基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统，适用于对地面上的路锥自适应调整位置和姿态，基于图像识别技术，通过车载控制系统、收放机构、扶正机构、图像采集器、PC处理中心的信息交互与控制，控制路锥的摆放、回收以及扶正，使得交通路锥便于摆放与回收，提高了路锥收放系统的工作效率以及路锥的摆放要求，同时无人工操作也保障了人员安全。

Adaptive adjustment system of traffic cones in and out process based on image recognition

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统
本技术涉及交通路锥收放装置，尤指交通路锥自适应调节收放系统，适用于人工不适宜操作的高速公路上使用。
技术介绍
交通路锥，主要用于放置在道路中间、危险地段、道路施工区域、交通执法路段等，起临时分隔/阻隔车流及引导交通的作用。人工摆放/回收的方法，虽较为简便，但存在效率低、危险大的缺点，同时也仅适用于路锥摆放量少，人员方便上路的情况。随着科学技术的发展，涌现出一些自动收放装置，随车行进，沿途自动摆放和回收，大大提高了工作效率，但在现有交通路锥自动收放系统的技术中，对于交通路锥收放系统的设计，大部分还仅限于机械设计，主要考虑输送效率等问题，并未在路锥实际收放过程中考虑路锥偏离实际收放位置或者路锥存在姿态异常(倒伏或偏转现象)应如何补救的问题。因此，设计一种能够根据路锥位置偏离情况或者路锥姿态异常情况自适应调节收放系统，既能减少人工成本，又能降低作业的危险性，在工程上显得尤为重要。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的不足，本技术提供一种适用于高速公路上，沿线较长，摆放量大，人工不易操作等情形下，对交通路锥进行随车自动收放且根据路锥偏离位置或姿态异常(倒伏或偏转现象)进行自适应调节的系统。其采用图像识别与机械自动控制技术相结合实现对交通路锥的自动收放，以及根据路锥偏离位置采用距离自适应调节和根据路锥姿态异常采用角度自适应调节来实现自动扶正收放。本技术采取的技术方案如下：一种基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统，包括车载控制系统、收放机构、扶正机构、图像采集器、PC处理中心；所述车载控制系统与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；所述图像采集器与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；所述收放机构、扶正机构的工作状态受所述车载控制系统控制；所述收放机构设置有直线驱动机构、旋转驱动机构和抓取机构，直线驱动机构带动抓取机构在水平方向伸缩于车外车内、在垂直于地面方向上下移动；旋转驱动机构安装在直线驱动机构上，带动抓取机构绕竖直轴旋转；所述扶正机构设置有位移机构、转向机构和扶正体，位移机构带动扶正体在水平面内X向和Y向两向位移，转向机构带动扶正体绕竖直轴旋转；所述抓取机构抓取路锥实施摆放或回收，所述扶正体将路锥推倒或扶立。进一步地：所述收放机构包括有直角减速电机、液压缸、主横梁、上合板组件、下合板组件；所述直角减速电机驱动连接所述主横梁，所述主横梁一侧活动连接上合板组件，另一侧活动连接下合板组件；所述液压缸的外部设置一液压缸销，所述液压缸销穿设在所述下合板组件上，所述液压缸的活塞杆上设置一活塞杆销，所述活塞杆销穿设在所述上合板组件上；所述上合板组件和下合板组件相对，在所述液压缸的驱动下张合。进一步地：所述上合板组件包括右上合板、左上合板、上合板横梁、上合板销轴、咬合板；所述右上合板和左上合板通过上合板销轴与主横梁活动连接，所述右上合板与左上合板之间通过上合板横梁支撑连接；所述活塞杆销穿设在右上合板或左上合板上；所述咬合板设置于所述右上合板上和左上合板上，与所述下合板组件相对；所述咬合板与所述右上合板/左上合板之间设置缓冲橡胶垫。进一步地：所述下合板组件包括上关节、下关节、下合板销轴、下合板左竖梁、下合板右竖梁、下合板横梁、下合板、路锥导向架；所述上关节一端固定于主横梁上，另一端与下关节共同穿接于下合板销轴上，所述下关节的另一端固定于下合板横梁上；所述下合板左竖梁、下合板右竖梁、下合板横梁都固定于下合板上；所述液压缸销与所述活塞杆销对应侧地穿设在所述下合板右竖梁或下合板左竖梁上；所述路锥导向架固定于所述下合板底部，朝向上合板组件方向，能够伸入到路锥的空芯中撑起路锥。进一步地：所述位移机构包括X向位移机构和Y向位移机构，所述Y向位移机构安装在X向位移机构上；所述转向机构安装在Y向位移机构上；所述扶正体安装在转向机构上。进一步地：所述扶正体包括有放倒扶正护板，所述放倒扶正护板呈拱形，在所述放倒扶正护板底部两个脚爪上分别焊接一弯形导轨，两个弯形导轨向外呈倒“八”字形张开，所述弯形导轨上安装有导轨轮。进一步地：所述弯形导轨包括上、下两根导轨，所述导轨轮通过销轴安装在两根导轨中间，且所述导轨轮为并排的一排轮。进一步地：所述弯形导轨与放倒扶正护板之间通过一段弯轨筋过渡衔接。进一步地：所述X向位移机构包括X向电机、X向滑轨/丝杠组合、X向滑块；所述Y向位移机构包括Y向电机、Y向滑轨/丝杠组合、Y向滑块；所述X向电机驱动连接X向滑轨/丝杠组合，所述X向滑块安装在X向滑轨/丝杠组合上；所述Y向电机和Y向滑轨/丝杠组合安装在X向滑块上，所述Y向电机驱动连接Y向滑轨/丝杠组合，所述Y向滑块安装在Y向滑轨/丝杠组合上。进一步地：所述转向机构包括直角减速电机、连接箱，直角减速电机与连接箱装配固定，连接箱的底端作为直角减速电机的输出轴伸出端；所述直角减速电机的输出轴连接所述扶正体。本技术技术方案，主要针对现有高速公路交通路锥自动收放系统在路锥收放过程中，若部分路锥位置发生偏离，造成路锥摆放位置不整齐或回收过程中收放装置捕捉不到的问题，或者，若部分待收放路锥姿态异常，造成收放过程无法抓取的问题。为了实现路锥收放自适应调节功能，本技术基于图像识别技术，借助于收放机构和扶正机构，使得交通路锥自动收放更加智能化，提升了工作效率以及高速公路养护人员的作业安全系数。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本技术交通路锥收放系统组成及摆放位置关系图；图2为收放机构轴测视图；图3为收放机构的一侧视图；图4为在图3基础上的A向视图；图5为在图3基础上的B向视图；图6为咬合板正面示意图；图7为扶正机构的轴测视图图8为扶正机构的主视图；图9为图8的右视图；图10为图8的俯视图；图11为预设行车轨迹与预设路锥摆放轨迹及实际行车轨迹与实际路锥摆放轨迹关系图；图12为路锥倒地状态示意图。各图中的标号说明：1-收放机构、2-扶正机构、3-图像采集器、4-PC处理中心、101-悬臂、102-旋转电机、103-连接箱、104-主连接架、105-左上合板、106-右上合板、107-上合板横梁、108-上合板销轴、109-咬合板、110-缓冲橡胶垫、111-上关节、112-下关节、113-下合板销轴、114-下合板左竖梁、115-下合板右竖梁、116-下合板横梁、117-下合板、118-路锥导向架、119-液压缸、120-液压缸销、121-活塞杆销、122-限位止挡、201-X向电机、202-X向滑轨丝杠组合、203-X向滑块、204-Y向电机、205-Y向滑轨丝杠组合、206-Y向滑块、207-连接臂一、208-直角减速电机、209-连接箱、210-连接臂二、211-连接臂三、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统，其特征在于，包括车载控制系统、收放机构、扶正机构、图像采集器、PC处理中心；/n所述车载控制系统与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；/n所述图像采集器与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；/n所述收放机构、扶正机构的工作状态受所述车载控制系统控制；/n所述收放机构设置有直线驱动机构、旋转驱动机构和抓取机构，直线驱动机构带动抓取机构在水平方向伸缩于车外车内、在垂直于地面方向上下移动；旋转驱动机构安装在直线驱动机构上，带动抓取机构绕竖直轴旋转；/n所述扶正机构设置有位移机构、转向机构和扶正体，位移机构带动扶正体在水平面内X向和Y向两向位移，转向机构带动扶正体绕竖直轴旋转；/n所述抓取机构抓取路锥实施摆放或回收，所述扶正体将路锥推倒或扶立。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的交通路锥收放过程自适应调节系统，其特征在于，包括车载控制系统、收放机构、扶正机构、图像采集器、PC处理中心；
所述车载控制系统与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；
所述图像采集器与PC处理中心电信号连接，实现信息交互；
所述收放机构、扶正机构的工作状态受所述车载控制系统控制；
所述收放机构设置有直线驱动机构、旋转驱动机构和抓取机构，直线驱动机构带动抓取机构在水平方向伸缩于车外车内、在垂直于地面方向上下移动；旋转驱动机构安装在直线驱动机构上，带动抓取机构绕竖直轴旋转；
所述扶正机构设置有位移机构、转向机构和扶正体，位移机构带动扶正体在水平面内X向和Y向两向位移，转向机构带动扶正体绕竖直轴旋转；
所述抓取机构抓取路锥实施摆放或回收，所述扶正体将路锥推倒或扶立。


2.根据权利要求1所述的交通路锥收放过程自适应调节系统，其特征在于，所述收放机构包括有直角减速电机、液压缸、主横梁、上合板组件、下合板组件；
所述直角减速电机驱动连接所述主横梁，所述主横梁一侧活动连接上合板组件，另一侧活动连接下合板组件；
所述液压缸的外部设置一液压缸销，所述液压缸销穿设在所述下合板组件上，所述液压缸的活塞杆上设置一活塞杆销，所述活塞杆销穿设在所述上合板组件上；
所述上合板组件和下合板组件相对，在所述液压缸的驱动下张合。


3.根据权利要求2所述的交通路锥收放过程自适应调节系统，其特征在于，所述上合板组件包括右上合板、左上合板、上合板横梁、上合板销轴、咬合板；所述右上合板和左上合板通过上合板销轴与主横梁活动连接，所述右上合板与左上合板之间通过上合板横梁支撑连接；所述活塞杆销穿设在右上合板或左上合板上；
所述咬合板设置于所述右上合板上和左上合板上，与所述下合板组件相对；所述咬合板与所述右上合板/左上合板之间设置缓冲橡胶垫。


4.根据权利要求2所述的交通路锥收放过程自适应调节系统，其特征在于，所述下合板组件包括上关节、下关节、下合板销轴、下合板左竖梁、下合板右竖梁、下合板横梁、下合板、路锥导向架；
所述上关节一端固定于主横...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜林森，周炜，张国胜，任春晓，刘宏利，姜慧夫，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11