CN109509353A - 基于智慧公路的移动监控单元以及智慧公路系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智慧公路系统，包括定点监控单元和移动监控单元；所述移动监控单元，包括无人机以及地面控制单元，所述无人机上设置有摄录装置，所述无人机包括控制模块以及无线信号传输单元，所述摄录装置与所述控制模块相连；本发明还提供一种基于智慧公路的移动监控单元，包括箱体以及设置于所述箱体内的无人机，无人机上设置有摄录装置。采用上述技术方案，通过无人机进行监控，不受地面状况的限制，在无人机的航程之内能够进行巡航监控，监控路段以及监控时间的选择也较为灵活，从而还能够针对车辆在无定点监控区域内进行超速、违停、接打电话等违章行为进行控制，以提高道路交通安全性。

Description

基于智慧公路的移动监控单元以及智慧公路系统

技术领域

本发明涉及一种基于智慧公路的移动监控单元以及智慧公路系统，属于智慧公路建设技术领域。

背景技术

智慧交通是当今国际交通运输领域的发展前沿之一，它是高新技术在交通领域集成应用的产物。从国内外智慧交通的发展和应用看，其是信息技术与传统产业结合而创造出的新领域，智慧交通借助新一代信息技术的发展，既能提升交通服务水平、实现现代交通运输服务，又可为国家战略性新兴产业提供广阔应用环境。新一代信息技术在交通领域的应用，不但使交通服务更加丰富和人性化、使交通运输系统效率更高，还将在信息技术与交通科学技术的交叉点上产生创新。可以说新一代信息技术发展，既为智慧交通发展提供了新动力，也是交通领域加快转变经济发展方式的具体体现。数据采集是智慧公路中的一项重要工作。美国在交通信息数据采集方面成绩突出，美国各州在数据采集过程中应用了包括感应线圈、视频监控器、微波检测器、红外检测器、声波检测器、雷达检测器、地磁检测器、无线射频检测器、卫星定位浮动车技术以及手机蓝牙交通数据采集等多项技术，交通信息数据采集方式多样并建设有交通信息平台用来汇聚数据、处理数据，支撑各项应用。我国在城市及高速道路上也建立了普遍应用的监控、调度与应急指挥系统，用以高效支撑道路监测、预警、响应以及处置过程。随着各个城市立体交通网络的建立，地面交通也越来越呈现复杂性的态势，传统的监控几乎全部基于地面监控，监控点设置后无法移动，但交通是流动性的，通过定点监控的方式对流动的交通进行监控已经逐渐无法满足需求。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种基于智慧公路的移动监控单元以及智慧公路系统，通过移动单元监控来弥补定点监控的缺陷

为了实现上述目的，本发明的一种基于智慧公路的移动监控单元，包括箱体以及设置于所述箱体内的无人机，无人机上设置有摄录装置；所述箱体包括顶端的盖板，所述箱体内设置有支架以及多个托板，每个所述托板上设置有能够将无人机固定在托板上的固定装置，每个所述托板通过一驱动机构安装在所述支架上，所述支架与一旋转电机的动力输出端相连，从而使所述支架与托板以及驱动机构能够在所述旋转电机的带动下绕水平轴线旋转；所述盖板上开设有一与所述托板外形轮廓相一致的窗口，所述驱动机构能够驱动所述托板向径向外侧移动从而将所述托板推送至所述窗口内，以及驱动所述托板在所述窗口内向径向内侧收回。

所述驱动机构包括固定于支架上的驱动电机、连接于驱动电机动力输出端的第一螺母、与所述第一螺母相配合的丝杠，所述托板固定于丝杠上；所述第一螺母的外侧壁上设置有齿，从而使所述第一螺母形成一第一从动齿轮，所述驱动电机连接于一与所述第一从动齿轮相啮合的主动齿轮。

所述固定装置包括设置于所述托板上的电磁铁，在所述无人机的支腿底部设置有铁质的受力片。

在所述无人机上设置有无线充电接收部，在所述托板上设置有无线充电发射部。

所述无线充电发射部安装于一进给装置上，所述进给装置能够带动所述无线充电发射部靠近或远离所述无人机的无线充电接收部；所述无线充电接收部位于所述无人机尾部的电池仓内；所述进给装置包括一安装于所述无线充电发射部上的丝杆以及套设与所述丝杆外侧的第二螺母，所述第二螺母外侧设置有齿，从而使所述第二螺母形成一第二从动齿轮；所述主动齿轮能够驱动所述第二从动齿轮转动，并且当所述驱动电机驱动所述托板进入所述窗口内时，所述第二从动齿轮同时被驱动电机带动而将所述无线充电发射部收回至位于所述托板端面上的容纳槽内；当所述驱动电机驱动所述托板向径向内侧移动至靠近所述支架的位置时，所述第二从动齿轮同时被驱动电机带动而将所述无线充电发射部从所述容纳槽内送出至靠近无人机的无线充电接收部的位置。

本发明的一种智慧公路系统，包括监控单元，所述监控单元包括定点监控单元以及如权利要求1-5任一项所述的基于智慧公路的移动监控单元。

所述智慧公路系统，还包括基于智慧公路的预警单元；所述基于智慧公路的预警单元包括中央控制模块、行人过路触发模块以及智能预警模块；所述行人过路触发模块与中央控制模块相连，用于捕捉行人过路行为并将捕捉到的触发信号发送至中央控制模块；所述智能预警模块与中央控制模块相连，用于接收中央控制模块发送的预警信息并进行预警；所述中央控制模块，用于接收行人过路触发模块发送的触发信号，并控制所述智能预警模块进行预警。

所述智能预警模块包括斑马线预警装置；所述斑马线预警装置包括多个地灯组件；所述地灯组件包括灯筒、漫反射灯罩以及设置于所述灯筒的一侧的钢化玻璃条；所述灯筒埋设于地下并且位于所述斑马线的汽车驶入侧，所述漫反射灯罩安装于所述灯筒的端部并且竖直设置，所述钢化玻璃条水平设置并且与地面持平，钢化玻璃条的下方设置有空腔，从而使所述灯筒内的灯光能够透过所述漫反射灯罩并从所述钢化玻璃条射出。

多个所述地灯组件排成多列，每一列为一个地灯列，多个所述地灯列呈距离斑马线由近到远排列。

还包括用于向所述预警路牌或斑马线预警装置进行供电的热电发电蓄能装置；所述热电发电蓄能装置包括热电转换装置、分别位于所述热电转换装置的受热面和受冷面上的上导热绝缘片和下导热绝缘片、分别与所述上导热绝缘片和下导热绝缘片接触的上导热板和下导热板、将所述热电转换装置、上导热绝缘片、下导热绝缘片、上导热板以及下导热板套在其中的隔热筒，所述隔热筒向下延伸至地面以下1～4米的位置，所述下导热板连接于导热金属杆，所述导热金属杆向下延伸并且其下端部穿出至所述隔热筒的外侧。

采用上述技术方案，本发明的基于智慧公路的移动监控单元以及智慧公路系统，通过定点监控单元能够对各个监控点进行定点监控，通过移动监控单元能够根据实际需要进行移动监控，例如在重要路口进行临时监控，或者在交通高峰期对某段道路的路况进行针对性监控，还可以在路口设卡进行车辆临检时进行监控等。通过无人机进行监控，不受地面状况的限制，在无人机的航程之内能够进行巡航监控，监控路段以及监控时间的选择也较为灵活，从而还能够针对车辆在无定点监控区域内进行超速、违停、接打电话等违章行为进行控制，以提高道路交通安全性。

附图说明

图1为本发明中定点监控单元的系统框图。

图2为本发明中基于智慧公路的移动监控单元的系统框图。

图3为移动监控单元中的箱体的结构示意图。

图4为图3中箱体剖开后的示意图。

图5为托板从盖板上的窗口内向下退出后的示意图。

图6为图5中的A部的局部放大图。

图7为托板进入到盖板上的窗口内的示意图。

图8为支架的结构示意图。

图9为图8中的B部的局部放大图。

图10为无人机以箱体的盖板作为停机坪进行起降时的示意图。

图11为本发明中的基于智慧公路的预警单元在会车过程中进行预警的示意图。

图12为本发明中的基于智慧公路的预警单元在行人横穿马路时进行预警的示意图。

图13为本发明中的基于智慧公路的预警装置中的地灯组件的分布图。

图14为图13中的C部局部放大图。

图15为本发明中的地灯组件照射角度的示意图。

图16为本发明中的热电发电蓄能装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1、2所示，本发明的一种智慧公路监控系统，包括定点监控单元和移动监控单元；所述定点监控单元包括设置于每个监控点的电警抓拍单元以及终端控制器；所述电警抓拍单元与所述终端控制器相连，所述终端控制器通过传输网络连接至控制中心平台；所述移动监控单元，包括无人机以及地面控制单元，所述无人机上设置有摄录装置，所述无人机包括控制模块以及无线信号传输单元，所述摄录装置与所述控制模块相连；所述控制模块用于通过无线信号传输单元接收地面控制单元的控制信号，从而能够控制无人机飞行，以及控制摄录装置进行摄录，还用于接收摄录装置采集到的图像信息并通过无线信号传输单元发送至地面控制单元。

所述定点监控单元还包括卡口抓拍单元、环境补光灯、信号灯检测器、高速球摄像机，所述卡口抓拍单元、环境补光灯、信号灯检测器、高速球摄像机分别与所述终端控制器相连；所述卡口抓拍单元用于在车头前端和车尾后端进行抓拍，从而获取过往车辆的牌照、车型、车身颜色信息；所述电警抓拍单元用于对车辆进行违章抓拍，获取车辆的违章图像；所述环境补光灯用于对环境补光；所述信号灯检测器用于实时检测信号灯状态，并将信号灯状态信息发送终端控制器；所述终端控制器用于实现路口数据的汇聚与暂存，用于完成车辆正背向图片匹配，用于通过网络将数据上传至中心控制平台。

所述电警抓拍单元包括智能交通摄像机。

采用上述技术方案，通过定点监控单元能够对各个监控点进行定点监控，通过移动监控单元能够根据实际需要进行移动监控，例如在重要路口进行临时监控，或者在交通高峰期对某段道路的路况进行针对性监控，还可以在路口设卡进行车辆临检时进行监控等。通过无人机进行监控，不受地面状况的限制，在无人机的航程之内能够进行巡航监控，监控路段以及监控时间的选择也较为灵活，从而还能够针对车辆在无定点监控区域内进行超速、违停、接打电话等违章行为进行控制，以提高道路交通安全性。

如图3-6所示，本发明的移动监控单元，包括箱体1以及设置于所述箱体1内的无人机2，无人机2上设置有摄录装置21；所述箱体1包括顶端的盖板11，所述箱体1内设置有支架12以及多个托板13，本实施例中的托板13优选为四个，支架12整体呈十字架型。

每个所述托板13上设置有能够将无人机2固定在托板13上的固定装置，所述固定装置包括设置于所述托板13上的电磁铁14，在所述无人机2的支腿底部设置有铁质的受力片22。通过电磁铁14的通断电来实现对受力片22的吸附于释放，从而能够保持托板13的端面较为平整，以适合无人机2的起降。

每个所述托板13通过一驱动机构安装在所述支架12上，所述支架12与一旋转电机15的动力输出端相连，从而使所述支架12与托板13以及驱动机构能够在所述旋转电机15的带动下绕水平轴线旋转；所述盖板11上开设有一与所述托板13外形轮廓相一致的窗口111，所述驱动机构能够驱动所述托板13向径向外侧移动从而将所述托板13推送至所述窗口111内，以及驱动所述托板13在所述窗口111内向径向内侧收回。

通过上述结构，在进行存放时无人机2能够固定于托板13上并缩回至箱体1内部，在使用时可以通过驱动机构将托板13向上推动，从而使托板13进入到窗口111内，此时无人机2位于盖板11上方，盖板11能够用作无人机2的停机坪，然后控制固定装置将无人机2释放，无人机2就可以正常使用了；当该无人机2返回时，控制其落在盖板11上，并使用固定装置将其固定，通过驱动机构将托板13下移至箱体1内部，然后通过旋转电机15带动支架12旋转，从而将该无人机2从这个工位转动至下一工位，另一无人机2同时转动至该工位，就可以对另一无人机2进行操作。

如图6、7所示，所述驱动机构包括固定于支架12上的驱动电机161、连接于驱动电机161动力输出端的第一螺母162、与所述第一螺母162相配合的丝杠163，所述托板13固定于丝杠163上。所述第一螺母162的外侧壁上设置有齿从而使所述第一螺母162形成一第一从动齿轮162’，所述驱动电机161连接于一与所述第一从动齿轮162’相啮合的主动齿轮164。所述托板13上设置有至少一个第一导向杆167，所述支架12上设置有与所述第一导向杆167相配合的第一导向孔121。

在所述无人机2上设置有无线充电接收部（图中未示出），所述无线充电接收部位于所述无人机2尾部的电池仓23内；在所述托板13上设置有无线充电发射部17，通过无线充电的方式对无人机2进行充电，当其中一个无人机2在巡航监控后电力不足时，回落至托板13上并进入到箱体1内，可以直接进行无线充电，非常方便。

所述无线充电发射部17安装于一进给装置上，所述进给装置能够带动所述无线充电发射部17靠近或远离所述无人机2的无线充电接收部。

所述进给装置包括一安装于所述无线充电发射部17上的丝杆181以及套设与所述丝杆181外侧的第二螺母182，所述第二螺母182外侧设置有齿，从而使所述第二螺母182形成一第二从动齿轮182’。所述第二从动齿轮182’能够通过单独设置的电机驱动。当然本实施例中的所述第二从动齿轮182’通过所述驱动电机161驱动，从而保证托板13与无线充电发射部17同时移动，也节省了一个单独的电机成本以及简化了控制方式。

所述第二从动齿轮182’可以与所述主动齿轮164直接进行啮合，当然，也可以像本实施例中的结构，所述第二从动齿轮182’与所述第一从动齿轮162’相啮合，从而使所述主动齿轮164能够驱动所述第二从动齿轮182’转动。当所述驱动电机161驱动所述托板13进入所述窗口111内时，所述第二从动齿轮182’同时被驱动电机161带动而将所述无线充电发射部17收回至位于所述托板13端面上的容纳槽132内；当所述驱动电机161驱动所述托板13向径向内侧移动至靠近所述支架12的位置时，所述第二从动齿轮182’同时被驱动电机161带动而将所述无线充电发射部17从所述容纳槽内送出至靠近无人机2的无线充电接收部的位置。根据实际的情况可以合理地设置第二从动齿轮182’、主动齿轮164、第一从动齿轮162’的齿数，或者合理设置丝杠163与丝杆181的螺纹圈数，从而使丝杠163带动托板13的进给长度大于丝杆181带动无线充电发射部17的进给长度并满足前述位置要求。

所述无线充电发射部17上设置有至少一个第二导向杆183，所述支架12上设置有与所述第二导向杆183相配合的第二导向孔122，如图8、9所示。

所述箱体1可以设置为固定式，也可以设置为可移动式。当箱体1为可移动式时，更具有便携性与灵活性。

本发明的智慧公路系统，还包括基于智慧公路的预警单元。如图11-12所示，所述基于智慧公路的预警单元包括中央控制模块、行人过路触发模块9、车辆经过触发模块8以及智能预警模块；所述行人过路触发模块9与中央控制模块相连，用于捕捉行人过路行为并将捕捉到的触发信号发送至中央控制模块，所述行人过路触发模块9可以是红外传感器、移动传感器或者是图像识别系统；所述车辆经过触发模块8与中央控制模块相连，用于捕捉车辆经过行为并将捕捉到的触发信号发送至中央控制模块；所述智能预警模块与中央控制模块相连，用于接收中央控制模块发送的预警信息并进行预警；所述中央控制模块，用于接收行人过路触发模块或车辆经过触发模块发送的触发信号，并控制所述智能预警模块进行预警。

所述智能预警模块包括广播系统、预警路牌7和/或斑马线预警装置；所述广播系统用于向车内收音机广播预警信息；所述预警路牌7用于显示会车预警信息或行人横穿马路的预警信息，如图11所示，预警路牌7安装于立柱71上，通过太阳能板72提供电力；所述斑马线预警装置包括由多个地灯组件。

所述地灯组件包括灯筒以及漫反射灯罩，所述灯筒埋设于地下并且位于所述斑马线的汽车驶入侧，所述漫反射灯罩安装于所述灯筒的端部并且与所述地面持平，所述灯筒内的灯光能够透过所述漫反射灯罩射出。

当然，为了能够使司机能够在较远的位置看到地灯所发出的光，如图13-15所示，作为地灯组件6的另一种是实施例，所述地灯组件6包括灯筒61、漫反射灯罩62以及设置于所述灯筒61的一侧的钢化玻璃条63；所述灯筒61埋设于地下并且位于所述斑马线100的汽车驶入侧，所述漫反射灯罩62安装于所述灯筒61的端部并且竖直设置，所述钢化玻璃条63水平设置并且与地面持平，钢化玻璃条63的下方设置有空腔64，从而使所述灯筒61内的灯光能够透过所述漫反射灯罩62并从所述钢化玻璃条63射出。所述钢化玻璃条63的长度可以为0.5m~1m，以在保证强度的同时能够满足灯光较远的可见距离。多个所述地灯组件6排成多列，每一列为一个地灯列，多个所述地灯列呈距离斑马线由近到远排列，以延长汽车司机的可视距离，避免因地灯出射角度的问题而使司机在较远距离时无法看到的情况。

所述基于智慧公路的预警单元还包括用于向所述预警路牌以及斑马线预警装置进行供电的热电发电蓄能装置。盛夏，烈日炎炎，热不可耐，而地下深处却清凉爽快，舒适异常。比如上海7月份平均气温是27.8℃，地下0.8米处是24.0℃、1.6米处20.6℃，3.2米处则下降到16.9℃。所以地面最热的时候，地下深处非常凉快。反之，上海1月份平均气温是3.4℃，地下0.8米处是9.8℃，1.6米处是13.1℃，3.2米处则上升到17.3℃。因此，通过设置热电发电蓄能装置，能够为预警路牌以及斑马线预警装置提供辅助电能，相比于太阳能具有较多优势，例如无论白天还是黑夜，阴天或是晴天均能够进行蓄电。如图16所示，所述热电发电蓄能装置包括热电转换装置51、分别位于所述热电转换装置51的受热面和受冷面上的上导热绝缘片52和下导热绝缘片53、分别与所述上导热绝缘片52和下导热绝缘片53接触的上导热板54和下导热板55、将所述热电转换装置51、上导热绝缘片52、下导热绝缘片53、上导热板54以及下导热板55套在其中的隔热筒56，所述隔热筒56向下延伸至地下，所述下导热板55连接于导热金属杆57，所述导热金属杆57向下延伸并且其下端部传出至所述隔热筒56的外侧。所述上导热板54、下导热板55以及热金属杆57优选为铜材质，也可以使用不锈钢材质，或者镍铬合金材质。所述隔热筒56向下延伸至地面以下1～4米的位置，优选为3米的位置。

所述热电发电蓄能装置埋设于地下。所述热电转换装置51的P、N型热电材料依次间隔设置并且相互串联，两端通过导线引出至蓄电池模块，热电发电蓄能装置能够将热能转化成为电能并对蓄电池进行充电，以向预警路牌或斑马线预警装置提供电力。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于智慧公路的移动监控单元，其特征在于：包括箱体以及设置于所述箱体内的无人机，无人机上设置有摄录装置；所述箱体包括顶端的盖板，所述箱体内设置有支架以及多个托板，每个所述托板上设置有能够将无人机固定在托板上的固定装置，每个所述托板通过一驱动机构安装在所述支架上，所述支架与一旋转电机的动力输出端相连，从而使所述支架与托板以及驱动机构能够在所述旋转电机的带动下绕水平轴线旋转；所述盖板上开设有一与所述托板外形轮廓相一致的窗口，所述驱动机构能够驱动所述托板向径向外侧移动从而将所述托板推送至所述窗口内，以及驱动所述托板在所述窗口内向径向内侧收回。

2.如权利要求1所述的基于智慧公路的移动监控单元，其特征在于：所述驱动机构包括固定于支架上的驱动电机、连接于驱动电机动力输出端的第一螺母、与所述第一螺母相配合的丝杠，所述托板固定于丝杠上；所述第一螺母的外侧壁上设置有齿，从而使所述第一螺母形成一第一从动齿轮，所述驱动电机连接于一与所述第一从动齿轮相啮合的主动齿轮。

3.如权利要求1或2所述的基于智慧公路的移动监控单元，其特征在于：所述固定装置包括设置于所述托板上的电磁铁，在所述无人机的支腿底部设置有铁质的受力片。

4.如权利要求1或2所述的基于智慧公路的移动监控单元，其特征在于：在所述无人机上设置有无线充电接收部，在所述托板上设置有无线充电发射部。

5.如权利要求4所述的基于智慧公路的移动监控单元，其特征在于：所述无线充电发射部安装于一进给装置上，所述进给装置能够带动所述无线充电发射部靠近或远离所述无人机的无线充电接收部；所述无线充电接收部位于所述无人机尾部的电池仓内；所述进给装置包括一安装于所述无线充电发射部上的丝杆以及套设与所述丝杆外侧的第二螺母，所述第二螺母外侧设置有齿，从而使所述第二螺母形成一第二从动齿轮；所述主动齿轮能够驱动所述第二从动齿轮转动，并且当所述驱动电机驱动所述托板进入所述窗口内时，所述第二从动齿轮同时被驱动电机带动而将所述无线充电发射部收回至位于所述托板端面上的容纳槽内；当所述驱动电机驱动所述托板向径向内侧移动至靠近所述支架的位置时，所述第二从动齿轮同时被驱动电机带动而将所述无线充电发射部从所述容纳槽内送出至靠近无人机的无线充电接收部的位置。

6.一种智慧公路系统，其特征在于：包括监控单元，所述监控单元包括定点监控单元以及如权利要求1-5任一项所述的基于智慧公路的移动监控单元。

7.如权利要求6所述的智慧公路系统，其特征在于：还包括基于智慧公路的预警单元；所述基于智慧公路的预警单元包括中央控制模块、行人过路触发模块以及智能预警模块；所述行人过路触发模块与中央控制模块相连，用于捕捉行人过路行为并将捕捉到的触发信号发送至中央控制模块；所述智能预警模块与中央控制模块相连，用于接收中央控制模块发送的预警信息并进行预警；所述中央控制模块，用于接收行人过路触发模块发送的触发信号，并控制所述智能预警模块进行预警。

8.如权利要求7所述的智慧公路系统，其特征在于：所述智能预警模块包括斑马线预警装置；所述斑马线预警装置包括多个地灯组件；所述地灯组件包括灯筒、漫反射灯罩以及设置于所述灯筒的一侧的钢化玻璃条；所述灯筒埋设于地下并且位于所述斑马线的汽车驶入侧，所述漫反射灯罩安装于所述灯筒的端部并且竖直设置，所述钢化玻璃条水平设置并且与地面持平，钢化玻璃条的下方设置有空腔，从而使所述灯筒内的灯光能够透过所述漫反射灯罩并从所述钢化玻璃条射出。

9.如权利要求8所述的智慧公路系统，其特征在于：多个所述地灯组件排成多列，每一列为一个地灯列，多个所述地灯列呈距离斑马线由近到远排列。

10.如权利要求8或9所述的智慧公路系统，其特征在于：还包括用于向所述预警路牌或斑马线预警装置进行供电的热电发电蓄能装置；所述热电发电蓄能装置包括热电转换装置、分别位于所述热电转换装置的受热面和受冷面上的上导热绝缘片和下导热绝缘片、分别与所述上导热绝缘片和下导热绝缘片接触的上导热板和下导热板、将所述热电转换装置、上导热绝缘片、下导热绝缘片、上导热板以及下导热板套在其中的隔热筒，所述隔热筒向下延伸至地面以下1～4米的位置，所述下导热板连接于导热金属杆，所述导热金属杆向下延伸并且其下端部穿出至所述隔热筒的外侧。