CN115631643B - 基于路况信息采集的智能交通信号灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于路况信息采集的智能交通信号灯，本发明涉及交通信号灯技术领域。该基于路况信息采集的智能交通信号灯，通过对伺服电机进行程序设定，实现交通指挥的作用，利用控制箱内部的交通信号控制系统等多个系统相互配合，能够对路况进行及时分析处理，及时疏通道路行人和车辆，提升道路通行安全系数；在信号灯转动过程中，信号灯表面和清洁刷头表面接触并发生摩擦，从而能够将信号灯表面的灰尘擦除，无需工作人员定期擦拭，降低了工作人员的劳动强度，承载板转动过程中能够同步驱动弧形齿条带动第一齿轮转动，从而能够为扇叶转动提供动力，进而能够加快信号箱内部的气体流动，加快其内部的散热速度，延长信号灯的使用寿命。

Description

基于路况信息采集的智能交通信号灯

技术领域

本发明涉及交通信号灯技术领域，具体为基于路况信息采集的智能交通信号灯。

背景技术

道路交通信号灯是用于给互相冲突的交通流分配有效的通行权，以提高道路交通安全和道路容量的一类交通灯，它分为：给出一种方向性信号、显示单一颜色的交通控制信号灯如红绿灯，和表示特定内容如行人的走和停(用箭头表示)、车辆的前进方向等带有符号的信号灯两类，随着科技的发展，推出智能化式的交通信号灯。

现有的智能化交通信号灯不具备清洁的功能，并且大多在户外道路上使用，道路上的灰尘会附着在信号指示灯外壁，造成交通信号灯的亮度降低、显示模糊的情况，目前一般采用人工定时清理，较为麻烦的同时耗费人工劳动强度较大，人工清理过程中会导致智能交通信号灯无法使用，影响正常的交通通信，严重的还会造成交通事故；此外，智能交通信号灯内部存在较多的电子元器件，在使用过程中会产生大量热量，影响信号灯的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了基于路况信息采集的智能交通信号灯，解决了智能化交通信号灯不具备清洁功能，人工定时清理耗时耗力并且影响正常交通通信以及智能交通信号灯内部的电子元器件产生的大量热量，影响信号灯使用寿命的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于路况信息采集的智能交通信号灯，包括底座和固定连接在底座顶部的支撑杆套，所述支撑杆套的内部滑动连接有支撑杆，所述支撑杆的右侧壁上固定连接有和支撑杆套内部结构相适配的齿条，且支撑杆的顶端固定连接有信号灯机构，所述底座顶部一侧的四个拐角均固定连接有L形限位板，相邻两个所述L形限位板的内部共同滑动连接有盖板，所述底座的顶部一侧且位于盖板的下方固定设置有太阳能电池板，且底座的底部四个拐角均固定连接有万向轮，所述支撑杆套的右侧壁上固定连接有齿轮箱，所述齿轮箱的正面通过螺栓固定连接有电动机，所述电动机的输出轴转动贯穿齿轮箱并固定连接有和齿条相啮合的第二齿轮，所述底座的背面固定连接有第二蓄电池。

优选的，所述信号灯机构包括信号箱和通过螺栓固定连接在信号箱正面的防护板以及固定连接在底座背面的伺服电机，所述伺服电机的输出轴转动贯穿信号箱并固定连接有承载板，所述承载板的正面左右两侧分别固定连接有第一信号灯和第二信号灯。

优选的，所述承载板的正面固定连接有驱动架，所述驱动架的左右两端均固定连接有弧形齿条，所述信号箱腔体内部上方和下方分别固定连接有第三信号灯和第一蓄电池，所述防护板的正面分别开设有观察口和散热口，所述观察口的正面通过螺栓固定连接有透镜罩，所述散热口的内部通过螺栓固定连接有散热机构，所述信号箱的顶部固定连接有高清摄像头，所述信号箱的背面且位于伺服电机的一侧固定连接有控制箱。

优选的，所述散热机构包括散热筒和固定连接在散热筒内壁上的轴架，所述轴架的内部转动贯穿有一根传动轴，所述传动轴远离散热筒的一端固定连接有清洁组件。

优选的，所述传动轴的外壁上分别固定套设有第一齿轮和扇叶，所述第一齿轮位于清洁组件和轴架之间，所述扇叶位于散热筒的内部。

优选的，所述清洁组件包括承载板和固定连接在承载板侧壁上的双面胶贴，所述双面胶贴的侧壁上固定连接有清洁刷头。

优选的，所述控制箱包括交通管理平台、供电系统、交通信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统和违停抓拍系统，所述供电系统和交通信号控制系统、电子警察系统、视频监控系统、违停抓拍系统的输出端均和交通管理平台的输入端相连接。

优选的，所述交通信号控制系统包括路况图像采集单元、路况图像处理单元和信号灯控制单元，所述路况图像采集单元的输出端和路况图像处理单元的输入端相连接，所述路况图像处理单元的输出端和信号灯控制单元的输入端相连接。

本发明还提供了基于路况信息采集的智能交通信号灯的使用方法，具体方法包括以下步骤：

步骤一、交通指挥：在伺服电机内部进行程序设定，在逆时针和顺时针方向上往复九十度转动，第三信号灯为常亮黄色灯光，第一信号灯为常亮红色灯光，第二信号灯位常亮绿色灯光，伺服电机顺时针转动九十度后，第一信号灯将第三信号灯遮挡，呈现红色交通灯，逆时针转动九十度后，第二信号灯将第三信号灯遮挡，呈现绿色交通灯，红、绿交通灯转动的间歇期间，透过无色透明的透镜罩展示出黄色交通灯。

步骤二、智能调控：借助路况图像采集单元对路面车流量和人流量进行图像信息采集，路况图像处理单元将采集的图像进行分析处理，车流密集时且通行缓慢时延长车流通行路口的绿色交通灯在观察口位置保持的时间，相反，人流密集且通行缓慢时，延长人行横道绿灯在观察口位置的保持时间。

步骤三、信号灯清洁：伺服电机调控信号灯转动过程中，两个弧形齿条分别和两个散热机构中的第一齿轮相啮合，弧形齿条驱动第一齿轮转动，从而传动轴驱动清洁组件和扇叶同步转动，第一信号灯和第二信号灯和清洁组件相接触后，转动的清洁刷头对第一信号灯或者第二信号灯进行清扫，与此同时，扇叶转动过程中加速信号箱内部气流流速，进而提高其内部的散热能力。

优选的，所述散热筒和清洁组件相对的侧壁上开设有通气孔，所述信号箱的背面左右两侧均开设有散热口，散热口和通气孔的内部均固定设置有防尘网。

有益效果

本发明提供了基于路况信息采集的智能交通信号灯。与现有技术相比具备以下有益效果：

1、基于路况信息采集的智能交通信号灯，通过对伺服电机进行程序设定，对信号灯进行规律性摆动，实现交通指挥的作用，利用控制箱内部的交通信号控制系统等多个系统相互配合，能够对路况进行及时分析处理，及时疏通道路行人和车辆，提升道路通行安全系数。

2、基于路况信息采集的智能交通信号灯，在信号灯转动过程中，信号灯表面和清洁刷头表面接触并发生摩擦，从而能够将信号灯表面的灰尘擦除，时刻保持信号灯的清晰显示，无需工作人员定期擦拭，降低了工作人员的劳动强度，而透镜罩为半圆形设计，能够避免灰尘的积聚。

3、基于路况信息采集的智能交通信号灯，承载板转动过程中能够同步驱动弧形齿条带动第一齿轮转动，从而能够为扇叶转动提供动力，进而能够加快信号箱内部的气体流动，加快其内部的散热速度，延长信号灯的使用寿命，而且传动轴转动过程中能够驱动清洁组件转动，提高其对信号灯的清洁力度。

4、基于路况信息采集的智能交通信号灯，清洁组件主要由可拆卸的清洁刷头和双面胶贴以及承载板构成，当清洁刷头长时间损坏后无需更换整个清洁组件，仅需将清洁刷头更换即可，节省了制造费用。

附图说明

图1为本发明整体立体示意图；

图2为本发明工作状态立体结构示意图；

图3为本发明爆炸立体结构示意图；

图4为本发明底座立体结构示意图；

图5为本发明信号灯机构爆炸立体结构示意图；

图6为本发明信号灯机构内部立体结构示意图；

图7为本发明A部分放大立体结构示意图；

图8为本发明散热机构剖视立体结构示意图；

图9为本发明清洁组件爆炸立体结构示意图；

图10为本发明控制箱内部原理框图；

图11为本发明交通信号控制系统原理框图。

图中：1、底座；2、支撑杆套；3、支撑杆；4、齿条；5、信号灯机构；51、信号箱；52、防护板；53、伺服电机；54、承载板；55、第一信号灯；56、第二信号灯；57、驱动架；58、弧形齿条；59、第三信号灯；510、第一蓄电池；511、观察口；512、透镜罩；513、散热口；514、散热机构；5141、散热筒；5142、轴架；5143、传动轴；5144、清洁组件；51441、承载板；51442、双面胶贴；51443、清洁刷头；5145、第一齿轮；5146、扇叶；515、高清摄像头；516、控制箱；5161、交通管理平台；5162、供电系统；5163、交通信号控制系统；51631、路况图像采集单元；51632、路况图像处理单元；51633、信号灯控制单元；5164、电子警察系统；5165、视频监控系统；5166、违停抓拍系统；6、L形限位板；7、盖板；8、太阳能电池板；9、万向轮；10、齿轮箱；11、电动机；12、第二齿轮；13、第二蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

本实用新型提供两种技术方案：

如图1-4示出了第一种实施方式：包括底座1和固定连接在底座1顶部的支撑杆套2，支撑杆套2的内部滑动连接有支撑杆3，支撑杆3的右侧壁上固定连接有和支撑杆套2内部结构相适配的齿条4，且支撑杆3的顶端固定连接有信号灯机构5，底座1顶部一侧的四个拐角均固定连接有L形限位板6，相邻两个L形限位板6的内部共同滑动连接有盖板7，底座1的顶部一侧且位于盖板7的下方固定设置有太阳能电池板8，且底座1的底部四个拐角均固定连接有万向轮9，支撑杆套2的右侧壁上固定连接有齿轮箱10，齿轮箱10的正面通过螺栓固定连接有电动机11，电动机11的输出轴转动贯穿齿轮箱10并固定连接有和齿条4相啮合的第二齿轮12，底座1的背面固定连接有第二蓄电池13。

通过对伺服电机53进行程序设定，对信号灯进行规律性摆动，实现交通指挥的作用，利用控制箱516内部的交通信号控制系统5163等多个系统相互配合，能够对路况进行及时分析处理，及时疏通道路行人和车辆，提升道路通行安全系数。

如图5-7示出了第二种实施方式，与第一种实施方式的主要区别在于：信号灯机构5包括信号箱51和通过螺栓固定连接在信号箱51正面的防护板52以及固定连接在底座1背面的伺服电机53，伺服电机53的输出轴转动贯穿信号箱51并固定连接有承载板54，承载板54的正面左右两侧分别固定连接有第一信号灯55和第二信号灯56。

承载板54的正面固定连接有驱动架57，驱动架57的左右两端均固定连接有弧形齿条58，信号箱51腔体内部上方和下方分别固定连接有第三信号灯59和第一蓄电池510，防护板52的正面分别开设有观察口511和散热口513，观察口511的正面通过螺栓固定连接有透镜罩512，散热口513的内部通过螺栓固定连接有散热机构514，信号箱51的顶部固定连接有高清摄像头515，信号箱51的背面且位于伺服电机53的一侧固定连接有控制箱516。

承载板54转动过程中能够同步驱动弧形齿条58带动第一齿轮转动，从而能够为扇叶5146转动提供动力，进而能够加快信号箱51内部的气体流动，加快其内部的散热速度，延长信号灯的使用寿命，而且传动轴5143转动过程中能够驱动清洁组件5144转动，提高其对信号灯的清洁力度。

如图8-9示出了第三种实施方式，与第二种实施方式的主要区别在于：散热机构514包括散热筒5141和固定连接在散热筒5141内壁上的轴架5142，轴架5142的内部转动贯穿有一根传动轴5143，传动轴5143远离散热筒5141的一端固定连接有清洁组件5144。

传动轴5143的外壁上分别固定套设有第一齿轮5145和扇叶5146，第一齿轮5145位于清洁组件5144和轴架5142之间，扇叶5146位于散热筒5141的内部。

清洁组件5144包括承载板51441和固定连接在承载板51441侧壁上的双面胶贴51442，双面胶贴51442的侧壁上固定连接有清洁刷头51443。

在信号灯转动过程中，信号灯表面和清洁刷头51443表面接触并发生摩擦，从而能够将信号灯表面的灰尘擦除，时刻保持信号灯的清晰显示，无需工作人员定期擦拭，降低了工作人员的劳动强度，而透镜罩512为半圆形设计，能够避免灰尘的积聚。

清洁组件5144主要由可拆卸的清洁刷头51443和双面胶贴51442以及承载板54构成，当清洁刷头51443长时间损坏后无需更换整个清洁组件5144，仅需将清洁刷头51443更换即可，节省了制造费用。

如图10-11示出了第四种实施方式，与第三种实施方式的主要区别在于：控制箱516包括交通管理平台5161、供电系统5162、交通信号控制系统5163、电子警察系统5164、视频监控系统5165和违停抓拍系统5166，供电系统5162和交通信号控制系统5163、电子警察系统5164、视频监控系统5165、违停抓拍系统5166的输出端均和交通管理平台5161的输入端相连接。

交通信号控制系统5163包括路况图像采集单元51631、路况图像处理单元51632和信号灯控制单元51633，路况图像采集单元51631的输出端和路况图像处理单元51632的输入端相连接，路况图像处理单元51632的输出端和信号灯控制单元51633的输入端相连接。

本发明实施例还提供了基于路况信息采集的智能交通信号灯的使用方法，具体方法包括以下步骤：

步骤一、交通指挥：在伺服电机53内部进行程序设定，在逆时针和顺时针方向上往复九十度转动，第三信号灯59为常亮黄色灯光，第一信号灯55为常亮红色灯光，第二信号灯56位常亮绿色灯光，伺服电机53顺时针转动九十度后，第一信号灯55将第三信号灯59遮挡，呈现红色交通灯，逆时针转动九十度后，第二信号灯56将第三信号灯59遮挡，呈现绿色交通灯，红、绿交通灯转动的间歇期间，透过无色透明的透镜罩512展示出黄色交通灯。

步骤二、智能调控：借助路况图像采集单元51631对路面车流量和人流量进行图像信息采集，路况图像处理单元51632将采集的图像进行分析处理，车流密集时且通行缓慢时延长车流通行路口的绿色交通灯在观察口511位置保持的时间，相反，人流密集且通行缓慢时，延长人行横道绿灯在观察口511位置的保持时间。

步骤三、信号灯清洁：伺服电机53调控信号灯转动过程中，两个弧形齿条58分别和两个散热机构514中的第一齿轮5145相啮合，弧形齿条58驱动第一齿轮5145转动，从而传动轴5143驱动清洁组件5144和扇叶5146同步转动，第一信号灯55和第二信号灯56和清洁组件5144相接触后，转动的清洁刷头51443对第一信号灯55或者第二信号灯56进行清扫，与此同时，扇叶5146转动过程中加速信号箱51内部气流流速，进而提高其内部的散热能力。

散热筒5141和清洁组件5144相对的侧壁上开设有通气孔，信号箱51的背面左右两侧均开设有散热口，散热口和通气孔的内部均固定设置有防尘网。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.基于路况信息采集的智能交通信号灯，包括底座（1）和固定连接在底座（1）顶部的支撑杆套（2），其特征在于：所述支撑杆套（2）的内部滑动连接有支撑杆（3），所述支撑杆（3）的右侧壁上固定连接有和支撑杆套（2）内部结构相适配的齿条（4），且支撑杆（3）的顶端固定连接有信号灯机构（5），所述底座（1）顶部一侧的四个拐角均固定连接有L形限位板（6），相邻两个所述L形限位板（6）的内部共同滑动连接有盖板（7），所述底座（1）的顶部一侧且位于盖板（7）的下方固定设置有太阳能电池板（8），且底座（1）的底部四个拐角均固定连接有万向轮（9），所述支撑杆套（2）的右侧壁上固定连接有齿轮箱（10），所述齿轮箱（10）的正面通过螺栓固定连接有电动机（11），所述电动机（11）的输出轴转动贯穿齿轮箱（10）并固定连接有和齿条（4）相啮合的第二齿轮（12），所述底座（1）的背面固定连接有第二蓄电池（13）；

所述信号灯机构（5）包括信号箱（51）和通过螺栓固定连接在信号箱（51）正面的防护板（52）以及固定连接在底座（1）背面的伺服电机（53），所述伺服电机（53）的输出轴转动贯穿信号箱（51）并固定连接有承载板（54），所述承载板（54）的正面左右两侧分别固定连接有第一信号灯（55）和第二信号灯（56）；

所述承载板（54）的正面固定连接有驱动架（57），所述驱动架（57）的左右两端均固定连接有弧形齿条（58），所述信号箱（51）腔体内部上方和下方分别固定连接有第三信号灯（59）和第一蓄电池（510），所述防护板（52）的正面分别开设有观察口（511）和散热口（513），所述观察口（511）的正面通过螺栓固定连接有透镜罩（512），所述散热口（513）的内部通过螺栓固定连接有散热机构（514），所述信号箱（51）的顶部固定连接有高清摄像头（515），所述信号箱（51）的背面且位于伺服电机（53）的一侧固定连接有控制箱（516）。

2.根据权利要求1所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯，其特征在于：所述散热机构（514）包括散热筒（5141）和固定连接在散热筒（5141）内壁上的轴架（5142），所述轴架（5142）的内部转动贯穿有一根传动轴（5143），所述传动轴（5143）远离散热筒（5141）的一端固定连接有清洁组件（5144）。

3.根据权利要求2所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯，其特征在于：所述传动轴（5143）的外壁上分别固定套设有第一齿轮（5145）和扇叶（5146），所述第一齿轮（5145）位于清洁组件（5144）和轴架（5142）之间，所述扇叶（5146）位于散热筒（5141）的内部。

4.根据权利要求3所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯，其特征在于：所述清洁组件（5144）包括承载板（51441）和固定连接在承载板（51441）侧壁上的双面胶贴（51442），所述双面胶贴（51442）的侧壁上固定连接有清洁刷头（51443）。

5.根据权利要求4所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯，其特征在于：所述控制箱（516）包括交通管理平台（5161）、供电系统（5162）、交通信号控制系统（5163）、电子警察系统（5164）、视频监控系统（5165）和违停抓拍系统（5166），所述供电系统（5162）和交通信号控制系统（5163）、电子警察系统（5164）、视频监控系统（5165）、违停抓拍系统（5166）的输出端均和交通管理平台（5161）的输入端相连接。

6.根据权利要求5所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯，其特征在于：所述交通信号控制系统（5163）包括路况图像采集单元（51631）、路况图像处理单元（51632）和信号灯控制单元（51633），所述路况图像采集单元（51631）的输出端和路况图像处理单元（51632）的输入端相连接，所述路况图像处理单元（51632）的输出端和信号灯控制单元（51633）的输入端相连接。

7.一种实施权利要求6所述基于路况信息采集的智能交通信号灯的使用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、交通指挥：在伺服电机（53）内部进行程序设定，在逆时针和顺时针方向上往复九十度转动，第三信号灯（59）为常亮黄色灯光，第一信号灯（55）为常亮红色灯光，第二信号灯（56）位常亮绿色灯光，伺服电机（53）顺时针转动九十度后，第一信号灯（55）将第三信号灯（59）遮挡，呈现红色交通灯，逆时针转动九十度后，第二信号灯（56）将第三信号灯（59）遮挡，呈现绿色交通灯，红、绿交通灯转动的间歇期间，透过无色透明的透镜罩（512）展示出黄色交通灯；

步骤二、智能调控：借助路况图像采集单元（51631）对路面车流量和人流量进行图像信息采集，路况图像处理单元（51632）将采集的图像进行分析处理，车流密集时且通行缓慢时延长车流通行路口的绿色交通灯在观察口（511）位置保持的时间，相反，人流密集且通行缓慢时，延长人行横道绿灯在观察口（511）位置的保持时间；

步骤三、信号灯清洁：伺服电机（53）调控信号灯转动过程中，两个弧形齿条（58）分别和两个散热机构（514）中的第一齿轮（5145）相啮合，弧形齿条（58）驱动第一齿轮（5145）转动，从而传动轴（5143）驱动清洁组件（5144）和扇叶（5146）同步转动，第一信号灯（55）和第二信号灯（56）和清洁组件（5144）相接触后，转动的清洁刷头（51443）对第一信号灯（55）或者第二信号灯（56）进行清扫，与此同时，扇叶（5146）转动过程中加速信号箱（51）内部气流流速，进而提高其内部的散热能力。

8.根据权利要求7所述的基于路况信息采集的智能交通信号灯的使用方法，其特征在于：所述散热筒（5141）和清洁组件（5144）相对的侧壁上开设有通气孔，所述信号箱（51）的背面左右两侧均开设有散热口，散热口和通气孔的内部均固定设置有防尘网。