CN111080939B - 一种交通多功能警示灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及公路警示装置技术领域，特别是一种交通多功能警示灯，提供了一种多方式遥控、可自动测距移动、安全、便捷的多功能可移动警示装置；其解决的技术方案是，包括水平放置的底座，底座上端固定有竖直的伸缩杆，伸缩杆上端安装有声音报警蜂鸣器、红蓝频闪LED灯及太阳能电池板，底座左右两端均有竖直的转动杆，转动杆上端安装有STM32开发版控制的自动伸缩机械臂，底座左右两端安装有32TiBOT‑1履带式车轮；所述的底座上安装有蓄电池、通讯连接装置及激光测试仪；本发明结构巧妙，大大减少了连环事故，提高视觉冲击，有充足的高度，能够提高适用性，方便操作，降低危险性。

Description

一种交通多功能警示灯
技术领域
本发明涉及公路警示装置技术领域，特别是一种交通多功能警示灯。
背景技术
在高速公路上行驶时，经常会遇到驾驶员疲劳、家人晕车、汽车抛锚等一些紧急事情需要临时停车，人们在路边停车时一般会打开警示灯或者在汽车尾部一段距离放置警示牌，普通警示牌放置时需要人为的拿着去到车后方一定距离，但是在高速公路上车辆行驶速度一般都比较快，当行人在放置警示牌的过程中会存在相当大的安全隐患，特别是在晚上、大雾天气、下雨天气等视线严重受阻的情况下，放置警示牌成为一种危险的活动。高速公路上车速比较快，因为放置警示牌而引发的交通事故时有发生。事实上，我国也有不少学者对这方面进行研究，其中专利号为CN209305467U的专利提出了一种多功能三角警示牌，该警示牌在传统的三角警示牌基础上增加了控制模块和SOS求救按钮，控制模块上设有无线发射模块与无线接收模块，通过发射信号被附近其他车辆多功能警示牌接收而提醒附近车辆减速避让，其缺点在于必须其他车辆使用相同的警示牌才能实现预警；此外，专利号为CN209328465U的专利发明了一种折叠式LED三角警示牌，仅仅对警示牌的使用寿命和稳定抗风能力进行设计，尚未达到可移动的功能；专利号为CN110143167A的专利发明了一种车用三角警示牌，可以通过遥控进行控制警示牌移动，但装置仅有可移动功能，对于警示牌的特殊路段要求及警示牌在特殊天气灯光要求没有较好的实用性；除此之外也有功能较为完善的警示装置，其中专利号为CN107021008B的专利一种智能警示设备，该发明包括警示小车和定位装置两部分，在使用过程中是将定位装置放置在故障车辆后方，将警示小车放置在定位装置后方，调整定位装置上摄像头的高度和镜头朝向，通过发送警示指令给警示小车和定位装置，警示小车运动远离定位装置，定位装置监控警示小车在故障车辆所在车道运动，该警示装置实现了警示牌的可移动等多功能，但其使用较为不便，使用前需要手动放置警示小车和定位装置，且定位装置上摄像头的高度和镜头朝向需要临时调节，除此之外，摄像头在夜晚或特殊天气下的有效测距范围有限，且测距范围越远的摄像头的造价越高，所以不具有很好的实用性；另外，一项专利号为CN110106805A的专利发明了一款抛射式自动寻路定位路障装置，该发明在车辆发生事故时警示装置能从车辆尾部的固定板上弹射而出，落地时进行缓冲，然后通过车轮行走至距离车辆尾部150米的地方并通过反光膜对后方来车起到提醒作用，该发明具有良好的使用性，无需人工放置，但是该发明并不能保证警示装置在弹跳过程中不发生倾斜，虽然警示装置的车轮下部安装有缓冲橡胶，但是如果在弹跳过程中装置发生倾斜倾倒，缓冲橡胶将起不到缓冲作用且会对警示装置造成一定的损害。
总的来说，我国对于警示牌的多功能性研究较为完善，但是也都存在不足之处，除此之外传统的三角警示牌在放置过程中有一定的角度和高度的要求，且只有当灯光正面照射时才会起到警示作用，我国对警示牌的这一方面研究还比较少。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，提供了一种多方式遥控、可自动测距移动、安全、便捷的多功能可移动警示装置。
其解决的技术方案是，包括水平放置的底座，底座上端固定有竖直的伸缩杆，伸缩杆上端安装有声音报警蜂鸣器、红蓝频闪LED灯及太阳能电池板，底座左右两端均有竖直的转动杆，转动杆上端安装有自动伸缩机械臂，底座左右两端安装有履带式车轮；所述的底座上安装有蓄电池、通讯连接装置及激光测试仪。
本发明结构巧妙，大大减少了连环事故，提高视觉冲击，有充足的高度，能够提高适用性，方便操作，降低危险性。
附图说明
图1为本发明的多功能移动警示装置的结构示意图。
图2为本发明的多功能移动警示装置的核心部件。
图3为本发明安装在车辆上时的简易示意图。
图中：1、太阳能电池板；2、声音警报蜂鸣器；3、红蓝频闪LED灯；4、伸缩杆；5、底座；6、履带式车轮；7、自动伸缩机械臂；8、转动杆；9、灰度传感器；10、USB接口； 11、感应装置下销子； 14、机械感应装置； 16、吸附装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。
由图1至图3给出，本发明包括水平放置的底座5，底座5上端固定有竖直的伸缩杆4，伸缩杆4上端安装有声音报警蜂鸣器、红蓝频闪LED灯3及太阳能电池板1，底座5左右两端均有竖直的转动杆8，转动杆8上端安装有自动伸缩机械臂7，底座5左右两端安装有履带式车轮6；所述的底座5上安装有蓄电池、通讯连接装置及激光测试仪。
所述的底座5上安装有电源连接器，电源连接器与蓄电池连接，蓄电池与履带式车轮6、声音警报蜂鸣器2、通讯连接装置及激光测试仪、红蓝频闪LED灯3连接，蓄电池通过太阳能电池板1进行电能储备。
所述的履带式车轮6由通讯连接装置控制，并与电源连接，所述的底座5内部安装有灰度传感器9，利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测，以此实现在有效的检测距离内向装置发出信号，使装置能够依道路边线自动移动。
优选的，所述的底座5安装有计算机视觉模块OpenMV，视觉模块应用了限幅滤波，在一定程度上提高了警示装置寻线的稳定性，能够适用各种光线干扰、场地相近色噪声干扰等条件，可识别复杂路况(包括直线、曲线、直角、T字形路口和十字形路口)。
优选的，所述的自动伸缩机械臂7上端安装有吸附装置16，自动伸缩机械臂7通过吸附装置16固定在车辆上，车辆上安装有机械感应装置14，机械感应装置14中的下销子控制吸附装置16的打开或者关闭，当检测到底座5距地面的距离小于1mm时，吸附装置16关闭，自动伸缩臂自动缩回，完成警示装置的下落过程。
警示装置可以通过机械臂的伸缩来实现其自动下落，在警示装置的底座5安装有激光测距仪，当检测到底座5距地面的距离小于1mm时，自动伸缩臂自动缩回，完成警示装置的下落过程，自动伸缩机械臂7的伸缩杆4与转动杆8共同作用，可实现多方位的下落。所述警示装置的下落还可通过遥控器控制。
汽车上安装有压力传感器，其工作状态取决于车辆发生事故时的加速度，当车辆发生事故时，压力传感器检测到车辆碰撞的极大减速度下的惯性力，并将检测到的强度信号传送到车辆后方的机械感应装置14，机械感应装置14通过碰撞强度来判断是否需要启动警示装置。
优选的，所述机械感应装置14安装在车辆尾部，其内部装有控制器，控制器通过压力传感器输入的碰撞信号强度，判断是否启动警示装置。
优选的，所述控制器根据车辆碰撞过程中的速度变化量、碰撞时间和汽车质量来判断车辆的单位质量的比功率大小：
(dP(t)/dt)/m=a(t)a(t)+∆VJ(t)
其中：
P(t)为碰撞过程中的功率；
dP(t)为比功率；
a(t)为碰撞过程中的加速度；
J(t)为碰撞过程中的加速度坡度；
∆V为碰撞过程中的速度变化量；
单位质量比功率，其值大小表示碰撞强度的强弱，
并将其作为启动警示装置的判定指标，比功率法综合判定参数比较全面，对汽车不同碰撞条件下的碰撞具有更好的适应性。
优选的，所述多功能底座5内部装有GPS模块，当车辆出现事故时可以及时的将事故信息发送给紧急联系人。
优选的，所述太阳能电池板1设置成球形，球形警示牌内的红蓝频闪LED灯3为四棱锥形，使得警示灯外观上是半球体，但在晚上或者红蓝频闪LED灯3亮起时从远处各个位置看到该警示牌都是三角形。
优选的，所述通讯连接装置具有无线连接功能，用户可以通过智能手机的APP控制整个装置，通过遥控器或者手机APP启动警示装置，控制器控制电机带动履带式车轮6运转，此时警示装置便可在灰度传感器9的巡线功能依道路边线自动移动，当事故发生力度不足触发机械感应装置14时，也可以通过遥控器控制方式使警示装置从车上下落。
优选的，所述警示牌通过伸缩杆4、转动杆8可实现高度的可调节。
自动伸缩机械臂7及伸缩杆4均可以是简单的液压缸或者气压缸，转动杆8只需要实现其自身保持竖直且能转动即可，现实中有多种结构可以实现，再次不再一一赘述。
优选的，警示牌上的红蓝频闪灯和声音警报蜂鸣器2与电源相连，可同时进行警报。
优选的，所述可移动多功能底座5下部装有履带式车轮6，使得本装置可适应多种路段。
优选的，所述警示装置装有照明装置，照明装置可以实现灰度传感器9在夜晚工作的视觉要求，使得本装置用途广泛。
电源可由USB接口10进行充电。吸附装置16可以是电磁铁或者被电控制的吸盘。
当车辆发生事故时，车辆上的压力传感器通过感应碰撞时的极大减速度下的惯性力，将碰撞信号输入车辆后方的机械感应装置14，机械感应装置14通过碰撞信号的强度来判断是否需要警示装置下落，机械感应装置14被触发后警示装置通过机械臂的伸缩实现自动从车辆上下落，事故信息也会及时发送给紧急联系人，当事故发生力度不足触发机械感应装置14或者汽车需要临时停车时，也可以通过遥控器控制方式使警示装置从车上下落，在警示装置的底座5安装有激光测距仪，当检测到底座5距地面的距离小于1mm时，自动伸缩臂自动缩回，完成警示装置的下落过程，随后通过灰度传感器9的自动识别，视觉模块的使用使警示装置的寻线功能适用于各种天气状况，自动沿道路边线行进，该警示牌在移动过程中红蓝频闪LED灯3红蓝交替亮起，声音警示器响起，同时在自动移动的过程中，可以依据路段的实际情况进行警示牌高度与角度的调节，球形太阳能外壳在白天吸收太阳能储存在蓄电池中，以备应急使用，球壳内的四棱锥警示灯的设计弥补了传统三角警示牌的功能缺陷，及时后方车辆灯光不能直射到警示牌上也能清楚的从各个位置看到频闪的灯光，加之声音蜂鸣器，能有效引起后方车辆的注意。
本发明的优点：
1、半球形警示牌内的红蓝频闪LED灯3设置为四棱锥形，使得警示灯外观上是半球体，但在晚上红蓝频闪LED灯3亮起时从远处各个位置看到该警示牌都是三角形，弥补了传统三角警示牌只有灯光正面照射才会反光的缺点，在警示牌上安装有红蓝频闪LED警报灯和声音警报蜂鸣器2，在车辆出现事故时，对后方车辆进行视觉和听觉上的双重警报，有效提醒后方行驶车辆前方发生事故，注意及时减慢车速，有效弥补了传统警示牌单一的警示功能。
2、在底座5中装有动力装置和通讯连接装置，使得整个警示牌装置可以进行自动遥控移动，底座5内部安装有灰度感应器，在有效的检测距离内向装置发出信号，使装置能够依道路边线自动移动，弥补了传统警示牌需要人工放置的缺点，一定程度上规避了人工放置过程中出现的安全隐患。警示牌上的照明装置可以实现灰度传感器9在夜晚工作的视觉要求。
3、警示牌与底座5之间连接有伸缩杆4，实现了警示装置的高度可调节，尽量适应现场需要，弥补了当车辆在凹形竖曲线路段出现事故时警示牌高度不足的缺点。
4、在可移动多功能底座5装有履带式车轮6，弥补了传统车轮在特殊路段的不适用性，使得本装置可以适应各种路段，同时降低天气状况的影响。
5、该警示装置装有自动伸缩机械臂7，实现了警示装置自动下落、移动，避免了人遭遇突发情况时的不知所措，通过自动伸缩臂来实现警示装置的自动下落也在一定程度上解决了抛射式装置在从车辆后弹跳过程中存在的一些隐患。
6、该警示装置内部装有机械感应装置14，机械感应装置14内包括有压力传感器和GPS模块，可以根据车辆发生碰撞时的加速度来判断是否需要启动警示装置，事故信息也会以短信的形式发送给紧急联系人。另外，如果是车辆需要临时停车或者碰撞力度不能触发传感器时，车主也可以通过遥控器启动警示装置。

Claims (6)

1.一种交通多功能警示灯，其特征在于，包括水平放置的底座（5），底座（5）上端固定有竖直的伸缩杆（4），伸缩杆（4）上端安装有声音报警蜂鸣器、红蓝频闪LED灯（3）及太阳能电池板（1），底座（5）左右两端均有竖直的转动杆（8），转动杆（8）上端安装有STM32开发板控制的自动伸缩机械臂（7），底座（5）左右两端安装有32TiBOT-1履带式车轮（6）；所述的底座（5）上安装有蓄电池、通讯连接装置及激光测试仪；
所述STM32开发板控制的自动伸缩机械臂（7）上端安装有吸附装置（16），自动伸缩机械臂（7）通过吸附装置（16）固定在车辆上，车辆上安装有机械感应装置（14），机械感应装置（14）中的下销子控制吸附装置（16）的打开或者关闭，当检测到底座（5）距地面的距离小于1mm时，吸附装置（16）关闭，STM32开发板控制的自动伸缩臂自动缩回，完成警示装置的下落过程；
所述机械感应装置（14）安装在车辆尾部，其内部装有控制器，控制器通过压力传感器输入的碰撞信号强度，判断是否启动警示装置；
所述控制器根据车辆碰撞过程中的速度变化量、碰撞时间和汽车质量来判断车辆的单位质量的比功率大小：
(dP(t)/dt)/m=a(t)a(t)+∆VJ(t)
并将其作为启动警示装置的判定指标，其中：
P(t)为碰撞过程中的功率；
dP(t)为比功率；
a(t)为碰撞过程中的加速度；
J(t)为碰撞过程中的加速度坡度；
∆V为碰撞过程中的速度变化量；
单位质量比功率，其值大小表示碰撞强度的强弱。
2.根据权利要求1所述的一种交通多功能警示灯，其特征在于，所述的底座（5）上安装有电源连接器，电源连接器与蓄电池连接，蓄电池与履带式车轮（6）、声音警报蜂鸣器（2）、通讯连接装置及激光测试仪、红蓝频闪LED灯（3）连接，蓄电池通过太阳能电池板（1）进行电能储备。
3.根据权利要求1所述的一种交通多功能警示灯，其特征在于，所述的履带式车轮（6）由通讯连接装置控制，并与电源连接，所述的底座（5）内部安装有TCRT5000灰度传感器模块（9），利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测，以此实现在有效的检测距离内向装置发出信号，使装置能够依道路边线自动移动。
4.根据权利要求1所述的一种交通多功能警示灯，其特征在于，所述的底座（5）安装有计算机视觉模块OpenMV，视觉模块应用了限幅滤波。
5.根据权利要求1所述的一种交通多功能警示灯，其特征在于，所述太阳能电池板（1）设置成球形，球形警示牌内的红蓝频闪LED灯（3）为四棱锥形，使得警示灯外观上是半球体。
6.根据权利要求1所述的一种交通多功能警示灯，其特征在于，警示牌上的红蓝频闪灯和声音警报蜂鸣器（2）与电源相连。
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