一种智能自动抓拍的可移动交通信号灯及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种智能自动抓拍的可移动交通信号灯的设计方法。所述设备由主控及监测模块、超声波测距模块、光感模块、电源模块、数据传输模块、太阳能发电模块、红绿灯组成。采用全新的三角测算法、滤波算法与超声波测距模块相结合来判定有无闯红灯者，并联动摄像头模块进行监测并抓拍，最终通过数据传输模块收集并传输至数据库。光感模块用于夜晚警示，太阳能模块与电池模块用于设备供电。本设计方法相较于传统交通信号灯设备，更具移动性和便携性。本设备可放置在无交通信号灯或交通信号灯故障的路口，能够帮助保持良好的交通秩序和实时监测交通路况。测交通路况。测交通路况。

【技术实现步骤摘要】
一种智能自动抓拍的可移动交通信号灯及其使用方法


[0001]本专利技术涉及交通辅助用具
，具体为一种智能自动抓拍的可移动交通信号灯及其使用方法。

技术介绍

[0002]在城市现代化建设不断加快的进程中，城市安全问题仍处于首要地位。对于交通信号灯故障的十字路口，需要放置临时交通信号灯来满足道路交通需求。针对现在道路所使用的临时交通信号灯分析，该信号灯只能起到简单提醒的作用，无法监测记录违反交通规则的行为，从而无法切实达到维护交通安全的目的。
[0003]目前只有极少数的城市在无交通信号灯或交通信号灯故障的道路上放置可移动交通信号灯或是临时警示灯，但大多没有办法引起人们的注意，引起注意也是警示作用，无法记录违法交通规则的行为，使人们在思想上松懈。其次，普通的可移动的交通信号灯在阴雨天或是无光夜晚不易看清其所处位置，具有安全隐患。在发生交通事故后也不能帮助公安机关在无交通信号灯或交通信号灯故障处更快速的找到肇事车主，犯法人员。
[0004]太阳能发电系统由太阳能电池组、太阳能控制器、蓄电池(组)组成，还需要逆变器的交互。我国太阳能发电的领域起步较早。进入新世纪，在国家的大力支持下，我国光伏产业取得了飞跃。截止2009年，我国太阳能电池的生产规模已达世界第一。虽然我国光伏产业，技术较为成熟，已经居于世界前列。在未来，中国光伏产业全球竞争力将不断增强。但是，当前我国太阳能发电在占整个电力系统的发电量并不高。据国家统计局数据显示，目前太阳能发电只占全国全口径发电量的2.54％。因此，太阳能薄膜发电技术在未来有巨大的发展前景。
[0005]目前的普通警示灯光都是通过人为进行常亮或是长灭的开关，这样所造成的不仅是人力资源的浪费，更是能源的浪费。白天警示灯光明亮度是日照灯光照度与灯光叠加，夜晚则只有灯光照度。当白天日光照度过高时，开启警示灯便是一种资源浪费，而当夜晚无光或是阴雨天日光照度不够且未能及时开启警示灯，便会存在安全隐患。

技术实现思路

[0006]本专利技术需要解决的技术问题主要有以下几点：普通临时交通信号灯在夜晚或者阴雨天气灯光与放置位置不醒目的问题；普通临时交通信号灯无法做到扩大监控范围并实时抓拍违反交通信号灯的行为的技术问题，使得车辆不遵守交通规则而易引发更多行人、车辆行驶的安全性问题；普通临时交通信号灯如何依据不同道路实际情况测量判定行人车辆是否发生违法违规行为的技术问题；交通信号灯电池的使用寿命低、导电性弱、稳定性差等问题；交通信号灯长时间亮灯存在的能源损耗与浪费等问题；
[0007]本专利技术采用了针对性的技术方案，提供了一种配有超声波测距和光感技术感应开灯的智能自动抓拍的可移动交通信号灯，致力于解决上述的各技术问题，具体方案如下：引入光感技术，达到了警示灯自动开关的效果。当光照强度低于50Lux时，四壁警示灯自动开
启，当光照强度高于50Lux时，自动关闭。
[0008]为达到实时监控抓拍的技术效果，对于上述的智能自动抓拍的可移动交通信号灯，其中监控摄像头设备作为创新设计，增加了普通临时信号灯不具备的实时监控的技术效果，同时利用太阳能薄膜发电技术延长电池的使用寿命和增强导电性、稳定性并为监控摄像板块和灯光系统提供能源，使道路监控管理更具有普遍性，管理者可以室内观察道路交通情况，相较于普通临时信号灯的针对性更强。
[0009]为达到扩大监控范围的技术效果，设置了双向抓拍摄像头实行了90
°
旋转监控，两个摄像头通过中心转轴相连接，考虑到要最大程度有效利用监控设备，并切实监控道路状况，当一方道路为红灯时摄像头会自动转向并且对违规行为抓拍监控，同时也利用SIM卡和WiFi等定位传输系统将数据传送到大数据库，便于公安民警实时了解路况或者事后追踪调查，这不仅有效维护了无红绿灯或红绿灯出现故障的路口交通秩序，也解决了普通临时红绿灯不具备的检测行人车辆违章违法行为的功能。
[0010]为达到使临时交通信号灯依据不同道路实际情况正确测量判定行人车辆是否发生违法违规行为的技术效果，针对摄像头所利用的抓拍技术，引入声波测量技术，为了使智能实时监控警示设备做到据实际情况有效节能，于是这里引入声波测量技术主要是通过声波传感器来实现。具体超声波测距方法为倾斜式三角测距法。将设备与停车线距离、超声波模块所处高度以及超声波模块与停车线距离构成一个直角三角形，将发射的声波与垂直方向所构成的倾角为75
°
，根据正弦定理测算出：超声波模块所处高度＝设备与停车线距离/tan75
°
，通过调整超声波模块所处高度来达到适应不同距离的十字路口进行抓拍的目的，同时为方便使用者进行测距和调整超声波高度，在设备底部添加超长卷尺来满足不同十字路口测距的要求和通过计算在调节杆上课上不同高度所对应的距离，以达到方便使用者的目的。使用者只需将本设备放置在无交通信号灯或交通信号灯故障的十字路口的中心，抽出卷尺，测量设备与停车线的距离，然后将调节杆的高度调节到刻度上所对应的距离处，即可进行抓拍。
[0011]智能自动抓拍的可移动交通信号灯结合了光感技术、超声波测距技术以及太阳能薄膜发电技术。相较于普通的临时移动红绿灯，本专利技术更加人性化，既使得智能实时监控交通信号灯设备的警示监控效果通过监测行人车辆是否违章越线、闯红灯得以充分展现，又在充分发挥灯光警示作用的前提下节省了能源的多余消耗。
[0012]上述方案中，超声波测距是整个装置的核心部分，它测得的数据会依据我们联系实际道路状况设定的距离范围，通过比较判定行人车辆是否出现越线或闯红灯等违法违规行为，从而直接影响摄像设备做出的抓拍反应。声波传感器是一种实现声、电转换的装置。该装置可以发射声波与接收声波的回波，同时将其转换为相应的电信号。
[0013]声波是机械波的一种，传播过程产生的是机械振动，机械振动会消耗能量。随着声波在空气中的不断传播，声波能量会逐渐减小，由于声波能量与振幅呈现正相关关系，因此，声波能量减少的体现就是振幅降低。声波在空气中传播时，幅值随着时间的增加以指数形式逐渐减小，具体的降低程度主要由温度、声波散射情况决定。声波在空气中传播的声压衰减规律为：
[0014]P
g
＝P0e
‑
ag
ꢀꢀꢀ
(1)
[0015]其中，P
g
表示声波在位置g处的声压；P0表示声波在初始位置的声压；a表示衰减因
子；g表示障碍物距离声波发射源的距离。声波在空气中传播的声强衰减规律为：
[0016]I
g
＝I0e
‑
2ag
ꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0017]其中，I
g
表示声波在位置g处的声强；I0表示声波在初始位置的声强。则声强增益减少的分贝数Q为：
[0018]Q＝20algeV
u
t
ꢀꢀꢀꢀ
(3)其中，V
u
表示的是电压增益，t表示的是声波传播时间。通过上述过程完成了声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能自动抓拍的可移动交通信号灯，其特征在于：所述的智能自动抓拍的可移动交通信号灯包括：密封圈(10)、设置于密封圈(10)顶部的红绿灯模块(1)、超声波测距控制电路(2)、实时监控模块(7)以及设置于密封圈(10)内部的警示灯(8)、太阳能薄膜发电系统(9)、电池模块(11)、光感控制电路(13)、米尺(16)；所述超声波测距控制电路(2)包括：超声波探头(3)、单片机(4)、电容(5)以及超声波传感器(6)；所述光感控制电路(13)包括：光控器(12)、光敏电阻(14)、光感开关(15)；所述实时监控模块(7)包括双向监控摄像头；所述超声波探头(3)的高度可调。2.根据权利要求1所述的智能自动抓拍的可移动交通信号灯，其特征在于：所述光感控制电路(13)、米尺(16)设置于密封圈(10)的底侧，所述警示灯(8)、太阳能薄膜发电系统(9)设置于密封圈(10)四壁。3.根据权利要求1所述的智能自动抓拍的可移动交通信号灯的使用方法，包括以下步骤：步骤1)，将设备摆放在交通信号灯故障点，光感控制电路(13)接通，当光照强度低于50Lux时，四壁警示灯(8)自动开启，当光照强度高于50Lux时，警示灯(8)自动关闭；步骤2)，实时监控模块(7)开启后，双向监控摄像头的监控方向会根据红灯所对路段的改变发生水平方向的90
°
旋转；步骤3)，所述超声波测距控制电路(2)将利用倾斜三角测距法，以固定的倾斜角度，通过将设备底部的米尺(16)进行测量和调整超声波探头(3)的高度，从而测算行人或车辆是否在红灯亮时闯入道路，若有，双向监控摄像头将进行抓拍，并将采集到的照片通过数据传输系统导入到大数据库中；步骤4)，电池模块(11)持续给设备供电，白天太阳能薄膜发电系统(9)持续给电池充电；所述电池模块(11)采用四段式电导增量法进行光伏最大功率跟踪(MPPT)。4.根据权利要求3所述的智能自动抓拍的可移动交通信号灯的使用方法，其特征在于：所述步骤1)中光感控制电路(13)的控制方法在于，在光敏电阻(14)被光照，超声波传感器(6)进行感应时，导致电阻率变化，使可充电的锂电池组，输入的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇成群，陈舒婷，朱丽娟，李嘉雯，王雯，薛雨欣，蒋佳佳，李沛润，
申请(专利权)人：盐城师范学院，
类型：发明
国别省市：