本發(fā)明屬于道路安全領(lǐng)域，特別是涉及一種道路交通標線自動劃線車。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)外交通標線劃線車按作業(yè)方式主要分為手推式和車載式兩種類型。它們的基本原理普遍是通過內(nèi)燃機或者汽車發(fā)動機直接或間接驅(qū)動涂料泵進行噴涂。因此，現(xiàn)有的劃線車存在的問題如下：

1、劃線車的運動姿態(tài)完全由人力控制，操作人員工作強度高；

2、噴槍的開關(guān)需要時刻有操作人員控制，操作人員緊張程度高，工作負擔大。

然而，在現(xiàn)有的技術(shù)專利及文獻中，并沒有針對這一問題的解決方案。

因此，有必要提供新的技術(shù)方案以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的道路劃線車劃線時需要操作人員用手推動或者駕駛劃線車沿著標線的軌跡前進并進行繪制，并且噴涂的開關(guān)需要人力去實時控制，操作人員緊張程度高，工作負擔大等問題，本發(fā)明提供一種道路交通標線自動劃線車，實現(xiàn)了劃線車自動劃線功能，從而達到節(jié)省人力的目的。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種道路交通標線自動劃線車，其特征是：該劃線車上安裝有自動劃線裝置，所述自動劃線裝置包括人機交互單元、工控機、車體定位單元、步進電機、執(zhí)行機構(gòu)及線寬調(diào)節(jié)單元，

其中人機交互單元通過數(shù)據(jù)傳輸線與工控機連接，人機交互單元包括顯示屏和按鍵，且顯示屏和按鍵并排安裝在電路板上，所述電路板固定在劃線車的底板支架上；

其中工控機安裝在劃線車上，工控機的輸入端分別與人機交互單元及車體定位單元連接，工控機的輸出端分別與步進電機驅(qū)動器、噴涂開關(guān)觸發(fā)器連接；

其中車體定位單元包括GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)及電子羅盤；

其中步進電機的數(shù)量為兩個，分別安裝在劃線車的兩個驅(qū)動輪上，步進電機與步進電機驅(qū)動器連接；

其中執(zhí)行機構(gòu)固定在劃線車底盤上，并與噴涂開關(guān)觸發(fā)器連接，執(zhí)行機構(gòu)包括電動推桿、橫桿、連接件、縱桿及噴罐，所述橫桿的一端下方設(shè)置有電動推桿，橫桿的另一端下方設(shè)置有噴罐；所述縱桿固定在劃線車底盤上，縱桿的上部通過連接件與橫桿中部轉(zhuǎn)動連接；

其中線寬調(diào)節(jié)單元位于噴罐的正下方，線寬調(diào)節(jié)單元包括滑槽、定位孔、橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板及縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板，所述滑槽安裝在劃線車車底板上；所述定位孔設(shè)置在劃線車車底板上，且對稱的布置在滑槽兩側(cè)；所述橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板與縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板呈垂直布置，并固定在一起，橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板與縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板的連接處嵌套在滑槽內(nèi)；所述橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板上設(shè)置有定位柱。

進一步，所述自動劃線裝置還包括障礙提示單元，所述障礙提示單元包括超聲波測距模塊和蜂鳴器，所述超聲波測距模塊包括超聲波發(fā)射器、超聲波接收器及控制電路，所述超聲波發(fā)射器設(shè)置在劃線車車頭處；所述超聲波接收器通過控制電路與工控機連接；所述蜂鳴器與工控機連接。

進一步，所述線寬調(diào)節(jié)單元數(shù)量為兩組。

通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：本發(fā)明一種道路交通標線自動劃線車，該劃線車的自動劃線裝置主要由人機交互單元、工控機、車體定位單元、步進電機、執(zhí)行機構(gòu)及線寬調(diào)節(jié)單元組成；工控機的輸入端分別與人機交互單元及車體定位單元連接，工控機的輸出端分別與步進電機驅(qū)動器、噴涂開關(guān)觸發(fā)器連接；工控機在接收到人機交互單元和車體定位單元傳遞來的信息后，先判斷劃線車車體坐標是否與劃線基點坐標一致，如果不一致，需采用GIS地理信息系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)匹配技術(shù)，通過地圖匹配電路先行控制劃線車行駛到指定的基點坐標處，并調(diào)整劃線車自身方位使之符合設(shè)定的基點方位，然后再開始繪制工作；如果坐標和方位一致，則將指令直接發(fā)布給步進電機驅(qū)動器和噴涂開關(guān)觸發(fā)器進行繪制工作。本發(fā)明提出了一種道路交通標線自動劃線車，通過程序控制替代人力劃線工作，實現(xiàn)了劃線車自動劃線功能，從而達到節(jié)省人力的目的，可大大減輕操作人員的工作強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中執(zhí)行機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中線寬調(diào)節(jié)單元與車底板裝配示意圖。

圖5為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中線寬調(diào)節(jié)單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中線寬調(diào)節(jié)單元仰視圖。

圖7為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中線寬調(diào)節(jié)單元鋼板組件左視圖。

圖8為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中線寬調(diào)節(jié)單元鋼板組件前視圖。

圖9為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車工作原理流程示意圖。

圖10為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車中障礙檢測單元工作過程的流程圖。

圖11為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車行駛過程中其前方路面為水平路面的測距示意圖。

圖12為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車行駛過程中其前方路面為凸出路面測距示意圖。

圖13為本發(fā)明道路交通標線自動劃線車行駛過程中其前方路面為凹陷路面測距示意圖。

圖中：1-人機交互單元、2-工控機、3-車體定位單元、4-步進電機、5-執(zhí)行機構(gòu)、501-電動推桿、502-橫桿、503-連接件、504-縱桿、505-噴罐、6-線寬調(diào)節(jié)單元、601-滑槽、602-定位孔、603-橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板、604-縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板、7-障礙提示單元、8-目標劃線車。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明涉及一種道路交通標線自動劃線車，參閱圖1～圖12，該目標劃線車8上安裝有自動劃線裝置，所述自動劃線裝置包括人機交互單元1、工控機2、車體定位單元3、步進電機4、執(zhí)行機構(gòu)5及線寬調(diào)節(jié)單元6，

人機交互單元1包括顯示屏和按鍵，顯示屏和按鍵并排安裝在電路板上，電路板固定在目標劃線車8的底板支架上；人機交互單元1通過數(shù)據(jù)傳輸線與工控機2相連，顯示屏顯示預(yù)繪制的標線信息以及目標劃線車8的坐標信息，操作人員通過鍵盤按鍵選擇所要繪制的標線并輸入劃線開始的基點坐標和方位，以上的設(shè)置信息便以電信號的方式傳遞給工控機2，其中劃線的基點坐標和基點方位由道路施工時用GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)和電子羅盤預(yù)先測定所得。

工控機2為系統(tǒng)的信息處理和控制單元，也是系統(tǒng)的頭腦部件，它安裝在目標劃線車8上，采用嵌入式系統(tǒng)進行開發(fā)，用于完成系統(tǒng)中信息的識別、數(shù)據(jù)處理及向其他模塊發(fā)出指令。工控機2中預(yù)設(shè)有標線圖案的控制程序，工控機2在接收到人機交互單元1和車體定位單元3傳遞來的信息后，先判斷目標劃線車8車體坐標是否與劃線基點坐標一致，如果不一致，需采用GIS地理信息系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)匹配技術(shù)，通過地圖匹配電路先行控制目標劃線車8行駛到指定的基點坐標處，并調(diào)整目標劃線車8自身方位使之符合設(shè)定的基點方位，然后再開始繪制工作；如果坐標和方位一致，則將指令直接發(fā)布給步進電機驅(qū)動器和噴涂開關(guān)觸發(fā)器進行繪制工作。地圖匹配電路是通過工控機2微處理單元的整理程序進行處理，得到目標劃線車8在GIS地理信息系統(tǒng)電子地圖上的正確位置，并經(jīng)過路徑規(guī)劃算法指示出正確行駛路線。

車體定位單元3包括GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)及電子羅盤，實時反映目標劃線車8車體的坐標和方位信息，實現(xiàn)目標劃線車8的自主導(dǎo)航定位功能。GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)為目標劃線車8提供車體的坐標位置信息，信息獲取后通過接口傳送給工控機2。電子羅盤用于判斷目標劃線車8車體的方位，并將車體方位信息傳送給工控機2。GIS地理信息系統(tǒng)用于處理目標劃線車8車體空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，匹配GPS導(dǎo)航定位系統(tǒng)提供的車體坐標與設(shè)定的基點坐標和基點方位是否一致。

步進電機4安裝在目標劃線車8的兩個驅(qū)動輪上，通過差速法實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，接收到工控機2的電信號后會精確轉(zhuǎn)動以保證實現(xiàn)目標劃線車8距離和角度的精確運動。

執(zhí)行機構(gòu)5固定在目標劃線車8底盤上，并與噴涂開關(guān)觸發(fā)器連接，執(zhí)行機構(gòu)5包括電動推桿501、橫桿502、連接件503、縱桿504及噴罐505，所述橫桿502的一端下方設(shè)置有電動推桿501，橫桿502的另一端下方設(shè)置有噴罐505；所述縱桿504固定在目標劃線車8底盤上，縱桿504的上部通過連接件503與橫桿502中部轉(zhuǎn)動連接；執(zhí)行機構(gòu)5在接收到電信號后電動推桿501推動杠桿機構(gòu)的橫桿502的右端，以連接件503處為支點，壓迫噴灌505的開關(guān)實現(xiàn)噴漆。

線寬調(diào)節(jié)單元6位于噴罐505的正下方，線寬調(diào)節(jié)單元6數(shù)量為兩個，線寬調(diào)節(jié)單元6包括滑槽601、定位孔602、橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板603及縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板604，所述滑槽601安裝在目標劃線車8車底板上；所述定位孔602設(shè)置在目標劃線車8車底板上，且對稱的布置在滑槽601兩側(cè)；

所述橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板603與縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板604呈垂直布置，并固定在一起組成鋼板組件，橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板603與縱向線寬調(diào)節(jié)鋼板604的連接處嵌套在滑槽601內(nèi)；所述橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板603上設(shè)置有定位柱。定位孔602根據(jù)現(xiàn)行標準線寬設(shè)置兩孔之間間距，鋼板組件可以在滑槽601內(nèi)一維滑動，確定好標線寬度后，將橫向線寬調(diào)節(jié)鋼板603上的四個定位柱插入定位孔602中來固定鋼板組件。操作人員在劃線前通過調(diào)節(jié)兩個鋼板組件限制噴罐505噴射的區(qū)域以實現(xiàn)標線線寬的調(diào)整。

參見圖9為本發(fā)明道路交通標線自動目標劃線車8障礙檢測單元工作過程的流程圖，所述自動劃線裝置還包括障礙提示單元7，障礙提示單元7包括超聲波測距模塊和蜂鳴器。由目標劃線車8車頭處的超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波，經(jīng)地面反射后由超聲波接收器接收并經(jīng)控制電路放大整流濾波后將信號傳輸?shù)焦た貦C2，工控機2通過算法運算得出實際距離。當目標劃線車8在路面上行駛時，其前方路面可能為以下三種路況：水平路面、凸出路面(佇立障礙物)和凹陷路面，以上三種路面實際在目標劃線車8測距過程中效果圖，參見圖10～圖12，圖10為水平路面情況，圖11為凸出路面情況，圖12為凹陷路面情況，當目標劃線車8在平直路面上行駛時，測的間距為S；當目標劃線車8在凹凸路面上行駛時測得的間距為S′。由于存在測量誤差及小障礙對目標劃線車8行駛無影響等因素條件，因此設(shè)定范圍，S∈[S1,S2]，其中S1為理論上平直路面障礙提示單元7與路面的最小間距，S2為理論上平直路面障礙提示單元7與路面的最大間距，當S∈[S1,S2]時認為前方為平直路面，可以通行。若測得間距超出該范圍，則認為前方存在較大障礙，應(yīng)該使步進電機4停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。當間距在一定合理范圍時，認為前方?jīng)]有障礙物，可以良好劃線；當間距超出合理范圍時，認為前方路況不良，影響或無法劃線，停轉(zhuǎn)步進電機4并向操作人員發(fā)出警報，等待人工指令。

工作開始先通過電腦軟件編譯出相關(guān)交通標線的程序代碼，再通過串口部分將其傳輸給目標劃線車8的工控機2處，工控機2則將相應(yīng)的程序轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的圖形名稱呈現(xiàn)在顯示屏上，然后經(jīng)過人為的選擇所需線型，并將所選信息傳送到工控機2，工控機2通過內(nèi)置程序預(yù)判所處坐標是否與理論設(shè)置的基點坐標一致，若不一致，自動控制目標劃線車8行駛至設(shè)置坐標處，并調(diào)整目標劃線車8車體以符合設(shè)置的方位，若坐標和方位都一致，則開始畫圖。工控機2將指令發(fā)布給步進電機驅(qū)動器和執(zhí)行機構(gòu)5。步進電機4安裝在目標劃線車8的兩個驅(qū)動輪上，通過差速法實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，接收到工控機2的電信號后會精確轉(zhuǎn)動以保證目標劃線車8車子距離和角度的精確實現(xiàn),目標劃線車8沿圖案的線型行駛。執(zhí)行機構(gòu)5在收到工控機2的電信號后，電動推桿501向上運動推動橫桿502一端，橫桿502另一端下壓噴灌505從而噴出油漆。障礙提示單元7在劃線的過程中實時檢測前方道路是否適合目標劃線車8行駛并劃線，如果路況不適宜，則讓目標劃線車8停下并發(fā)出警報，提示操作人員來進行處理。