CN111932906A - 一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,包括应急智能杆主体、地面控制模块和后台中心模块;应急智能杆主体包括底座、灯杆、信号显示组件,位于灯杆顶部的箱体,以及与箱体内部自动盘线器相连的系留式无人机,系留式无人机上携带有两个摄像机,对准每个路口的箱体侧面设有电子摄像头。通过两个摄像机对各路口进行全景拍摄,结合对应每个路口的电子眼摄像头对所有路口的计算结果进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案,并将时间分配方案传输到交通信号灯。总之,本发明设计合理,方便可行,能够提高路口的通行效率。
Description
技术领域
本发明属于交通技术领域,具体涉及一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统。
背景技术
交通信号灯是交通指挥中的重要组成部分,是道路交通的基本语言。在现实生活中大部分交通信号灯都是固定设置的,但是遇到其它特殊情况发生时,需要交通民警在现场指挥交通,并且这种情况无法快速设置固定的交通信号灯,这样就给交通带来了不方便,因此可移动的应急型交通信号灯应运而生,但是大部分应急交通信号灯仅仅是具备交通指挥的作用,并不能对各支路口的情况全部进行监控到位,易发生交通违法事故。
此外,随着应急交通路口往往交通情况复杂,传统的应急交通信号灯采用静态的时间分配策略,无法适配动态变化的路况,经常造成无效等待时间的出现,大大降低了各路口的通行效率。
发明内容
针对以上存在的技术问题,本发明提供一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统。
本发明的技术方案为:一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,包括应急智能杆主体、地面控制模块和后台中心模块;
应急智能杆主体包括带有锁定万向轮的底座,位于底座内部的蓄电池,垂直安装在底座上的灯杆,围绕在灯杆上部四周的信号显示组件,用于进行交通指挥;
位于灯杆顶部的箱体,箱体内部设有自动盘线器,自动盘线器内的线缆一端向下贯穿空心的灯杆并延伸至底座与蓄电池电性连接,线缆的另一端向上贯穿箱体顶板与位于箱体顶部外侧的无人机电性连接;
连接在无人机底部的T形支架,T形支架上分别固定有主摄像机和副摄像机,主摄像机和副摄像机位于同一水平线上且均与地面形成俯视角度,用于在无人机位于高空时对交通路口进行大范围全景拍摄,以此获取实时路口远景的交通数据;
安装在箱体四个侧面的电子眼摄像头,每个电子眼摄像头对应一个路口,用于获取实施路口近景的交通数据;
地面控制模块安装于底座内,用于将应急智能杆上搭载的主摄像机、副摄像机、电子眼摄像头采集到的交通数据发送至后台中心模块,并由后台中心模块进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案并将时间分配方案传输到信号显示组件进行显示。
进一步地,地面控制模块包括数据存储中心、无线信号收发器、PLC控制芯片,数据存储中心用于暂存交通数据并将这些数据通过无线信号收发器发送至后台中心模块;PLC控制芯片是用于通过无线信号收发器接收后台中心模块的反馈信息,用于控制信号显示组件、无人机、自动盘线器的运行。
进一步地,主摄像机采用彩色摄像头,副摄像机采用黑白摄像机。将黑白视频和彩色视频进行合成,具有增强图形清晰感的优点,可增加识别精度。
进一步地,信号显示组件的每个侧面上均设有用于显示颜色的信号显示灯和用于显示时间的信号显示屏。
进一步地,T形支架包括通过螺纹连接在无人机底部中心位置的螺杆,螺杆内为空心结构用于线缆穿过,螺杆的水平两端各连接有一个臂板,臂板的下方设有用于放置主摄像机或者副摄像机的固定框体,固定框体底部设有用于露出摄像头的窗口,固定框体的两侧横向设有用于对主摄像机或者副摄像机进行限位的紧固螺栓。通过T形支架可携带双摄像机进行稳定拍摄,稳定性好从而画质更加清晰,便于分析计算。
进一步地,箱体顶部设有四个开口向上的限位槽,限位槽用于固定无人机的脚架,在限位槽内设有激光发生器,且在无人机的脚架上设有激光接收器,通过激光发生器与激光接收器的匹配实现脚架与限位槽的定位。进而可实现对无人机的固定,防止其掉落。
进一步地,底座为圆柱形,在底座四周设有环形防撞保险杠,防撞保险杠上缠绕有警示标志。可减少位于路中心的信号灯被撞的几率。
进一步地,灯杆下部设有以灯杆为中心轴的空心圆台,在空心圆台的侧面上铺设有与蓄电池电压匹配的柔性太阳能电池板。利用柔性太阳能电池板可无空缺铺设在空心圆台的侧表面,铺设面积更大,太阳能利用率越高,采用与蓄电池电压匹配可实现柔性太阳能电池板转化的电能直接存储于蓄电池中不易发生电流倒灌。
进一步地,底座底部还设有剪式千斤顶,剪式千斤顶的头部与底座底部中心位置固定连接,剪式千斤顶的支撑座悬空于地面,通过转动上、下支承臂之间的丝杆来控制支撑座与地面的距离。利用剪式千斤顶可增加信号灯的稳定性,防止其滑动。
本发明的有益效果为:本发明的应急信号灯上的顶部设有系留式无人机,利用系留式无人机飞到路口中心一定高度,采用彩色的主摄像机和黑白的副摄像机对各个路口的全景进行拍摄,将拍摄的视频画面同步传输回后台中心模块,经过图像处理将黑白视频和彩色视频进行合成,进而增加图形清晰度,结合对应每个路口的电子眼摄像头对所有路口的计算结果进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案,并将时间分配方案传输到交通信号灯。本发明的应急信号灯可对十字交通路口的每个路口进行实时监控,并且系留式无人机采用线缆牵引进行供电,因此不需要单独供电,续航能力大大提高。总之,本发明设计合理,方便可行,能够根据实时路况动态调节交通信号灯的时间分配方案,提高路口的通行效率。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图;
图2是本发明无人机的立体示意图;
图3是本发明无人机与箱体顶部的连接剖视图;
图4是本发明图3中A处放大示意图;
图5是本发明T形支架的结构示意图;
图6是本发明的剪式千斤顶上收时状态图;
图7是本发明的剪式千斤顶下放时状态图。
其中,1-底座、2-锁定万向轮、3-蓄电池、4-灯杆、5-信号显示组件、6-箱体、7-自动盘线器、8-线缆、9-无人机、10-T形支架、11-主摄像机、12-副摄像机、 14-电子眼摄像头、15-信号显示灯、16-信号显示屏、17-螺杆、18-臂板、19-固定框体、20-窗口、21-紧固螺栓、22-限位槽、23-脚架、24-激光发生器、25-激光接收器、26-环形防撞保险杠、27-警示标志、28-空心圆台、29-柔性太阳能电池板、 30-剪式千斤顶、31-支撑座、32-上支承臂、33-下支承臂、34-丝杆。
具体实施方式
如图1所示,一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,包括应急智能杆主体、地面控制模块和后台中心模块;应急智能杆主体包括带有锁定万向轮2的底座1,位于底座1内部的蓄电池3,垂直安装在底座1上的灯杆 4,围绕在灯杆4上部四周的信号显示组件5,用于进行交通指挥;信号显示组件5的每个侧面上均设有用于显示颜色的信号显示灯15和用于显示时间的信号显示屏16。如图1所示,底座1为圆柱形,在底座1四周设有环形防撞保险杠 26,防撞保险杠上缠绕有警示标志27。可减少位于路中心的信号灯被撞的几率。如图1所示,灯杆4下部设有以灯杆4为中心轴的空心圆台28,在空心圆台28 的侧面上铺设有与蓄电池3电压匹配的柔性太阳能电池板29。利用柔性太阳能电池板可无空缺铺设在空心圆台的侧表面,铺设面积更大,太阳能利用率越高,采用与蓄电池电压匹配可实现柔性太阳能电池板转化的电能直接存储于蓄电池中不易发生电流倒灌。
如图6和7所示,底座1底部还设有剪式千斤顶30,剪式千斤顶30的头部与底座1底部中心位置固定连接,剪式千斤顶30的支撑座31悬空于地面,通过转动上、下支承臂33之间的丝杆34来控制支撑座31与地面的距离。利用剪式千斤顶30可增加信号灯的稳定性,防止其滑动。
如图1和3所示,位于灯杆4顶部的箱体6,箱体6内部设有自动盘线器7,自动盘线器7内的线缆8一端向下贯穿空心的灯杆4并延伸至底座1与蓄电池3 电性连接,线缆8的另一端向上贯穿箱体6顶板与位于箱体6顶部外侧的无人机 9电性连接;
如图2所示,连接在无人机9底部的T形支架10,T形支架10上分别固定有主摄像机11和副摄像机12,主摄像机11和副摄像机12位于同一水平线上且均与地面形成俯视角度,用于在无人机9位于高空时对交通路口进行大范围全景拍摄,以此获取实时路口远景的交通数据;如图5所示,T形支架10包括通过螺纹连接在无人机9底部中心位置的螺杆17,螺杆17内为空心结构用于线缆8 穿过,螺杆17的水平两端各连接有一个臂板18,臂板18的下方设有用于放置主摄像机11或者副摄像机12的固定框体19,固定框体19底部设有用于露出摄像头的窗口20,固定框体19的两侧横向设有用于对主摄像机11或者副摄像机 12进行限位的紧固螺栓21。通过T形支架10可携带双摄像机进行稳定拍摄,稳定性好从而画质更加清晰,便于分析计算。其中,主摄像机11采用彩色摄像头,副摄像机12采用黑白摄像机。将黑白视频和彩色视频进行合成,具有增强图形清晰感的优点,可增加识别精度。
如图1所示,安装在箱体6四个侧面的电子眼摄像头14,每个电子眼摄像头 14对应一个路口,用于获取实施路口近景的交通数据;地面控制模块安装于底座1内,用于将应急智能杆上搭载的主摄像机11、副摄像机12、电子眼摄像头 14采集到的交通数据发送至后台中心模块,并由后台中心模块进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案并将时间分配方案传输到信号显示组件5进行显示。其中,地面控制模块包括数据存储中心、无线信号收发器、PLC控制芯片,数据存储中心用于暂存交通数据并将这些数据通过无线信号收发器发送至后台中心模块;PLC控制芯片是用于通过无线信号收发器接收后台中心模块的反馈信息,用于控制信号显示组件5、无人机9、自动盘线器7的运行。
如图1、3和4所示,箱体6顶部设有四个开口向上的限位槽22,限位槽22 用于固定无人机9的脚架23,在限位槽22内设有激光发生器24,且在无人机9 的脚架23上设有激光接收器25,通过激光发生器24与激光接收器25的匹配实现脚架23与限位槽22的定位。进而可实现对无人机9的固定,防止其掉落。
本实施例的工作方法为:使用时,操作人员将信号灯通过底座1底部的锁定万向轮2推至指定的路中心位置,并调整方向使得每个信号显示灯15、信号显示屏16指向一个路口,转动剪式千斤顶30的丝杆34,使得上支承臂32、下支承臂33上下距离增大,并使得支撑座31接触到底面作为防滑支撑。通过后台中心模块发送信号由地面控制模块控制自动盘线器7释放线缆8以及控制无人机9 起飞,无人机9通过线缆8牵引并进行供电,当飞到一定高度的无人机9携带的主摄像机11、副摄像机12对路口的路况进行全景俯拍,主摄像机11为彩色摄像机,副摄像机12为黑白摄像机,两个摄像机将拍摄到的图像通过无线信号传输回后台中心模块,后台中心模块将黑白视频和彩色视频进行合成,增强图形清晰感,从而根据拍摄到的视频画面和电子眼摄像头14获取各个支路上的车辆位置、车辆速度、行人位置、行人速度等交通数据;根据当前位置和速度预算各个车辆和行人到达路口的时间,对所有路口的计算结果进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案,并将时间分配方案传输到交通信号灯,经由信号显示灯15、信号显示屏16予以显示,达到动态分配的目的。当不使用时,由后台中心模块发送信号由地面控制模块控制自动盘线器7回收线缆8以及控制无人机9回落,当无人机9脚架23上的激光接收器25与位于箱体6顶部限位槽22内的激光发生器24匹配后,脚架23落入限位槽22内进行固定。
Claims (9)
1.一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,包括应急智能杆主体、地面控制模块和后台中心模块;
所述应急智能杆主体包括带有锁定万向轮(2)的底座(1),位于底座(1)内部的蓄电池(3),垂直安装在所述底座(1)上的灯杆(4),围绕在所述灯杆(4)上部四周的信号显示组件(5),用于进行交通指挥;
位于灯杆(4)顶部的箱体(6),所述箱体(6)内部设有自动盘线器(7),所述自动盘线器(7)内的线缆(8)一端向下贯穿空心的灯杆(4)并延伸至底座(1)与所述蓄电池(3)电性连接,所述线缆(8)的另一端向上贯穿箱体(6)顶板与位于箱体(6)顶部外侧的无人机(9)电性连接;
连接在所述无人机(9)底部的T形支架(10),所述T形支架(10)上分别固定有主摄像机(11)和副摄像机(12),所述主摄像机(11)和副摄像机(12)位于同一水平线上且均与地面形成俯视角度,用于在无人机(9)位于高空时对交通路口进行大范围全景拍摄,以此获取实时路口远景的交通数据;
安装在箱体(6)四个侧面的电子眼摄像头(14),每个所述电子眼摄像头(14)对应一个路口,用于获取实施路口近景的交通数据;
所述地面控制模块安装于底座(1)内,用于将应急智能杆上搭载的主摄像机(11)、副摄像机(12)、电子眼摄像头(14)采集到的交通数据发送至所述后台中心模块,并由后台中心模块进行综合运算,得出当前路况下所有车辆和行人的平均等待时间最短的交通信号灯时间分配方案并将时间分配方案传输到信号显示组件(5)进行显示。
2.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述地面控制模块包括数据存储中心、无线信号收发器、PLC控制芯片,所述数据存储中心用于暂存交通数据并将这些数据通过所述无线信号收发器发送至后台中心模块;所述PLC控制芯片是用于通过无线信号收发器接收后台中心模块的反馈信息,用于控制信号显示组件(5)、无人机(9)、自动盘线器(7)的运行。
3.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述主摄像机(11)采用彩色摄像头,所述副摄像机(12)采用黑白摄像机。
4.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,信号显示组件(5)的每个侧面上均设有用于显示颜色的信号显示灯(15)和用于显示时间的信号显示屏(16)。
5.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述T形支架(10)包括通过螺纹连接在所述无人机(9)底部中心位置的螺杆(17),螺杆(17)内为空心结构用于所述线缆(8)穿过,螺杆(17)的水平两端各连接有一个臂板(18),所述臂板(18)的下方设有用于放置所述主摄像机(11)或者副摄像机(12)的固定框体(19),所述固定框体(19)底部设有用于露出摄像头的窗口(20),固定框体(19)的两侧横向设有用于对主摄像机(11)或者副摄像机(12)进行限位的紧固螺栓(21)。
6.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述底座(1)为圆柱形,在底座(1)四周设有环形防撞保险杠(26),所述防撞保险杠上缠绕有警示标志(27)。
7.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,在所述底座(1)四周设有缠绕有警示标志(27)有环形防撞保险杠(26)。
8.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述灯杆(4)下部设有以灯杆(4)为中心轴的空心圆台(28),在所述空心圆台(28)的侧面上铺设有与所述蓄电池(3)电压匹配的柔性太阳能电池板(29)。
9.如权利要求1所述的一种与多功能智能杆联动的应急交通信号灯自动控制系统,其特征在于,所述底座(1)底部还设有剪式千斤顶(30),所述剪式千斤顶(30)的头部与底座(1)底部中心位置固定连接,剪式千斤顶(30)的支撑座(31)悬空于地面,通过转动上、下支承臂(33)之间的丝杆(34)来控制所述支撑座(31)与地面的距离。
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