CN210200125U - 一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，包括沙盘主体、非接触式RFID卡、交通灯控制机、存储设备、通信模块和智能小车，智能小车上设置有车载通信模块；沙盘主体与交通灯控制机电性连接；非接触式RFID卡设置在沙盘主体上；交通灯控制机与存储设备通信连接；存储设备与通信模块电性连接；通信模块通过车载通信模块与智能小车无线通信连接。本实用新型提供的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，实验时仅需要在相应的沙盘主体上铺设相应的非接触式RFID卡，安装方便，便于维护；通过Zigbee无线通信模块的设置，实现了智能小车与交通灯控制机的信息交互，传输稳定，响应及时，有效避免了传统红外编码识别方式所带来的受强光影响而产生误判的问题。

Description

一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置

技术领域

本实用新型涉及教学实验装置技术领域，更具体的，涉及一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置。

背景技术

目前，随着我国道路交通建设的加快，道路不断扩建和增加，红绿灯装置也越来越多，家用汽车也越来越多，由于天气和前面有障碍物等原因使得一些驾驶员在分辨不清红绿灯状况的情况下,来不及减速而容易导致发生交通事故。传统的红绿灯都是通过电缆线传输到灯架上。目前，在交通路口还没有自动识别红绿灯的系统装置，因此汽车在通过红绿灯路口之前并不能提前通过汽车上的显示装置或其他装置来获知前方红绿灯状况，当前方出现障碍物遮挡驾驶员视线时，驾驶员无法及时获知红绿灯状况,来不及减速而容易发生交通事故。

而作为用于仿真沙盘的自动识别红绿灯的系统装置，除了对交通专业的在校学生提供了比较直观的基本交通组成与示范外，还可以使学生详细了解到自动识别红绿灯在智能驾驶系统中所产生的重要作用，通过自动识别红绿灯也可使学生了解智能驾驶系统的基本运作方式，为学校及在校学生开展智能驾驶方面的研究与观察提供基础条件。

目前在交通仿真实验领域中针对智能小车实现红绿灯识别的方式主要依靠红外编码方式。红外编码方式主要是依靠单片机作为中枢控制，产生3组红绿灯信号，分别对应前进，左转，右转信号，同时利用单片机串口通信，与小车之间进行通信，这个过程是利用红外发射模块将数据码发射出去，对应的小车上红外接收头将接收到的编码信息返还到单片机中进行判决，控制。这种方式虽然实现简单，但红外模块存在受光线影响大的问题，在光线强的情况下，小车红外接收头会受光线影响产生误判，另外红外模块要求发射端和接收端基本形成对射的状态，安装相对比较麻烦。

而且，除了自身存在的问题，由于单一的信息交互，在车车-车路联网的环境下，存在比较明显的局限性，因此这种实现方式存在一定的技术缺陷。

实用新型内容

本实用新型为解决以上现有在交通仿真实验领域中针对智能小车实现红绿灯识别的红外编码方式容易受强光影响，存在误判的技术缺陷，提供一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置。

为实现以上实用新型目的，采用的技术方案是：

一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，包括沙盘主体、非接触式RFID卡、交通灯控制机、存储设备、通信模块和智能小车，其中：

所述智能小车上设置有车载通信模块；

所述沙盘主体与所述交通灯控制机电性连接；

所述非接触式RFID卡设置在所述沙盘主体上；

所述交通灯控制机与所述存储设备通信连接；

所述存储设备与所述通信模块电性连接；

所述通信模块通过所述车载通信模块与所述智能小车无线通信连接。

其中，所述沙盘主体上设置有多个模拟的红绿灯路口，所述红绿灯路口设置有模拟红绿灯装置，所述模拟红绿灯装置与所述交通灯控制机电性连接。

上述方案中，在所述非接触式RFID卡写入不同节点ID号，用于标记沙盘主体上各个红绿灯路口的位置信息，同时将不同节点ID号与所述交通灯控制机进行人为绑定，并将绑定信息存储于所述存储设备中；所述交通灯控制机控制并将实时的红绿灯信息传输至所述存储设备中，存储设备通过所述通信模块将信息发送给智能小车；所述智能小车通过车载通信模块接收红绿灯信息，根据信息控制智能小车自身行驶状态，达到自动识别红绿灯的目的。

其中，所述智能小车还包括主控芯片、电磁循迹模块、驱动模块和射频读卡模块；其中：

所述车载通信模块、电磁循迹模块、驱动模块、射频读卡模块均与所述主控芯片电性连接。

上述方案中，所述射频读卡模块用于读取非接触式RFID卡不同节点ID号，确定智能小车所处的红路灯路口，进而确定智能小车所对应节点的红绿灯信息；智能小车通过所述车载通信模块接收到红绿灯信息后，通过所述主控芯片控制驱动模块，控制智能小车的行驶状态；智能小车通过所述电磁循迹模块在沙盘主体上做循迹运动。

其中，所述沙盘主体道路上铺设有导轨磁场。

上述方案中，通过沙盘主体道路上铺设的导轨磁场，智能小车可以智能地在沙盘主体上运动，配合接收到的红绿灯信息，达到智能行驶以及智能等待红绿灯的目的。

其中，所述驱动模块包括舵机驱动模块和电机驱动模块，所述舵机驱动模块设置在所述智能小车前轮上，用于驱动前轮转动；所述电机驱动模块设置在所述智能小车后轮上，用于驱动后轮转动。

其中，所述车载通信模块、通信模块均为Zigbee无线通信模块。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，实验时仅需要在相应的沙盘主体上铺设相应的非接触式RFID卡，安装方便，便于维护；同时通过Zigbee无线通信模块的设置，实现了智能小车与交通灯控制机的信息交互，传输稳定，响应及时，有效避免了传统红外编码识别方式所带来的受强光影响而产生误判的问题。

附图说明

图1为红绿灯识别装置模块连接图；

图2为红绿灯识别装置结构示意图；

图3为智能小车的结构示意图；

图4为主控芯片的电路连接示意图；

图5为射频读卡模块电路连接示意图；

图6为车载通信模块电路连接示意图；

图7为电机驱动模块电路连接示意图。

其中：1、沙盘主体；2、非接触式RFID卡；3、交通灯控制机；4、存储设备；5、通信模块；6、智能小车；7、车载通信模块；8、模拟红绿灯装置；9、主控芯片；10、电磁循迹模块；11、驱动模块；111、舵机驱动模块；112、电机驱动模块；12、射频读卡模块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。

实施例1

如图1、图2所示，一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，包括沙盘主体1、非接触式RFID卡2、交通灯控制机3、存储设备4、通信模块5和智能小车6，其中：

所述智能小车6上设置有车载通信模块7；

所述沙盘主体1与所述交通灯控制机3电性连接；

所述非接触式RFID卡2设置在所述沙盘主体1上；

所述交通灯控制机3与所述存储设备4通信连接；

所述存储设备4与所述通信模块5电性连接；

所述通信模块5通过所述车载通信模块7与所述智能小车6无线通信连接。

更具体的，所述沙盘主体1上设置有多个模拟的红绿灯路口，所述红绿灯路口设置有模拟红绿灯装置8，所述模拟红绿灯装置8与所述交通灯控制机3电性连接。

在具体实施过程中，在所述非接触式RFID卡2写入不同节点ID号，用于标记沙盘主体1上各个红绿灯路口的位置信息，同时将不同节点ID号与所述交通灯控制机3进行人为绑定，并将绑定信息存储于所述存储设备4中；所述交通灯控制机3控制并将实时的红绿灯信息传输至所述存储设备4中，存储设备4通过所述通信模块5将信息发送给智能小车6；所述智能小车6通过车载通信模块7接收红绿灯信息，根据信息控制智能小车6自身行驶状态，达到自动识别红绿灯的目的。

更具体的，如图3、图4、图5、图6、图7所示，所述智能小车6还包括主控芯片9、电磁循迹模块10、驱动模块11和射频读卡模块12；其中：

所述车载通信模块7、电磁循迹模块10、驱动模块11、射频读卡模块12均与所述主控芯片9电性连接。

在具体实施过程中，所述射频读卡模块12用于读取非接触式RFID卡2不同节点ID号，确定智能小车6所处的红路灯路口，进而确定智能小车6所对应节点的红绿灯信息；智能小车6通过所述车载通信模块7接收到红绿灯信息后，通过所述主控芯片9控制驱动模块11，控制智能小车6的行驶状态；智能小车6通过所述电磁循迹模块10在沙盘主体1上做循迹运动。

更具体的，所述沙盘主体1道路上铺设有导轨磁场。

在具体实施过程中，通过沙盘主体1道路上铺设的导轨磁场，智能小车6可以智能地在沙盘主体1上运动，配合接收到的红绿灯信息，达到智能行驶以及智能等待红绿灯的目的。

更具体的，所述驱动模块11包括舵机驱动模块111和电机驱动模块112，所述舵机驱动模块111设置在所述智能小车6前轮上，用于驱动前轮转动；所述电机驱动模块112设置在所述智能小车6后轮上，用于驱动后轮转动。

更具体的，所述车载通信模块7、通信模块5均为Zigbee无线通信模块。

在具体实施过程中，本识别装置在实验时仅需要在相应的沙盘主体1上铺设相应的非接触式RFID卡2，安装方便，便于维护；同时通过Zigbee无线通信模块的设置，实现了智能小车6与交通灯控制机3的信息交互，传输稳定，响应及时，有效避免了传统红外编码识别方式所带来的受强光影响而产生误判的问题。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。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。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于，包括沙盘主体(1)、非接触式RFID卡(2)、交通灯控制机(3)、存储设备(4)、通信模块(5)和智能小车(6)，其中：

所述智能小车(6)上设置有车载通信模块(7)；

所述沙盘主体(1)与所述交通灯控制机(3)电性连接；

所述非接触式RFID卡(2)设置在所述沙盘主体(1)上；

所述交通灯控制机(3)与所述存储设备(4)通信连接；

所述存储设备(4)与所述通信模块(5)电性连接；

所述通信模块(5)通过所述车载通信模块(7)与所述智能小车(6)无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于：所述沙盘主体(1)上设置有多个模拟的红绿灯路口，所述红绿灯路口设置有模拟红绿灯装置(8)，所述模拟红绿灯装置(8)与所述交通灯控制机(3)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于：所述智能小车(6)还包括主控芯片(9)、电磁循迹模块(10)、驱动模块(11)和射频读卡模块(12)；其中：

所述车载通信模块(7)、电磁循迹模块(10)、驱动模块(11)、射频读卡模块(12)均与所述主控芯片(9)电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于：所述沙盘主体(1)道路上铺设有导轨磁场。

5.根据权利要求3所述的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于：所述驱动模块(11)包括舵机驱动模块(111)和电机驱动模块(112)，所述舵机驱动模块(111)设置在所述智能小车(6)前轮上，用于驱动前轮转动；所述电机驱动模块(112)设置在所述智能小车(6)后轮上，用于驱动后轮转动。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种用于仿真沙盘的红绿灯识别装置，其特征在于：所述车载通信模块(7)、通信模块(5)均为Zigbee无线通信模块。

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