CN111945601A - 一种智能化路面标示线、防滑槽系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化路面标示线、防滑槽系统，包括：可编程序的电脑软件，其用于控制画线机或者刻纹机将防滑槽按需要进行粗细、深浅、疏密的预设布置和标示线表面形状规律控制，使之成为语音或者数据的信使，使它们的组合能表达语音、乐音、数据信息；轮状器械碾压标示线或防滑槽后会随着预设的规律震动而还原出声音或数据；轮子的震动将由行车电脑或车载导航器通过震动传感器识别并甄选后读取还原并利用之。本发明在不改变原有设施所具有的功能的前提下，在修建道路、街道、室内通道、器械通行轨道上，通过使用技术手段控制震鸣条、震鸣粒、防滑槽的形状、大小、排布规律以及标示线表面结构形状，使之成为语音和数据的信使。

Description

一种智能化路面标示线、防滑槽系统

技术领域

本发明属于物理学声学技术领域，具体涉及一种智能化路面标示线、防滑槽系统。

背景技术

现行交通道路的路面铺装和防滑槽设置中，有多个方面使用了震鸣粒和震鸣条以及防滑槽，如：高速公路的最左边线，设置了带凸点的预制砖，叫震鸣粒，当车辆压上去后会产生“嗡嗡”噪音；在企事业单位门口、学校的大门口、高速路长坡处，隧道口等地，设置了震鸣带和震鸣条，车辆通过时，车轮会随着震鸣条受迫震动，产生强烈的“隆隆”噪音；水泥路面，都刻有防滑槽，当车轮碾过刻有这些槽纹的路面时，轮胎会发出“呜呜”的噪音。经过仔细的观察发现，粗大的震鸣条，发出的噪音频率较低，细致整齐的震鸣粒发出的噪音频率会变高，而更细密的防滑槽发出的噪音更尖，频率更高。在目前我国的公路中修建标准中（包括外国），尚未对这些鸣音和噪音进行修饰利用，它们的设置也是不带有语音和数据信息的。

现有的道路修建铺装工艺中，所设置的行车线、震鸣条、震鸣粒、防滑槽，使用的是国家统一规定的规格，用普通机械工艺加工取得的，都是固定样式的，车辆碾压后只能产生无规律的噪音，噪音中也没有包含任何语音信息和数据信息。为此，我们提出一种智能化路面标示线、防滑槽系统，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能化路面标示线、防滑槽系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能化路面标示线、防滑槽系统，包括：

可编程的电脑软件，其用于控制画线机将标示线表面形状规律进行控制；其用于控制刻纹机将防滑槽按需要对防滑槽进行粗细、深浅、疏密的预设布置，让标示线、防滑槽形成语言信息或者数据信息的组合体，使标示线、防滑槽成为语音或者数据的信使；

轮状器械碾压标示线或防滑槽后会随着预设的规律震动而还原出声音或数据，标示线、防滑槽预设布置的是语音规律，轮子将发出语音；

所述标示线、防滑槽预设布置的是电脑语言或条形码规律，轮子的震动将由行车电脑或车载导航器通过震动传感器识别并甄选后读取还原并利用之。

优选的，当路面为沥青路面时，画线机采用快干涂料喷涂在路面上画出标示线、指示区域，将标示线、指示区域表面的形状与进行预设布置形成防滑层；当路面为沥青路面时，用设置了语音、乐音或数据信息的预制砖在路面进行埋设；当路面为水泥路面时，刻纹机在路面上依据电脑程序进行切割开槽后形成防滑槽；用预设了语音、乐音、数据的预制砖替代街道上的盲道砖；在室内路面磨刻或印制标示线，为执勤机器人或扫地机器人提供数据信息。

优选的，当车辆在有三车道的高速公路的超车道上以时速80行驶时，此车道的限速范围是100-120km/h，车轮压过刻有语音信息的防滑槽的路面时，车轮会发出事先预刻的语音信息：“超车道，限速120”；

同时，行车电脑或车载导航系统读到该提示信息时能判断出车辆所处车道信息与限速信息，并根据当前车速判断出该车车速超慢，进而发出更详细的提示：“您正在超车道上行驶，车速低于最低限速100，会影响到其他车辆通行，请提速，或向右变换车道进入行车道，以防追尾。”。

优选的，可以直观地将道路的限速、车道、路牌、所处位置信息，用语音或数据的形式提醒驾驶者和行车电脑。

优选的，把高速公路的最左边线用语音和数据信息设置后，当车辆碾压到最左边线时，车轮会连续发出语音警告：“压左边实线”，代替以前的嗡嗡震鸣音，同时行车电脑或车载导航系统读到该提示信息后会显示向右转航提示。

优选的，所述语音信息和数据信息可以是单独的，也可以是配合路牌和标线的，而且它是一个100%的即时路况提示，误差很小，配合现有的行车电脑或车载导航系统，使交通事件更人性化，使人工智能控制更准确。

优选的，把带有六位小数的经纬度数据刻于路面后，车辆驰过时就可以读出高精度的位置信息；高山、长隧道、信号塔交界处，强电磁辐射区，很容易产生定位错误，在遇电磁干扰或黑客网络入侵时无法使用网络和卫星定位，行车电脑或车载导航系统获取的定位信息可做为基础导航数据执行，同时车辆本身可以做为一个标准定位源，反哺无人机或其它有需要的飞行器进行定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，本发明在不改变原有设施所具有的功能的前提下，在修建道路、街道、室内通道、器械通行轨道上，通过使用技术手段控制震鸣条、震鸣粒、防滑槽的形状、大小和排布规律，使之成为语音和数据的信使，车轮碾压后会随着预设的规律震动而还原出语音或数据。如果预设的是语音规律，车轮将发出语音；如果预设的是电脑语言或条形码规律，车轮的震动将由行车电脑或车载导航所识别并读取还原并利用之。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例如下：

一种智能化路面标示线、防滑槽系统，包括：

可编程序的电脑软件，其用于控制画线机或者刻纹机将防滑槽按需要进行粗细、深浅、疏密、的预设布置和标示线表面形状规律控制，使之成为语音或者数据的信使，使它们的组合能表达语音、乐音、数据信息；

轮状器械碾压标示线或防滑槽后会随着预设的规律震动而还原出声音或数据，标示线、防滑槽预设布置的是语音规律，轮子将发出语音；

所述标示线、防滑槽预设布置的是电脑语言或条形码规律，轮子的震动将由行车电脑或车载导航器通过震动传感器识别并甄选后读取还原并利用之。

具体的，当路面为沥青路面时，画线机采用快干涂料喷涂在路面上画出标示线、指示区域，将标示线、指示区域表面的形状与进行预设布置形成防滑层；当路面为沥青路面时，用设置了语音、乐音或数据信息的预制砖在路面进行埋设；当路面为水泥路面时，刻纹机在路面上依据电脑程序进行切割开槽后形成防滑槽；用预设了语音、乐音、数据的预制砖替代街道上的盲道砖；在室内路面磨刻或印制标示线，为执勤机器人或扫地机器人提供数据信息。

具体的，当车辆在有三车道的高速公路的超车道上以时速80行驶时，此车道的限速范围是100-120km/h，车轮压过刻有语音信息的防滑槽的路面时，车轮会发出事先预刻的语音信息：“超车道，限速120”；

同时，行车电脑或车载导航系统读到该提示信息时能判断出车辆所处车道信息与限速信息，并根据当前车速判断出该车车速超慢，进而发出更详细的提示：“您正在超车道上行驶，车速低于最低限速100，会影响到其他车辆通行，请提速，或向右变换车道进入行车道，以防追尾。”。

具体的，可以直观地将道路的限速、车道、路牌、所处位置信息，用语音或数据的形式提醒驾驶者和行车电脑。

具体的，把高速公路的最左边线用语音和数据信息设置后，当车辆碾压到最左边线时，车轮会连续发出语音警告：“压左边实线”，代替以前的嗡嗡震鸣音，同时行车电脑或车载导航系统读到该提示信息后会显示向右转航提示。

具体的，所述语音信息和数据信息可以是单独的，也可以是配合路牌和标线的，而且它是一个100%的即时路况提示，误差很小，配合现有的行车电脑或车载导航系统，使交通事件更人性化，使人工智能控制更准确。

具体的，把带有六位小数的经纬度数据刻于路面后，车辆驰过时就可以读出高精度的位置信息；高山、长隧道、信号塔交界处，强电磁辐射区，很容易产生定位错误，在遇电磁干扰或黑客网络入侵时无法使用网络和卫星定位，行车电脑或车载导航系统获取的定位信息可做为基础导航数据执行，同时车辆本身可以做为一个标准定位源，反哺无人机或其它有需要的飞行器进行定位。

具体的，扩展应用，在环境稳定的区域，如室内路面，可用明暗相间的反光条进行预设布置，当器械通过时可使用光电转换读取信息。

本系统的必要性和可行性分析：

a、必要性。本发明的灵感来源于驾车过程中。我们在长途驾车行经陌生地区时，有时为了看路牌而不得不将视线离开路面，对于陌生路牌的识别需要较多的时间，视线长时间离开路面而车速又很快时，很容易错过路口，视线长时间离开路面更容易引发交通事故，此类案件不胜枚举，在这里不赘述。由此联想，如果让道路自己讲话代替看路牌这动作该多好呀，于是产生了这个发明，让驾驶者视线不用离开路面而得知道路信息情况，强化交通安全性。现代化的交通工具智能程度越来越高，对道路上的各信息提示更为依赖，所以道路的信息化势在必行。不管社会变化会有多快多剧烈，以人为本的基本原则还是不可撼动的。所以交通的安全性、拟人性尤为重要。道路用语音、数据提示代替特殊路段的震鸣音时，用人性化语音提示驾乘人员当前的路况信息，增加行车的乐趣，可以除去震鸣条所带来的驾乘不舒适感，而且，过多的震鸣条也容易造成快速通过的车辆的方向和刹车失控失灵。在进入城区的道路上布设道路语音提示模块，介绍城市状况，树立城市形象，弘扬城市文化，可以增加城市存在感。这种做法等同城市上空飘扬着的象征该城市地理位置的短波和调频信号；等同于手机跨区时发送的欢迎短信。

b、可行性。由于在描述该发明时，一般民众无法理解：道路为什么会自己讲话，是不是使用了电子设备。其实这个过程中没有电子设备的参与，只是一个纯粹的机械震动过程。用留声机的工作原理可以很完美地诠释本发明。

留声机（非电唱机），是一种纯机械性的东西，它不包含电子元件，留声机记录声音时，声音通过号筒收集音频信号，音频信号压迫鼓膜使鼓膜受迫震动，鼓膜连接着钢针，钢针尖紧贴着带有槽轨的胶盘，钢针随着鼓膜震动而震动，并在转动的胶盘槽上刻出痕迹；当留声机放音时，是把探针放在转动的胶盘槽中，探针和鼓膜相连，随着胶盘的转动，探针会跟着槽中划痕震动，从而使连着的鼓膜跟着震动，鼓膜的震动会发音，通过号筒把声音加强放大，发出的声音和录制时的声音是一样的。

当我们把留声机放大三千倍，让圆盘上原来1毫米大小的轨槽有3米大，让原来0.6毫米大小的探针有1.8米大，在其它物理性状同时放大后，这么大的留声机照样是可以放出声音来的。那么就很容易理解，如果事先在公路上刻印出声音槽纹，然后当车辆碾过时，自然会发出事先预设好的声音来呀。同理，如果事先刻画的是电脑语言等数据信息，车轮碾过时就会震出相应的电脑语言数据来，当然，电脑语言数据是需要行车电脑或车载导航进行识别和读取的。

综述：逆向行车时将不能听到任何语音提示，只有轻微噪音，这是由于声波不具备逆向还原的特定规律所限制的。同理可得：防滑槽按预定声纹规律磨刻时，轮胎压过后还原的将是声音。

1、设置后的防滑槽碾压后为什么会产生语音而不是噪音。

很多人可能会在心里产生疑问：为什么整齐规律的防滑槽，碾压后产生的是噪音，而排布看上去杂乱的数据流防滑槽，碾压后却可以还原数据。解释这个现象，我们将从以下两个已经存在的事实切入说明。

事实一，轮胎的降噪原理。开过车的人都知道，不同花纹的轮胎在行驶时产生的噪音会有大有小，越是整齐规律花纹的轮胎产生的噪音越大；但没有花纹的轮胎并不会没有噪音，只是噪音略小于整齐花纹的轮胎；而胎纹杂乱无章的轮胎，产生的噪音反而越小。当然，从技术层面来讲，轮胎花纹的杂乱还是遵循一定章法的，只是这章法属于别人的专利范畴，这里不予讨论。

事实二，留声机的噪音。留声机在光滑空白的、没有录制过的唱盘上播放时，听到的是“唦唦唦唦”的噪音；而当留声机在录制了乐音、看上去很粗噪的唱盘上播放时，听到的却是美妙的乐音。

以上两种现象，说明整齐并不代表静音，只有掌握了声波的特性，巧妙地利用，就能为我所用。这些都是基本的物理原理，是既定的也是现实存在的，对于这些现象，我们只需悉知、铭记、掌握，不必去质疑、辩论。

2、声音频率范围是否适合加工。

人类发音极限频率范围在85Hz到8000Hz，正常语音频率是在150－1100Hz的范围，男音偏低，女声偏高（数据来源于百度），过高的频率在制作频谱时所要刻印的槽纹密度会增大，这样一来会降低的槽纹的机械强度，使槽纹容易损坏，降低使用寿命，所以用男低音来表达道路语音提示更合适。当我们用800Hz为主要参考频率时，正常人语速为每分钟200字，每秒约3.4个字，当限速为120公里/时，车辆每秒行驶约34米，每个字则需要用十米路面来表达，那么每个坑、槽或凸条、凸点的间隔约为4.125厘米，可以加工实施，也不影响路面防滑功能，音模的强度也有保障。以此类推，时速80、60、40时，加工间隔度为2.75、2.08、1.375厘米，只要修路时所用的材料是达标的，施工手段是合规的，加工实施都是可行的，用于还原800Hz以内的音频是毫无压力，强度也有保障，因为我们在观察现成道路时发现，当路面的防滑槽单条切划规格是3x3mm的宽x深时，只要施工合规，材料保质，就算通行十年，沟槽仍然是很清晰规整的。虽然限速越低，槽纹的刻划密度越大，槽纹的强度也会越小，但同样，低限速时车辆对路面的冲击也会变小。所以对槽纹的影响不大。（这里不讨论超限车辆和钢履带车辆的通行产生的损坏和长期水淹路面水流对路面的侵蚀）在这里，水泥路的施工效果优于沥青路。

3、槽纹的深浅程度会不会影响行车和通行。

扬声器是常见的发音工具。在观察扬声器工作时能发现，室内家用扬声器在表达语音时振幅并不大，一般很难超过5mm的振幅。同时，现行道路中的防滑槽的规格在3X3mm宽X深规格时，都会产生很明显的噪音了。由此我们可以知道，在制做道路语音编码提示槽来表达语音时，刻深和凸起可以控制在±3mm（总程6mm）以内，这个幅度就可以达到理想播报状态，同时也不影响道路的正常通行限速。

4、轮胎是软性的，如何保证碾压路面会发出语音。

本发明所还原的语音，是比较基础的、常用易懂的口令性语音，听起来如同小贩用来拉生意的那种喊话器的效果，虽然不是十分清晰，但是可以听懂可以辨识。本发明虽不适合用作乐音刻划和还原，但可以肯定的是，在生产和使用的过程中，不断的对工艺和材料的改进，会将还原效果逼近人们的理想范围。

5、设置好的路面装置被填满、损坏了会失去效果。

在这里说明两点，一点是本发明装置的设立，是一个辅助性质的，不是主导性质的，有它，社会更完美，没它，社会也正常；第二点，不管有没有设置本发明，路面的脏污损坏，最直接的办法是对路面进行保养和维修，保养和维修后，路面将恢复其应有的功能。同时，可以采用不同的生产工艺，尽可能地避免装置失效的发生，比如防滑槽，可以用深浅程度来表达0、1，但深浅程度容易被杂物所干扰，那么我们可以用宽窄的方式表达0、1；可以用弧形、锥形、矩形等不同形状的加工方式设立防滑槽，让它避开杂物干扰的频段，还原语音。至如具体如何加工实现，则是机械加工与机械震动原理的范畴了。

综上所述，与原有技术相比，现有技术可有以下明显不同的表现：

1、当车辆在有三车道的高速公路的超车道上以时速80行驶时，此车道的限速范围是100-120km/h，车轮压过刻有语音信息的防滑槽的路面时，车轮会发出事先预刻的语音信息：“超车道，限速120”，同时，行车电脑或车用导航系统读到该提示信息时能判断出车辆所处车道信息与限速信息，并根据当前车速判断出该车车速超慢，进而发出更详细的提示：“您正在超车道上行驶，车速低于最低限速100，会影响到其他车辆通行，请提速，或向右变换车道进入行车道，以防追尾。”

2、把高速公路的最左边线用语音和数据信息设置后，当车辆碾压到最左边线时，车轮会连续发出语音警告：“压左边实线”，代替以前的嗡嗡震鸣音，同时行车电脑或车用导航系统读到该提示信息后会显示向右转航提示。

3、当使用电脑编码数据对路面进行设置时，在电脑数据中加入该路点的带有六位小数的经纬度数据后，就可以在不依赖网络的前提下，为行进中的车辆提供精确到米的位置信息，辅助车载导航软件修正其因卫星信号过弱、无网络联接、IP地址变化、自然或人为电磁干扰等因素而产生的定位误差；同样，用编码数据标记路面里程，当车辆通过时，行车电脑可以计算出较准确的车速参考值。

4、在公路上使用了带有信息的震鸣条、震鸣粒、防滑槽时，可以直观地将道路的限速、车道、路牌、所处位置等信息，用语音或数据的形式提醒驾驶者和行车电脑，可以适当减少驾驶者用眼去观察路牌的时间，提高行车安全系数；相对于行车电脑或车载导航系统来说，道路上布设一定密度的经纬度编码设置可以辅助修正导航数据，为车辆提供精确的位置信息和所处何种车道信息，对车辆做出正确的操作建议，目前的导航设备，还不能提供准确的车道信息，但随着人工智能驾驶的到来，交通工具将对本身所处的车道名称也是有明确要求要知道的；在城市、街道、室内预设路面数据信息，可以为通过该处的行人、轮式执勤机器人、移动人工智能提供相应信息。

5、这些语音和数据信息，可以是单独的，也可以是配合路牌和标线的，而且它是一个100%的即时路况提示，误差很小，配合现有的行车电脑和导航软件，使交通事件更人性化，使人工智能控制更准确。高山、长隧道、信号塔交界处，强电磁辐射区，很容易产生定位错误，在遇敌对势力强烈的电磁干扰或黑客网络入侵时，本定位信息可做为脱网基础导航数据执行，同时车辆可以做为一个标准定位源，反哺无人机或其它有需要的飞行器进行定位。

6、用槽纹信息预制砖取代街上现有的盲道砖时，盲人老人凭一根带有读取功能的拐杖，划过街道上事先设置的槽纹，就可以在大街上了解、确定自己的位置信息。能做到这些的原因，是使用了本发明所建设的社会的基础设施，而且本设施只有在建设时需要资金投入，使用不需交费，也不需通电；

当国家所有道路、公共场所都进行了此类信息化铺设后，外出的人们，所驾驶的车辆即使没有卫星和网络的支持也可以精确定位，走街的人们可以凭着手中的带有电子芯片的拐杖，划过音模，即刻听到自己所在的位置信息。本发明的这种做法，将无惧电磁屏蔽，无惧敌特破坏，整个国家就是一个固态信息网。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于，包括：

可编程序的电脑软件，其用于控制画线机或者刻纹机将防滑槽按需要进行粗细、深浅、疏密的预设布置和标示线表面形状规律控制，使之成为语音或者数据的信使，使它们的组合能表达语音、乐音、数据信息；

轮状器械碾压标示线或防滑槽后会随着预设的规律震动而还原出声音或数据，标示线、防滑槽预设布置的是语音规律，轮子将发出语音；

所述标示线、防滑槽预设布置的是电脑语言或条形码规律，轮子的震动将由行车电脑或车载导航器通过震动传感器识别并甄选后读取还原并利用之。

2.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：当路面为沥青路面时，画线机采用快干涂料喷涂在路面上画出标示线、指示区域，电脑软件将控制所画线和区域的大小、形状和表面的形状规律；当路面为水泥路面时，电脑软件将控制刻纹机在路面上切割开槽后形成有特定规律的防滑槽。

3.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：当车辆在有三车道的高速公路的超车道上以时速80行驶时，此车道的限速范围是100-120km/h，车轮压过刻有语音信息的防滑槽的路面时，车轮会发出事先预刻的语音信息：“超车道，限速120”；

同时，行车电脑或车载导航系统读到该提示信息时能判断出车辆所处车道信息与限速信息，并根据当前车速判断出该车车速超慢，进而发出更详细的提示：“您正在超车道上行驶，车速低于最低限速100，会影响到其他车辆通行，请提速，或向右变换车道进入行车道，以防追尾”。

4.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：可以直观地将道路的限速、车道、路牌、所处位置信息，用语音或数据的形式提醒驾驶者和行车电脑。

5.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：把高速公路的最左边线用语音和数据信息设置后，当车辆碾压到最左边线时，车轮会连续发出语音警告：“压左边实线”，代替以前的嗡嗡震鸣音，同时行车电脑或车载导航系统读到该提示信息后会显示向右转航提示。

6.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：所述语音信息和数据信息可以是单独的，也可以是配合路牌和标线的，而且它是一个100%的即时路况提示，误差很小，配合现有的行车电脑或车载导航系统，使交通事件更人性化，使人工智能控制更准确。

7.根据权利要求1所述的一种智能化路面标示线、防滑槽系统，其特征在于：把带有六位小数的经纬度数据刻于路面后，车辆驰过时就可以读出高精度的位置信息；高山、长隧道、信号塔交界处，强电磁辐射区，很容易产生定位错误，在遇电磁干扰或黑客网络入侵时无法使用网络和卫星定位，行车电脑或车载导航系统获取的定位信息可做为基础导航数据执行，同时车辆本身可以做为一个标准定位源，反哺无人机或其它有需要的飞行器进行定位。