【技术实现步骤摘要】
一种基于角度传感器的潮汐车道变更机器人及变更方法
本专利技术涉及潮汐车道
,更具体的说,尤其涉及一种基于角度传感器的潮汐车道变更机器人及变更方法。
技术介绍
汽车为人类的出行带来了极大的便利,但随着汽车数量的快速增加,交通拥堵问题越来越严重。虽然政府不断地修建公路、城市快速路,但是道路的增长速度远低于汽车数量的增长。为了解决这个问题,政府近年来投入越来越多的资金和精力用于开发智能交通系统,提高道路的通行效率,缓解交通拥堵问题。交通的“潮汐现象”是城市交通拥堵的重要原因之一,每天早晨进城方向交通流量大,出城方向交通流量小,而晚上则是出城方向的流量大,进城方向交通流量小。应对早晚高峰车流的一种典型解决方法是启用潮汐车道,早高峰进城车辆多时,增加进城方向车道数,减少出城方向车道数,晚高峰出城车辆多时,增加出城方向车道数,减少进城方向车道数。目前的潮汐车道是定时潮汐车道,在早晚高峰期的规定的时间内改变潮汐车道的行驶方向,来调整车道数,采用的也是地面双黄线和交通指示灯对车道方向实施控制。传统的利用地面双黄线和交通指示灯对车道方向实施控制的方式,由于众多车辆“顶牛”、标识不够清楚等诸多弊端,逐渐被在车道边设置隔离带的方式替代。而通过人工在不同车道间设置隔离带由于工作量巨大,实施起来有诸多不便,故又有许多新兴的智能化潮汐车道应运而生。美国金门大桥是世界上最早实行可变车道的路段之一,桥面宽27米,除去两侧的人行道,路段为双向六车道,上午时段四进四出,下午护栏向右移一个车道,形成相反情况。早期管理部门采用人工设置方法设置潮汐车道来解决这个问题。在大桥中间的车道线上面每 ...
【技术保护点】
一种基于角度传感器的潮汐车道变更机器人,其特征在于:包括A墩(1)、B墩(2)和连接护栏(3),连接护栏(3)的两端分别铰接在A墩(1)的中心轴和B墩(2)的中心轴(4)上;所述A墩(1)和B墩(2)与连接护栏(3)之间均安装有角度传感器(5);所述A墩(1)和B墩(2)上均设置有北斗模块(10)、嵌入式控制模块、报警灯(11)、太阳能电池板(19)、铅酸蓄电池(14)、LoRa模块、底盘(16)和外壳(7),嵌入式控制模块通过LoRa模块连接路段控制基站,铅酸蓄电池(14)固定在底盘(16)上,底盘(16)套装在外壳(7)底部,底盘(16)上设置有凸块,外壳(7)底部设置有与底盘(16)上的凸块相配合的凹槽,外壳(7)上还固定有底盘驱动电机(12),底盘驱动电机(12)连接滚珠丝杠(6),底盘(16)上设置有与所述滚珠丝杠(6)相配合的丝杠螺母,所述丝杠螺母套装在所述滚珠丝杠(6)上,底盘驱动电机(12)带动滚珠丝杠(6)转动时驱动底盘(16)在外壳(7)的底部上下运动;所述外壳(7)上端设置有报警灯(11),外壳(7)的外表面设置有太阳能电池板(19),太阳能电池板(19)通过太阳 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于角度传感器的潮汐车道变更机器人,其特征在于:包括A墩(1)、B墩(2)和连接护栏(3),连接护栏(3)的两端分别铰接在A墩(1)的中心轴和B墩(2)的中心轴(4)上;所述A墩(1)和B墩(2)与连接护栏(3)之间均安装有角度传感器(5);所述A墩(1)和B墩(2)上均设置有北斗模块(10)、嵌入式控制模块、报警灯(11)、太阳能电池板(19)、铅酸蓄电池(14)、LoRa模块、底盘(16)和外壳(7),嵌入式控制模块通过LoRa模块连接路段控制基站,铅酸蓄电池(14)固定在底盘(16)上,底盘(16)套装在外壳(7)底部,底盘(16)上设置有凸块,外壳(7)底部设置有与底盘(16)上的凸块相配合的凹槽,外壳(7)上还固定有底盘驱动电机(12),底盘驱动电机(12)连接滚珠丝杠(6),底盘(16)上设置有与所述滚珠丝杠(6)相配合的丝杠螺母,所述丝杠螺母套装在所述滚珠丝杠(6)上,底盘驱动电机(12)带动滚珠丝杠(6)转动时驱动底盘(16)在外壳(7)的底部上下运动;所述外壳(7)上端设置有报警灯(11),外壳(7)的外表面设置有太阳能电池板(19),太阳能电池板(19)通过太阳能充电电路连接铅酸蓄电池(14),所述北斗模块(10)均设置在外壳(7)内部,移动机构和锁定机构均设置在底盘(16)上;所述A墩(1)和B墩(2)的底盘(16)上均还安装有三个定向轮、一个定向电机、激光测距仪(8)和测距仪驱动电机(9),三个定向轮包括一个主动轮(18)和两个被动轮(15),定向电机连接主动轮(18)被驱动所述主动轮(18)转动,通过主动轮(18)运动带动A墩(1)或B墩(2)的运动,所述主动轮(18)上安装有增量式编码器(17),出厂时使增量式编码器(17)的零位、隔离墩的运动方向和主动轮(18)的朝向这三个方向保持一致;测距仪驱动电机(9)固定在外壳(7)上,测距仪驱动电机(9)连接激光测距仪(8)并带动所述激光测距仪(8)的转动,外壳(7)上开设有水平槽口,连接护栏(3)穿过水平槽口连接中心轴且激光测距仪(8)透过水平槽口照射到隔离墩外部。2.一种基于角度传感器的潮汐车道变更方法,其特征在于:包括如下步骤:S1:控制潮汐车道的信号灯,使潮汐车道入口处的信号灯转换为红灯,并启动第一组车道变更机器人;S2:A墩(1)和B墩(2)分别进行上电初始化,并判断自身是否存在故障,故障判断包括蓄电池电量是否够用的判断、北斗模块(10)是否能够定位的判断、无线传输模块是否能正常传递信息以及隔离墩内所有的电机是否能够正常工作;若A墩(1)或B墩(2)存在故障,则对存在故障的A墩(1)或B墩(2)进行重启后再对该隔离墩进行故障判断,若A墩(1)或B墩(2)仍存在故障,则将存在故障的A墩(1)或B墩(2)的故障信息传递给路段控制基站,并点亮该隔离墩的警报灯,不对该隔离墩进行移动;若A墩(1)和B墩(2)均不存在故障,则判断A墩(1)和B墩(2)可以进行移动,并进入S3步骤;S3:A墩(1)和B墩(2)分别获取目标位置信息,并将当前位置与目标位置的连接划分成若干份,每份的长度为10cm,获取划分后的分段目标位置信息;A墩(1)和B墩(2)以轮流运动每次运动10cm的方式向目标位置移动;S4:A墩(1)和连接护栏(3)的连接处安装角度传感器,并且A墩(1)和B墩(2)的顶部安装有北斗模块(10),通过北斗模块(10)确定A墩(1)和B墩(2)的绝对位置,由此可以得知连接护栏(3)相对于地面的绝对位置和绝对角度,通过角度传感器得知连接护栏(3)和A墩(1)的相对角度,再将其与连接护栏(3)的绝对角度结合得出A墩(1)相对于地面的相对角度和A墩(1)相对于地面的绝对角度,根据S3步骤中的A墩(1)当前位置和目标位置确定A墩(1)的运动方向,A墩(1)和主动轮之间装有增量式编码器(17),转动主动轮(18)使之回归零位,获得A墩(1)朝向信息和A墩(1)运动方向信息;S5:A墩(1)首先打开自身的报警灯(11)并进行障碍判断,障碍判断的方式为激光测距法,在A墩(1)每次运动前,B墩(2)上的激光测距仪(8)沿连接护栏(3)的方向直射到A墩(...
【专利技术属性】
技术研发人员:单晓杭,邱婷婷,金旭,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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