车流情况，进行整体的分流和智能化的控制分流，比如南北车流较大，东西车流较少时，控制南北方向的红灯时间缩短，绿灯时间延长，东西的红绿灯时间都进延长。
4.对交通事故现场进行拍照或视频拍摄保留证据，也可根据需要上传至交通指挥中心，还可连通与交通指挥中心进行远程语音或视频对话，用于对交通事故进行事故问责、损坏评估和保险评估，减少争议、扯皮的现象，高效快速的处理交通事故，有助于快速恢复事故发生路段的正常使用；
5.通过智慧式交通执勤机器人的共享系统，若发生交通事故，事故现场人员可通过手机APP可进行远程申请智慧式交通执勤机器人进行救援。智慧式交通执勤机器人配备紧急报警模块及紧急救援包，用于紧急救援，挽救生命；
6.通过后台数据叠加服务，可以实现智慧式交通执勤机器人在事故现场直接判定事故双方的责任，判定方式为：现场的事故现场照片或者视频，与数据库里的事故判定办法进行对比，实现责任的自动判断，并向用户手机直接发送事故责任判定书，节省事故人的时间，提升处理效率。大量的减少交警处理道路事故的出勤量，处理更加快捷和公正。
7.在一些道路交通安全事故中，会存在有人员被困的情况，视频对讲系统可以有效的帮助被困人员进行自救逃生，无法自救的可以进行现场的交流和辅导，增强被困人员的求生欲望等待专业救援人员进行援救。
8.所述的交通执勤车辆还能与110交通指挥中心进行远程的视频连接，远程即可获得现场的详细情况，帮助救援人员和交通部门在安排人员的过程中充分的了解到现场的实际情况。
9.在处理道路交通安全事故时，能够自动探测现场是否存在火灾，探测手段诸如火焰、温度、烟雾等探测器或分析图像，通过数据处理模块确定现场是否有火灾发生，如事故现场发生火灾，机器人将自动启动灭火装置对着火点进行灭火。
10.本发明可以实现自动化的高速电子交通警察巡逻，直接代替交通警察使用，既能减少交警处理一些事故时面临的安全威胁，又能减少交警的数量实现远程和智能自动化的处理。
11、所述机器人可以实现自动化的行走和路径规划，避障行走时的一切障碍物，包括人或者是在道路上行驶的车辆。在运行过程中全部采用电能供电，对自身的电量实时监测并根据当前动作和每天事务安排自动评估剩余电量的可使用时间，电量不足时自动补充电能，且在无事的时候也会进行自动充电，时刻保障自身电量能够供应机器人本身持续性的工作。
12、所述机器人内部线路中都实现电气火灾隐患监测，一旦发现电路存在问题即会开始进行报警，必要情况会紧急切断隐患部位的电源，确保整个机器人自身不会因为这些原因起火或烧毁。
13、所述机器人具备功能和故障自我检测功能，可以在固定时间下、主人指令下或故障情况下进行自身的功能自我检测，一旦发现功能实现存在问题，则会向后台系统保修并提交准确的故障信息报告，等待维修。短时无法修复的，系统将自动调配新的机器人进行补充使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明处理机制的示意框图；
图中：1-车底盘；2-车身；3-升降红绿灯装置。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明做进一步描述。
如图1和2所示,智慧式交通执勤机器人至少包括有车底盘1和车身2，车底盘1上设置有用于无人驾驶的自动行驶系统，还包括中央控制器、通讯模块、升降红绿灯装置3、交通违章移动抓拍设备、移动测速装置、小型打印机及将打印发单自动贴到对应车辆上的智能机械臂；
中央控制器作为控制枢纽，用于对交通执勤机器人进行信息整合和调控；
通讯模块是基于互联网系统实现中央控制器与远程终端的无线信息交互；
升降红绿灯装置3连通中央控制器，通过中央控制器控制所述移动式红绿灯装置3进行交通指示；
交通违章移动抓拍设备连通所述中央控制器，通过中央控制器控制交通违章移动抓拍设备进行违章车辆现场图像抓拍、车牌抓拍，并通过通讯模块进行远程传输至交通指挥中心；
移动测速装置连通中央控制器，通过中央控制器控制移动测速装置进行高速测速，并触动图像抓拍、视频录像及远程传输系统对超速车辆抓拍及信息上传；
小型打印机和智能机械臂连通中央控制器，通过中央控制器控制小型打印机打印违章发单，并控制智能机械臂把罚单贴于相应车辆上。
还包括语音、视频对讲系统、紧急报警模块和紧急救援包；
语音、视频对讲系统连通中央控制器，并通过通讯模块与交通指挥中心进行远程语音或视频对话，用于对交通安全事故进行现场远程事故定责和作出损坏评估，或进行远程交通指挥；
紧急报警模块连通中央控制器，并通过通讯模块与各地交通指挥中心联网，以使触动紧急报警模块即能进行就近报警，并在现场发出声光报警和语音提示；
紧急救援包至少包括小型破拆设备、灭火器、灭火毯、防毒面具、纱布绷带和止血药剂；
智能机械臂设置伸缩式或折叠式摇杆，通过中心控制器控制摇杆的伸展或收缩，作为简单临时路障使用，或在部分拥堵路段直接作为临时交通指挥设备使用。
升降红绿灯装置3设置于车身顶部，并设置为可伸缩或可折叠结构；交通违章移动抓拍设备采用高速HD摄像头，并至少设置为位于车身前端和后端的两组，高速HD摄像头具有夜视功能，并配备至少1TB超大储存设备，采用本地循环录制的方式进行储存；通讯模块采用5G组网通讯方式实时连接到各地交通指挥中心；紧急报警模块包括设置于车身上的报警器，报警器包括控制电路、语音电路及发光电路，报警器上电后，主控制器自动读取由数码盘设定的语音地址，当主控制器接收到打点或接点或架空线或红外线探头的输入的信号后，自动控制语音电路发出报警声音，同时控制发光电路发出闪烁的红色信号。
优选地，电量检测芯片包括有CPU、电压监测单元、电流监测单元、电池状态检测单元和总线通讯单元；充电模块包括有设置在车身周测及上端面设置用于给电池组充电的太阳能充电模块和/或风能充电模块或和通过发电机实现的有线充电模块，太阳能、风能和发电机发电通过能量转换器，再经过超级电容充放电管理与电池供电一起经过稳压电路供电给CPU及各功能模块；所述充电模块包括有设置在所述车身2周测及上端面用于给所述电池组充电的太阳能充电模块和通过发电机实现的有线充电模块。
本技术方案具体的说明了一种电量检测芯片的结构形式。优选地本电池检测芯片可以采用型号为：BQ27510的芯片。本技术方案所述的总线通讯单元，可以参考[中国发明]CN201220020977.6所述公开的电动汽车用锂电池电源管理系统。本技术方案所述的电池状态检测单元可以参考[中国发明]CN201020199399.8所公开的一种电池智能管理系统。
优选地，所述车身2上还设置有摄像头和定位模块，所述摄像头内设置有人像识别模块。
优选地，所述车底盘上设置有驱动模块、路径导航模块、避障模块和通讯模块和数据处理模块；所述路径导航模块用于根据出发点和目的地自动计算路径；避障模块用于在规划好的路径上根据道路的情况规避障碍物和交通信号；所述通讯模块用于与所述云服务系统、发货终端和收货终端互通消息并反馈数据；所述数据处理模块用于计算所述路径导航模块、避障模块和通讯模块传递回来的数据并作出结论分析。
本发明的智慧式交通执勤机器人在结构设计上要考虑执勤过程中的防盗、防水、防火、防倾覆、防漏、防雷、防电等安全问题，关于这些问题可以参考[中国发明]CN201120389056.2；所公开的一种防盗报警系统及应用该防盗报警系统的汽车；还可以参考[中国发明专利]专利号:201510883169.0，所公开的一种新型防倾覆反滚轮装置。本技术方案所述的通讯模块可以采用4G通讯的方式进行，不仅技术成熟而且传输速度快。同时通过给每一个机器人一个4G卡，就相当于给每个机器人都有一个独立的身份，这样就可以更好的让云计算系统和终端设备对机器人进行控制。本技术方案所述的数据处理模块优选地是一种可编程控制器，优选地采用单片机编程控制也可以采用S3C2440芯片控制。
优选地，所述避障模块包括有交通标示识别模块，交通标示识别模块包括有视频识别装置用于拍摄车辆前方道路画面，分辨前方是否存在交通信号灯和斑马线，并识别交通信号灯的状态，同时根据视频画面中斑马线的像素值计算车辆距离斑马线的实时空间距离，并将两者之间连续缩短的空间距离值发送至所述数据处理模块；所述数据处理模块结合前方交通信号灯的状态信息，根据预设置的闯红灯距离临界值，对比车辆与斑马线之间连续缩短的空间距离值，判断车辆是否会闯红灯；所述视频识别装置包括视频获取模块和视频识别模块，所述视频获取模块用于拍摄车辆的前方道路画面，所述视频识别模块用于对获取的画面进行分析计算；所述视频识别模块包括红绿灯识别模块和斑马线识别模块，所述红绿灯识别模块用于对获取的画面中的交通信号灯状态；所述斑马线识别模块用于对获取的画面中的斑马线距离车辆的空间距离进行分析计算。
本技术方案具体的说明了一种避障模块的技术方案。通过在车底盘安装摄像装置，拍摄前方道路画面，识别画面中的交通信号灯和斑马线，根据画面像素值分析计算得出车辆距离前方斑马线的实时空间距离，以及识别出交通信号灯的状态，并将空间距离值和交通信号灯的状态信息发送至主机；随着车辆不断向前行驶，该车辆距离前方斑马线距离也越来越近，主机不断获得连续变化的实时空间距离值，同时对车辆是否会闯红灯进行判断，若会闯红灯，则通过ECU对车辆进行限速或锁车，对机器人闯红灯的行为进行预防和制止，有利于维护交通秩序。本技术方案所述的摄像装置，可以通过使用镜头和电荷耦合元件(CCD)获取所述导航图案信息和路况实时信息，或者使用镜头和互补性氧化金属半导体(CMOS)获取所述导航图案信息。
需要特别说明的是，可以通过两种不同方式获取导航图案信息，例如通过镜头和电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)，再如可选的可以通过镜头和互补性氧化金属半导体(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)。通过这些传感器，车辆导航设备可以拍摄导航图案信息。
优选地，所述数据处理模块还连接ECU，所述数据处理模块若判断出车辆将会闯红灯，则通过ECU对车辆进行控制；所述数据处理模块还连接云计算系统，所述数据处理模块可将车辆是否会闯红灯的判断结果发送至云计算系统，所述云计算系统可向数据处理模块反馈命令指令，通过数据处理模块连接ECU对车辆进行控制。
本技术方案具体的公开了一种ECU在避障过程中的作用。本技术方案所述的ECU是指，ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元，又称"行车电脑"、"车载电脑"等。从用途上讲则是汽车专用微机控制器。它和普通的电脑一样,由微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动等大规模集成电路组成。用一句简单的话来形容就是"ECU就是汽车的大脑"。
优选地，所述避障模块包括有障碍物识别模块，障碍物识别模块包括用于探测障碍物距离的探测装置，用于存储探测路障物方位距离性质的路障信息存储装置，用于存储避障运算编码的避障运算编码存储装置，用于将存储探测路障信息存储装置与存储在避障运算编码存储装置中进行比较，替代控制信号输入装置指令车辆避障运动的比较器；所述探测装置为设置在该机器人车底盘周延的至少一个发射单元和接收单元；所述发射单元包括超声波发射元件和触发电路，所述接收单元包括超声波接收元件和前端放大电路。
本技术方案具体的公开了一种障碍物识别模块的技术方案，用于识别在行驶过程中的行人或其他车辆或其他障碍物。通过探测装置反馈回来的信息与路障信息存储装置之间信息的抓取的，再通过比较器，根据事先设定好的参数值判定避障的方式和避障后行进的线路。本技术方案所述的比较器是通过比较两个输入端的电流或电压的大小，在输出端输出不同电压结果的电子元件。本技术方案所述的比较器可以参考[中国发明]CN201521020832.6，所公开的车辆动态限速系统及车辆。至于本技术方案所述的超声波发射元件、触发电路、超声波接收元件和前端放大电路均属于现有技术，这里不多做赘述。
在实际使用中避障的方式是：在机器人的周测设置若干个超声波发射元件，其中至少在机器人前侧设置三个超声波发射元件，分别用于检测左侧障碍物的距离、前侧障碍物的距离和右侧障碍物的距离，并根据反馈得到的数据通过比较器进行计算，关于本技术方案中所述的比较器优选的可以利用arduin单片机阵列发送转向或者后退指令，也就是朝选择朝向距离远的一侧行进。
在实际使用过程中，由于感应到的数值是多个的，可以通过将每个感应器感到每个数据都分别从小到大的排列顺序，然后再从中选择最小数值，然后再将多个方向的最小数值进行对比，选择出表示距离深度较大的方向来进行转向。关于避障具体原理是，先由CAN总线传输至CAN总线拓展板再传输至arduin单片机阵列再传输至AQMD6030BLS_P电机驱动器分析数据，并将数据转化成轮毂电机转动的角度的速度。
优选地，所述发射单元设置在车体四周且还包括有红外传感器和毫米波雷达。红外传感器和毫米波雷达在汽车行驶和倒车中已经成熟使用，这里不多做赘述。
优选地，所述路径导航模块包括有存储器、输入输出口和处理器；所述处理器包括：导航信息获取模块，用于获取导航图案信息并规划出非机动车道的行驶路径；自动导航控制模块，用于根据所述导航信息获取模块所获取的所述导航图案信息来控制车辆行驶参数。
本技术方案具体的公开了一种路径导航模块的实现方式，本技术方案的实现看问题具体参考[中国发明]CN201210235759.9，所具体公开的一种车辆自动导航方法、导航图案信息编制方法及其车辆导航设备。
优选地，所述车底盘上设置有四个分别设于所述车底盘两侧的驱动轮和数量与所述驱动轮数量相同且分别与各所述驱动轮传动连接的驱动电机；所述驱动电机一侧还连连接有控制信号接受装置和控制信号输入装置。
本技术方案具体的说明了一种驱动车底盘的结构。驱动电机为机器人的行进提供动力，控制信号接受装置用于接受避障模块传来的避障指令并通过控制信号输入装置通过控制驱动电机的参数实现避障和正常行驶。
优选地，本技术方案的处理机制主要为通过视频图像采集、机械控制件、红绿灯设备、储物仓设备、语音和视频对讲设备、打印机等使机器人具体做出交通违章处罚、本地视频图像上传、语音视频对讲、交通情况判断指挥、车辆故障处理、道路车祸处理和救援等操作。进一步的上述处理机制通过从终端数据中心调取数据信息、经后台数据分析计算和指令下达具体实现：其中终端数据信息的采集包括：调取交通法规和对应的处理办法、调取道路急救员处理办法和调取交通指挥规则等；后台管理和指令下达包括：通过远程控制处理、远程召唤或远程安排执勤、自动红绿灯和自动交通指挥等；上述数据信息调取和后台控制中心的信息交互主要通过网络连接模块、定位模块、和视频处理模块及电池电量检测模块具体实现。
本技术方案的技术要点主要包括①加入导航模块、定位模块，使用互联网联网技术(包括GPRS、4G、5G三大主流类别)，使用北斗定位和GPS定位技术。采用zeggbi/433/bule短距离通讯技术，使用http/482/TCP数据传输技术、②远程音视频交换技术、③机械臂控制技术、④红绿灯控制技术、⑤红绿灯色彩识别技术、⑥雷达超速探测技术、⑦图像抓拍技术、⑧本地报警技术、⑨数据分析：采用分布式技术进行数据归类和总结；其中数据分析的参考流程为：
数据采集——数据分类(视频数据、声纹数据、行走路径规划)——数据分类储存——数据分类调取——调取数据分析——判断数据类型(有效/无效)——清理无效数据等。
通过上述技术要点和机构设计要点，本技术方案主要实现①交通指挥；②拥堵路段交通执勤；③巡回式电子眼；④交通违法移动抓拍设备；⑤禁停路段移动罚单开具；⑥市内超速抓拍(夜间也可以)；⑦交通安全事故紧急道路执勤，急救疏散和现场情况时时传输等的功能。
进一步需要说明的是，本实施例的无人驾驶的自动行驶系统的底部驱动和管理系统中设置有路径导航模块、避障模块和通讯模块和数据处理模块以及定位模块、自动控制行走模块、储物仓电磁锁模块、视频识别模块和语音识别模块等；路径导航模块实现无人在起点和目的地之间的路线规划，其规划范围包括了室内路径规划和室外路径规划；避障模块是通过与传感器连接探测行走路径上是否存在障碍物，并且控制无人车的行驶路径避开障碍物；通讯模块是实现无人车的各类数据，如订单信息，目的地信息等数据与后台直接的发送和接收，命令信息的接收；数据处理模块是配合通讯模块接收到指令以后，在无人车本地进行数据计算和执行的；定位模块使用GPS/北斗等进行定位，功能是实时确定无人无人车的当前具体位置；自动控制行走模块是无人车的四个驱动轮控制和管理模块，通过上述的多个模块，及本地计算的避障等信息，实时调整控制无人车的行驶轨迹、方向调整和停止行走等。
需要说明的是本发明的保护范围包括的是软件+硬件+整体的后台系统+大数据分析构成整个专利体系，包括①行驶过程中具备红绿灯的识别、人行道、机动车道和非机动车道的识别、速度的控制，如在非机动车道行驶时最高速度不得超过15km/h，行驶在其他道路上最高时速不得超过25km/h。自动行驶过程中严格遵守交通法规，不逆行，遵守红绿灯规则等，本发明机器人根据情况不同，行驶方式不同，正常情况下在非机动车道上按照不高于15Km/h的时速行驶，必要情况下可直接进入机动车道行驶。②该机器人具备区域性和道路性，可设定只能在既定的某几条或者是一整条道路上运行和调配，便于管理。③无人车具备远程召唤功能，所谓远程召唤是指在用户使用指定的软件发布需求时，无人车可以根据用户的需求和指定的位置自动到达，且远程召唤只能是在既定的一个区域内实现。④本发明是针对短距离巡逻执勤打造的，设置有区域范围的认知模块，不会超出距离运输，也不会超距离召唤。即本发明的交通执勤机器人具有区域选定的功能，存在RFID系统，含电子围栏，不会跨区域运行，只在设定区域内实现。⑤都用新能源进行供电作为动力系统，所以除了基本的电池电量监测外，还具备电池安全监测控制功能，即保障电池不会充电爆炸更不会在运输过程中电池出现故障。⑥本发明的机器人在自身的电气线路中装备了智能的电气火灾探测器，在运行过程中实施防范火灾的发生，而且还配置了自动灭火设备，一旦因为自身或者是外部的原因导致无人车起火，自动灭火设备将会启动。⑦本发明的机器人设置故障自我检测功能模块，通过各处的传感器对车辆进行监测，确保安全、快速、可靠额无故障的使用。
进一步的，所述智慧式高速公路巡检机器人还包括有自动灭火装置，自动灭火装置用于事故现场发生火灾时，机器人将自动启动灭火装置进行灭火；所述自动灭火装置至少包括由感应探测器以及视频分析火灾的装置；感应探测器用于感应火焰、温度、烟雾信息。
同时，进一步的，所述中央控制器能够与后台系统进行连接，通过后台数据叠加服务，可以实现智慧式交通执勤机器人在事故现场直接判定事故双方的责任，判定方式为：现场的事故现场照片或者视频，与数据库里的事故判定办法进行对比，实现责任的自动判断。
进一步的，所述红绿灯路口分流不合理的情况下，所述交通执勤机器人在获得交通指挥中心的道路执勤指令时，所述机器人自动到达指定位置，操作该路口红绿灯控制器，根据交通指挥中心的数据及指令，配合此时东西南北四个方向的整体车流情况，进行整体的分流和智能化的控制分流，比如南北车流较大，东西车流较少时，控制南北方向的红灯时间缩短，绿灯时间延长，东西的红绿灯时间都进延长。
在所述数据处理模块控制执勤和行驶的过程中，在车流和人流较多的道路环境中执勤时，速度控制在5km/h以内随停随走，在非机动车道执勤时，行驶速度控制在15km/h以内随停随走，有特别需求的外出执勤需求时自动切换至自动驾驶模式，实现路径自动规划并按照下述的路径规划模块，按照国家法律法规允许的道路行驶速度内随停随走。
所述数据处理模块针对人员有识别功能，采用人脸识别的技术，识别的同时还能进行记录，所述数据处理模块带有全球精准定位系统，定位方式包括GPS定位和北斗定位以及其他的卫星及测绘类型定位，可以实时将所述机器人的具体地理位置发送到平台上。所述数据处理模块在控制所述机器人的所有动作和活动时，全部都是符合国家法律法规要求的，且所有的动作都是基于110、119、120指挥中心授权启动的，并且所有的动作执行和活动时，均不会对人发出攻击或冲撞。
进一步的，所述数据处理模块针对人员有识别功能，采用人脸识别的技术，识别的同时还能进行记录。
进一步的，所述数据处理模块带有全球精准定位系统，定位方式包括GPS定位和北斗定位以及其他的卫星及测绘类型定位，可以实时将所述机器人的具体地理位置发送到平台上。
进一步的，所述数据处理模块在控制所述机器人的所有动作和活动时，全部都是符合国家法律法规要求的，且所有的安保动作都是基于110、119、120指挥中心授权启动的，
进一步的，所述机器人所有的动作执行和活动时，均不会对人发出攻击或冲撞。
一种商业模式，所述智慧式高速公路巡检机器人可以被交通部门的警务系统采购使用或租赁使用，平台通过收取租金或购买金获利；部分数据还能与保险公司共享，帮助保险公司记录和上传现场的保险定责信息，减少保险公司的人员和车辆成本；还可通过收取维护费、维修费、管理费、升级费、指导使用费获取盈利。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智慧式交通执勤机器人，其特征在于：包括交通执勤机器人，所述的交通执勤机器人至少包括有车底盘和车身，所述车底盘上设置有用于无人驾驶的自动行驶系统，还包括中央控制器、通讯模块、升降红绿灯装置、交通违章移动抓拍设备、移动测速装置、小型打印机及将打印发单自动贴到对应车辆上的智能机械臂；
所述中央控制器作为控制枢纽，用于对所述交通执勤机器人进行信息整合和调控；
所述通讯模块是基于互联网系统实现所述中央控制器与远程终端的无线信息交互；
所述升降红绿灯装置连通中央控制器，通过所述中央控制器控制所述移动式红绿灯装置进行交通指示；
所述交通违章移动抓拍设备连通所述中央控制器，通过所述中央控制器控制所述交通违章移动抓拍设备进行违章车辆现场图像抓拍、车牌抓拍，并通过所述通讯模块进行远程传输至交通指挥中心；
所述移动测速装置连通所述中央控制器，通过所述中央控制器控制所述移动测速装置进行高速测速，并触动所述图像抓拍、视频录像及远程传输系统对超速车辆抓拍及信息上传；
所述小型打印机和所述智能机械臂连通所述中央控制器，通过所述中央控制器控制所述小型打印机打印违章罚单，并控制所述智能机械臂把罚单贴于相应车辆上，违章罚单的打印和粘贴与所述交通违章移动抓拍设备的违章抓拍同步使用，将车辆的违章信息照片和罚单同步储存到后台上。
2.根据权利要求1所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：还包括语音、视频对讲系统、紧急报警模块和紧急救援包；
所述语音、视频对讲系统连通所述中央控制器，并通过所述通讯模块与交通指挥中心进行远程语音或视频对话，用于对交通安全事故进行现场远程事故定责和作出损坏评估，或进行远程交通指挥；
所述紧急报警模块连通所述中央控制器，并通过所述通讯模块与各地交通指挥中心联网，以使触动所述紧急报警模块即能进行就近报警，并在现场发出声光报警和语音提示；
所述紧急救援包至少包括小型破拆设备、灭火器、灭火毯、防毒面具、纱布绷带和止血药剂；
所述智能机械臂设置伸缩式或折叠式摇杆，通过所述中心控制器控制所述摇杆的伸展或收缩，作为简单临时路障使用，或在部分拥堵路段直接作为临时交通指挥设备使用。
3.根据权利要求2所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：所述升降红绿灯装置设置于所述车身顶部，并设置为可伸缩或可折叠结构；所述交通违章移动抓拍设备采用高速HD摄像头，并至少设置为位于所述车身前端和后端的两组，所述高速HD摄像头具有夜视功能，并配备至少1TB超大储存设备，采用本地循环录制的方式进行储存；所述通讯模块采用5G组网通讯方式实时连接到各地交通指挥中心；所述紧急报警模块包括设置于车身上的报警器，所述报警器包括控制电路、语音电路及发光电路，所述报警器上电后，所述主控制器自动读取由数码盘设定的语音地址，当所述主控制器接收到打点或接点或架空线或红外线探头的输入的信号后，自动控制所述语音电路发出报警声音，同时控制所述发光电路发出闪烁的红色信号。
4.根据权利要求1所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：所述自动行驶系统包括驱动模块、路径导航模块、避障模块和通讯模块和数据处理模块，所述驱动模块用于控制车辆的行驶速度和方向，所述路径导航模块用于根据出发点和目的地自动计算路径；所述避障模块用于在规划好的路径上根据道路的情况规避障碍物和交通信号；所述通讯模块用于与云计算系统、发货终端和收货终端互通消息并反馈数据；所述数据处理模块用于计算所述路径导航模块、避障模块和通讯模块传递回来的数据并作出结论并通过驱动模块控制车辆行驶。
5.根据权利要求1所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：还包括电池电量管理模块，电池电量管理模块包括有电池组、充电模块、充放电芯片和电量检测芯片，所述充电模块包括有用于给所述电池组充电的太阳能充电模块和通过发电机实现的有线充电模块，所述电量检测芯片包括有CPU、电压监测单元、电流监测单元、电池状态检测单元和总线通讯单元，所述太阳能充电模块包括可伸缩的太阳能充电板，所述太阳能充电板设置在所述车身周测及上端面。
6.根据权利要求4所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：所述避障模块包括有交通标示识别模块，交通标示识别模块包括有视频识别装置用于拍摄车辆前方道路画面，分辨前方是否存在交通信号灯和交通标识线，并识别交通信号灯的状态，同时根据视频画面中交通标识线的像素值计算车辆距离交通标识线的实时空间距离，并将两者之间连续缩短的空间距离值发送至所述数据处理模块；
所述视频识别装置包括视频获取模块和视频识别模块，所述视频获取模块用于拍摄车辆的前方道路画面，所述视频识别模块用于对获取的画面进行分析计算；所述视频识别模块包括红绿灯识别模块和交通标识线识别模块，所述红绿灯识别模块用于对获取的画面中的交通信号灯状态；所述交通标识线识别模块用于对获取的画面中的交通标识线距离车辆的空间距离进行分析计算。
7.根据权利要求6所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：所述数据处理模块还连接所述驱动模块，驱动模块包括有ECU，所述数据处理模块通过ECU对车辆进行控制；所述数据处理模块还连接云计算系统，所述数据处理模块可将车辆行驶状态发送至云计算系统，所述云计算系统可向数据处理模块反馈命令指令，通过数据处理模块连接ECU对车辆进行控制；所述避障模块包括有障碍物识别模块，障碍物识别模块包括用于探测障碍物距离的探测装置，用于存储探测路障物方位距离性质的路障信息存储装置，用于存储避障运算编码的避障运算编码存储装置，用于将存储探测路障信息存储装置与存储在避障运算编码存储装置中进行比较，替代控制信号输入装置指令车辆避障运动的比较器；所述探测装置为设置在该电动车车体周延的至少一个发射单元和接收单元；所述发射单元包括超声波发射元件和触发电路，所述接元包括超声波接收元件和前端放大电路。
8.根据权利要求1所述的智慧式高速公路巡检机器人，其特征在于：所述智慧式高速公路巡检机器人还包括有自动灭火装置，自动灭火装置用于事故现场发生火灾时，机器人将自动启动灭火装置进行灭火；所述自动灭火装置至少包括由感应探测器以及视频分析火灾的装置；感应探测器用于感应火焰、温度、烟雾信息。
9.根据权利要求4所述的智慧式交通执勤机器人，其特征在于：所述路径导航模块包括有存储器、输入输出口和处理器；所述处理器包括：导航信息获取模块，用于获取导航图案信息并规划出非机动车道的行驶路径；自动导航控制模块，用于根据所述导航信息获取模块所获取的所述导航图案信息来控制车辆行驶参数；所述驱动模块上设置有至少两个分别设于所述车底盘两侧的驱动轮和数量与所述驱动轮数量相同且分别与各所述驱动轮传动连接的驱动电机；所述驱动电机一侧还连接有控制信号接受装置和控制信号输入装置；所述车底盘上还设置有电池组，所述车身的上端还设置有光能发电模块或风能发电模块，所述光能发电模块或风能发电模块连接有所述电池组用于为其充电。
10.一种商业模式，其特征在于：所述智慧式高速公路巡检机器人可以被交通部门的警务系统采购使用或租赁使用，平台通过收取租金或购买金获利；部分数据还能与保险公司共享，帮助保险公司记录和上传现场的保险定责信息，减少保险公司的人员和车辆成本；还可通过收取维护费、维修费、管理费、升级费、指导使用费获取盈利。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for 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: 20181113 |