CN109435838A - 一种高速路用车祸智能提醒装置与提醒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速路用车祸智能提醒装置与方法，包括警示三角牌、行走装置、收纳盒，行走装置包括：灰度传感器模块、警示灯模块、超声波传感器模块、电机模块、电池供电模块、无线收发模块A和磁控开关和LattePandaX86控制模块，收纳盒包括：Arduino控制模块、无线收发模块B、扬声器模块、电池模块和磁铁模块，警示三角牌设置在所述的行走装置上方，警示三角牌与行走装置为可拆卸连接，所述的行走装置放置在收纳盒内。本发明可以实现警示三角牌的自动放置，时刻监视后方来车，免除人为放置容易导致二次伤害车祸的危险。

Description

一种高速路用车祸智能提醒装置与提醒方法

技术领域

本发明属于道路警示技术领域，具体是涉及一种高速路用车祸智能提醒装置与方法。

背景技术

在高速路上，由于车辆都是高速行驶，同时道路路况复杂，有些司机驾驶习惯不规范，导致经常发生车祸。一旦发生车祸，根据我国相关法律规定需要在发生车祸车辆的后方150米处放置三角警示牌，三角警示牌应该放置在车辆后方的该车道内，以提醒后方来车前面发生车祸需要减速慢行或者转换车道。由于高速上车速较快，所以反应时间非常短，刹车距离长，许多时候由于事故车辆的司机未能或者没有及时放置三角警示牌，往往会造成二次车祸。另一方面，司机在放置警示牌的过程中需要逆行于高速行驶的车流当中，以满足放置警示牌的法律要求，这种行为也是相当危险的。

为了更好的实现警示牌的警示作用，现有技术中三角警示牌的技术方案有以下几种：

中国专利申请CN201220537951.9公开了一种带电子测距功能的汽车三角警示牌，如图1所示，包括三角警示牌主体，三角警示牌主体的正面设有警示标志，三角警示牌主体下方设有底座，底座上装有至少一个轮子，还包括一用于记录所述轮子转动圈数的计数装置，计数装置连接一信号处理装置，信号处理装置连接一显示装置。采用该实用新型后，使用者可以根据显示装置的信息获知汽车三角警示牌与故障车的相对距离，准确度远高于使用者单纯估算的情况。从而保证汽车三角警示牌放置到位，避免因汽车三角警示牌摆放不到位造成的二次事故。

中国专利申请CN201620174774.0公开了一种自行移动折叠式三角警示牌，如图2所示，包括收纳盒、三组三角警示牌及其各自的底座。三组三角警示牌的内外边缘均设有红色LED灯，下部由弹簧合页与底座连接，底座底面带有轮子；第一组三角警示牌的底座为内部设有电动机和蓄电池的带电机底座，第二组三角警示牌和第三组三角警示牌的底座均为不带电机底座；三组三角警示牌的底座间距为50米，并依次通过牵引线和电线绑扎串联后，再与收纳盒连接。这种警示牌可以大大降低驾驶员将其放置在规定150米远位置上的危险性，增加了后方驾驶员的反应距离，从而降低了二次事故的发生，大大提升了三角警示牌的警示效果和安全性。

但是现有技术中的三角警示牌不能够高效快速的将三角警示牌放置到位，且不能够提醒当事人是否有后方来车；在发生事故时，当事人需要逆行之法律规定的位置放置警示牌，容易导致二次事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速路用智能提醒装置与方法，可以实现警示牌的自动放置，免除人为放置的危险；并时刻监视后方来车，提醒当事人注意安全，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：

一种高速路用车祸智能提醒装置，其包括：警示三角牌、行走装置、收纳盒；所述的行走装置包括：灰度传感器模块、警示灯模块、超声波传感器模块、电机模块、电池供电模块、无线收发模块A、磁控开关、摄像头模块和LattePandaX86控制模块；所述的收纳盒包括：Arduino控制模块、无线收发模块B、扬声器模块、电池模块和磁铁模块；所述的警示三角牌设置在所述的行走装置上方，所述的警示三角牌与行走装置为可拆卸连接。

优选的，所述的警示灯模块包括LED防水黄光防雾灯、LED防水白光灯和电池。

优选的，所述的灰度传感器模块包括灰度传感器和无线收发装置。

优选的，所述的超声波传感器模块发出超声波的方向设置为平行于地面，垂直于行走装置行走的方向。

优选的，所述的电机模块包括电动机和轮子。

优选的，可以采用红外传感器模块代替所述的超声波传感器模块。

优选的，警示三角牌：起警示作用，提醒后方车辆前面发生车祸。

优选的，所述的灰度传感器模块是基于可见光反射的原理，在白色线路的反射较强读取值较大，黑(深)色反射较弱读取值较小，利用二者的差值就可以非常方便的进行巡线的探测。

优选的，所述的超声波传感器模块/红外传感器模块用于检测是否有来往车辆。

优选的，摄像头模块用来识别线路。

优选的，所述的无线收发模块用于收取和发送信号。

优选的，所述的警示灯模块能够发出警示灯光，在能见度低的时候起警示作用，提醒来往车辆注意安全。

优选的，所述的处理器模块用于处理灰度传感器、超声波/红外传感器的信息，并根据反馈分析，控制电机转动调整线路；当超声波/红外传感器检测到有后方来车时，通过无线收发模块向扬声器模块发出报警信号，使扬声器模块发出警报。

优选的，所述的电池模块向电机模块、处理器模块等需要电能的部件供电。

优选的，所述的电机模块驱动行走装置运动。

优选的，磁控开关：用于激活行走装置开机。

优选的，磁铁模块：用于激活磁控开关。

基于上述的高速路用车祸智能提醒装置，本发明还公开了一种高速路用车祸智能提醒的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将行走装置从收纳盒中取出，收纳盒的磁铁激活行走装置的磁控开关，所述的高速路用车祸智能提醒装置开机；

步骤二、将行走装置放在车辆后方的浅色分道交通线上，使灰度传感器朝向车辆后方；

步骤三、所述的高速路用车祸智能提醒装置自动向后方定速移动，移动一定的时间，保证该装置与停车位置相距150m处停止运动；

步骤四、所述的行走装置上的超声波/红外传感器实时监测是否有车辆驶过警示牌；当有车辆经过时，扬声器模块发出警报提醒当事人注意后方来车。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的高速路用车祸智能提醒装置与方法，通过在行走装置上设置的灰度传感器模块，能够利用在高速路上利用路标线的反光程度，来计算灰度反射差值，进行巡线的探测，从而达到行走装置自动直走的功能；同时由于传感器特殊，可以在多种材料以及颜色的路标线以及路面进行巡线。

2、本发明的高速路用车祸智能提醒装置与方法，通过设置超声波/红外传感器模块，能够检测是否有来往车辆，并在有车辆通过时通过扬声器模块发出警报；

3、本发明的高速路用车祸智能提醒装置与方法，通过设置所述的警示灯模块，在能见度低的时候起到警示作用，能够使来往车辆在远处观察到此处有事故发生，从而达到注意安全的目的；

4、本发明的高速路用车祸智能提醒装置与方法，通过设置处理器模块，处理灰度传感器、超声波/红外传感器的信息，并根据反馈分析，控制电机转动调整线路；当超声波/红外传感器检测到有后方来车使，通过无线收发模块向扬声器模块发出报警信号，使扬声器模块发出警报；

5、本发明的高速路用车祸智能提醒装置与方法，通过设置磁通装置，能够在将行走装置从收纳盒中拿出时，自动激活行走装置开机，避免了手动打开行走装置的麻烦。

附图说明

图1为现有技术中的一种带电子测距功能的汽车三角警示牌示意图；

图2为现有技术中的自行移动折叠式三角警示牌示意图；

图3为本发明的高速路用车祸智能提醒方法流程图；

图4为本发明的高速路用车祸智能提醒装置结构示意图；

图5为本发明的高速路用车祸智能提醒装置底部结构示意图。

图3-5中：1警示三角牌、2行走装置、3灰度传感器、4超声波传感器、 5无线收发装置6灰度传感器a0、7灰度传感器a1、8灰度传感器a2、9灰度传感器a3、10灰度传感器a4。

图5中箭头方向为行走装置的运行方向。

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。

如图3-5所示，一种高速路用车祸智能提醒装置，其包括：警示三角牌1、行走装置2、收纳盒3；所述的行走装置2包括：灰度传感器模块、警示灯模块、超声波传感器模块、电机模块、电池供电模块、无线收发模块A、磁控开关、摄像头模块和LattePandaX86控制模块；所述的收纳盒包括：Arduino控制模块、无线收发模块B、扬声器模块、电池模块和磁铁模块；所述的警示三角牌设置在所述的行走装置上方，所述的警示三角牌与行走装置为可拆卸连接。

所述的灰度传感器采用SKU:RB-02S078灰度传感器模块，个数为5个，均设置在行走装置底部，其中灰度传感器a1、灰度传感器a2、灰度传感器a3、灰度传感器a4设置于行走装置行走方向的相反侧，灰度传感器a0设置于行走装置的正中心。

所述的警示灯模块包括LED防水黄光防雾灯、LED防水白光灯和电池。

所述的灰度传感器模块包括灰度传感器和无线收发装置。

所述的超声波传感器模块发出超声波的方向设置为平行于地面，垂直于行走装置行走的方向。

所述的电机模块包括电动机和轮子。

可以采用红外传感器模块代替所述的超声波传感器模块。

警示三角牌起警示作用，提醒后方车辆前面发生车祸。

所述的灰度传感器模块是基于可见光反射的原理，在白色地面路标线的线路的反射较强读取值较大，黑(深)色地面反射较弱读取值较小，利用二者的差值就可以非常方便的进行巡线的探测。

所述的超声波传感器模块/红外传感器模块用于检测是否有来往车辆。

所述的无线收发模块用于向收取和发送信号。

所述的警示灯模块能够发出警示灯光，在能见度低的时候起警示作用，提醒来往车辆注意安全。

所述的摄像头模块通过机器视觉识别线标，同时配有摄像头模块可以使用机器视觉进行道路分析，在灰度传感器不能正常工作的天气状况下代替其成为另一种解决方案。

所述的处理器模块用于处理灰度传感器、超声波/红外传感器的信息，并根据反馈分析，控制电机转动调整线路；当超声波/红外传感器检测到有后方来车使，通过无线收发模块向扬声器模块发出报警信号，使扬声器模块发出警报。

所述的电池模块向电机模块、处理器模块等需要电能的部件供电。

所述的电机模块驱动行走装置运动。

磁控开关：用于激活装置开机，所述的磁控开关为干簧管，当磁控开关接近磁铁时，磁控开关内的小铁板带动磁控开关闭合；当磁控开关离开磁铁时，磁控开关内的小铁板会马上断开。

磁铁模块：用于激活磁控开关；

基于上述的高速路用车祸智能提醒装置，本发明还公开了一种高速路用车祸智能提醒的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将行走装置从收纳盒中取出，收纳盒的磁铁激活行走装置的磁控开关，所述的高速路用车祸智能提醒装置开机；

步骤二、将行走装置放在车辆后方的分道交通线上，使灰度传感器朝向车辆后方；

步骤三、所述的高速路用车祸智能提醒装置自动向后方定速移动，移动一定的时间，保证该装置与停车位置相距150m处停止运动；

步骤四、所述的行走装置上的超声波/红外传感器实时监测是否有车辆驶过警示牌；当有车辆经过时，扬声器模块发出警报提醒当事人注意后方来车。

本实施例中，控制模块上的处理器选用LattePandaX86 LattePandaX86 开发板，LattePanda上集成了一块Arduino Leonardo，可以连接支持 Arduino的各样传感器模块等，在此案例中如可以使用灰度传感器，和超声波传感器等。同时将使用机器视觉(opencv)进行道路识别。

在摄像头得到图像后，通过opencv进行图像处理。

在图像处理过后，在处理过的图像中建立坐标系，同时在图像横轴方向中点建立一条竖直线，称作基准线，作为校准。以处后理图像上边中点为标准，偏向基准线左，控制电机右转，偏向基准线右，控制电机向左转，在线上时保持直行。

通过控制电机转向保证机器人移动的准确，让处理过后的图像的上边中点保证在中线上，就保证了机器人走在线上了，起到了巡线的作用。

灰度传感器可与Arduino进行串口的连接，灰度传感器的原理是利用不同颜色的检测面对光的反射程度，例如在黑(深)色柏油马路和白色分道交通线上的检测面对光的反射程度不同，两者的颜色不同，白色光反射程度较大,灰度传感器传回的信号数值在一定范围内，其好处在于不用区别颜色，只要两者对光线的反射有差别即可，所以便于检测线路。

在使用

设置灰度传感器a0为标准值，如图5所示其位置，放置时使其位于白色分道交通线的中间位置，读取的值是白色分道交通线的反射值(具体指数根据不同路面有区别)，根据反馈回的值进行设定，设置其为参考量，其余四个灰度传感器以a0反馈回的值为标准值；不必设置初始值，使用时会根据环境自动调整。

根据图5，a1-a4四个灰度传感器分布在装置前方，中间两个传感器之间距离为15cm。根据国家/行业标准，高速路上白色分道交通线的宽度为15cm。

设位于行走装置中间位置的灰度传感器a0的读数为X,其它灰度传感器读数与X做比较，大于或等于X表示照射在白色分道交通线上，用数字1表示；小于X表示行走装置在柏油路面上，用数字0表示。a1-a4四组传感器，共 16种可能情况，排除8种不可能情况，(0、0、0、1)、(0、1、0、1)、 (1、0、0、0)、(1、0、0、1)、(1、0、1、0)、(1、0、1、1)、(1、 1、0、1)、(1、1、1、1)。

当灰度传感器传回信号判断为(0、0、0、0)时保持直行；

当灰度传感器传回信号判断为(0、1、1、0)时，行走装置原地不动；进行人工手动调整行走装置在白色分道线上的位置，使灰度传感器传回信号为(0、0、0、0)

灰度传感器传回信号判断为(0、0、1、0)、(0、0、1、1)、(0、1、1、1)情况时，行走装置逆时针旋转一定角度；当灰度传感器传回信号为(0、 0、0、0)时，停止转动，并进行直行；

当灰度传感器传回信号判断为(0、1、0、0)、(1、1、0、0)、(1、 1、1、0)情况时，行走装置顺时针旋转一定角度；当灰度传感器传回信号为 (0、0、0、0)时，停止转动，并进行直行。

为了达到150米的距离，在行走装置放置后，采用定速加计时的方式进行控制。设置行走装置正常直线运行的初始速度为V，装置直线行驶(即装置在(0、0、0、0)状态下运行)的时间为T,排除装置在调整时的微小位移，可以根据公式计算出装置直线运行多少时间T以后停止。

X＝1/2aT²+VT

此情况可以忽略加速度a，公式化简为：

X＝VT

根据设定的速度，能够计算出装置直线运行150米所需要的时间。

选用HC-SR04超声波模块，SR04是利用超声波特性检测距离的传感器。其带有两个超声波探头，分别用作发射和接收超声波。其测量范围在 3cm-450cm。使用Arduino采用数字引脚给SR04的Trig引脚至少10μs的高电平信号，触发SR04模块测距功能，如有信号返回，Echo引脚会输出高电平；该超声波传感器只用检测是否有物体通过，输出信号为高电平表示有车经过时，执行下一步远程提醒。

选用NRF24L01作为无线收发模块，行走装置的无线收发模块B发射信号给同样使用NRF24L01的无线收发模块的收纳盒，收纳盒中的Ardunio接收到信号，激活扬声器，提醒车主后方来车。这样就实现了一个自动放置提醒当事人后方来车，并随时监控后方来车的功能。

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)

1.一种高速路用车祸智能提醒装置，包括警示三角牌(1)、行走装置(2)、收纳盒；其特征在于：所述的行走装置(2)包括：灰度传感器模块(3)、警示灯模块、超声波传感器模块(4)、电机模块、电池供电模块、无线收发模块A和磁控开关，摄像头模块，LattePandaX86控制模块；所述的收纳盒包括：Arduino控制模块、无线收发模块B、扬声器模块、电池模块和磁铁模块；所述的警示三角牌(1)设置在所述的行走装置(2)上方，所述的警示三角牌(1)与行走装置(2)为可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速路用车祸智能提醒装置，其特征在于：所述的警示灯模块包括LED防水黄光防雾灯、LED防水白光灯和电池。

3.根据权利要求1或2所述的一种高速路用车祸智能提醒装置，其特征在于：所述的灰度传感器模块包括灰度传感器(3)和无线收发装置(5)。

4.根据权利要求1-3所述的一种高速路用车祸智能提醒装置，其特征在于：所述的超声波传感器模块(4)发出超声波的方向设置为平行于地面，垂直于行走装置行走的方向。

5.根据权利要求1所述的一种高速路用车祸智能提醒装置，其特征在于，所述摄像头模块用来识别线路。

6.根据权利要求1所述的一种高速路用车祸智能提醒装置，其特征在于：所述的电机模块包括电动机和轮子。

7.一种用于所述权利要求1-5任一项高速路用车祸智能提醒装置的提醒方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、将行走装置从收纳盒中取出，收纳盒的磁铁激活行走装置的磁控开关，所述的高速路用车祸智能提醒装置开机；

步骤二、将行走装置放在车辆后方的浅色分道交通线上，行走装置朝向后方运动使灰度传感器朝向车辆后方；

步骤三、所述的高速路用车祸智能提醒装置自动向后方定速移动，定速移动的巡线，沿着路标线移动，移动一定的时间，保证该装置与停车位置相距150m处停止运动；

步骤四、所述的行走装置上的超声波传感器实时监测是否有车辆驶过警示牌；当有车辆经过时，扬声器模块发出警报提醒当事人注意后方来车。