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一种基于物联网的道路交通信号灯

2021-02-01 12:31:21

一种基于物联网的道路交通信号灯

  技术领域

  本发明涉及交通信号灯技术领域,具体涉及一种基于物联网的道路交通信号灯。

  背景技术

  交通信号灯是通过交互变换的光色信号,将道路通行权指定给驾驶员与行人的设施,通常设置于交岔路口或道路特殊位点。常规道路交通信号灯主要分为机动车信号灯、非机动车信号灯、人行横道信号灯、车道信号灯、方向指示信号灯、闪光警告信号灯灯。近年来,随着交通管理的系统化、信息化水平不断提升,道路交通信号灯模式及功能均发生了较大变化,衍生出了各类新型道路交通信号灯。

  物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程,采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息,通过各类可能的网络接入,实现物与物、物与人的泛在连接,实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体,它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

  近年来,得益于光纤通信、移动通信技术的不断发展,物联网接入道路基础设施成为可能,包括道路交通信号灯在内的交通设施逐渐向着系统化、信息化方向发展。目前,常规道路交通信号灯仅具有信号指示功能,也就是说,其仅能够通过灯光的变化来给出指示信息,尽管部分交通信号灯配备了广播功能或显示屏,但也仅仅是丰富了信息媒介,而本质上仍属于单向的信息传递,不具有任何交互效应,因此很难实现深层次功能。在道路的日常运行中,时常发生局部坑陷问题,如果道路养护部门未能及时采取措施,则过往车辆很可能因不知道存在坑陷而从其上驶过,不仅容易造成危险,而且还容易导致坑陷位置进一步扩大。

  发明内容

  本发明旨在针对现有技术的技术缺陷,提供一种基于物联网的道路交通信号灯,以解决常规道路交通信号灯不具有坑陷指示功能的技术问题。

  为实现以上技术目的,本发明采用以下技术方案:

  一种基于物联网的道路交通信号灯,包括灯杆,旋转机构,信号灯,支撑座,定位机构,探照灯,灯头,顶盖,支架,单片机,无线收发器,摄像头,服务器,其中,在灯杆的顶端设置有旋转机构,在旋转机构上固定连接有信号灯,在信号灯的顶端固定连接有支撑座,在支撑座上设置有定位机构,所述定位机构包括水平转盘和竖直转轴,水平转盘连接在支撑座的顶端,水平转盘的旋转平面水平,在水平转盘的侧端设置有竖直转轴,竖直转轴的旋转平面竖直,在竖直转轴的末端固定连接有探照灯,在探照灯的前端具有灯头,在位于最上端的信号灯的顶端,固定连接有顶盖,在探照灯的内部固定连接有支架,单片机和无线收发器分别固定连接在支架上,在灯杆上固定连接有摄像头;定位机构由单片机控制;在单片机中存储有定位机构倾角与地面光点坐标之间的对照表;服务器中预先存储标记有全部坐标点的路面照片;摄像头采集路面图像,所述路面图像经无线收发器发送至服务器,所述服务器对来自无线收发器的路面图像进行存储,同时,将标记有全部坐标点的路面照片与所述路面图像进行叠加,赋予所述路面图像以全部坐标点位置;响应用户操作,服务器将从路面图像上选定的坐标点经无线收发器发送至单片机,单片机将坐标点分配至定位机构;单片机以所述对照表为依据,根据各定位机构所分配到的坐标点,确定其倾角,同时启动其上的探照灯。

  作为优选,赋予所述路面图像以全部坐标点后,所述全部坐标点分别以像素标示在所述路面图像上。

  作为优选,所述路面图像上传至云端;所述响应用户操作,包括:接入云端的若干用户分别从路面图像上划定坐标点,所划定的坐标点构成封闭图形,服务器接收来自若干用户的、带有封闭图形的路面图像,确定若干封闭图形的交集区域,在所述路面图像上标记该交集区域,以该交集区域的边缘坐标作为选定的坐标点。

  作为优选,定位机构倾角与地面光点坐标之间的对照表,是在安装调试环节由人工逐一标定、录入的。

  作为优选,所述路面照片由摄像头预先采集,所述摄像头的位置、角度保持固定。

  作为优选,还包括太阳能电池板,所述太阳能电池板固定连接在灯杆上,所述太阳能电池板与信号灯电性连接。

  作为优选,在灯杆的下部内置有充电桩,所述充电桩接入市政电网。

  作为优选,在灯杆的外壁上焊接有支撑杆,在所述支撑杆上固定连接有显示屏。

  本发明提供了一种基于物联网的道路交通信号灯。该技术方案对道路交通信号灯的机械构造加以改进,并基于物联网通信原理实现了双向交互的路面指示功能。具体来看,本发明将信号灯设计为层叠结构,逐层增设独立的定位机构,定位机构承载探照灯,利用其双自由度的运动功能,可将探照灯在地面上投射的光点定位置任一位置。在此基础上,首先在地面光点坐标与定位机构转角之间建立对照表,而后利用固定的摄像头采集其视线范围内的路面照片,并在其上标定全部坐标点。

  当本发明实际运行时,由摄像头定期采集当前的路面图像,并上传至服务器,由服务器将其与预存的、带有全部坐标点的路面照片叠加,从而将全部坐标点标定至当前路面图像上;当路面图像上存在地坑时,可由工作人员在其上直接圈定范围,并以坐标数据的形式回传至单片机,由单片机将各坐标点分配至不同的定位机构,再查表确定定位机构转角并开启探照灯,从而利用多个光点将地坑在路面上圈出,使过往车辆在接近地坑之前得到提示。应用本发明,可在现场指示出地坑位点,而且可远程的、在工作人员控制下灵活实现,这一功能是目前各类道路基础设施均不具有的,因而具有突出的技术优势。

  附图说明

  图1是本发明整体的机械结构图;

  图2是本发明顶部,从一个视角观察的机械结构图;

  图3是本发明顶部,从另一个视角观察的机械结构图;

  图4是当卸除一个灯头后,探照灯与定位机构连接处的局部机械结构图;

  图5是本发明的运行原理图;

  图中:

  1、灯杆2、旋转机构3、信号灯4、支撑座

  5、定位机构6、探照灯7、灯头8、顶盖

  9、支架10、单片机 11、无线收发器 12、摄像头

  51、水平转盘 52、竖直转轴。

  具体实施方式

  以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节,在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述,表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外,以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

  实施例1

  一种基于物联网的道路交通信号灯,如图1~5所示,包括灯杆1,旋转机构2,信号灯3,支撑座4,定位机构5,探照灯6,灯头7,顶盖8,支架9,单片机10,无线收发器11,摄像头12,服务器,其中,在灯杆1的顶端设置有旋转机构2,在旋转机构2上固定连接有信号灯3,在信号灯3的顶端固定连接有支撑座4,在支撑座4上设置有定位机构5,所述定位机构5包括水平转盘51和竖直转轴52,水平转盘51连接在支撑座4的顶端,水平转盘51的旋转平面水平,在水平转盘51的侧端设置有竖直转轴52,竖直转轴52的旋转平面竖直,在竖直转轴52的末端固定连接有探照灯6,在探照灯6的前端具有灯头7,在位于最上端的信号灯3的顶端,固定连接有顶盖8,在探照灯6的内部固定连接有支架9,单片机10和无线收发器11分别固定连接在支架9上,在灯杆1上固定连接有摄像头12;定位机构5由单片机10控制;在单片机10中存储有定位机构5倾角与地面光点坐标之间的对照表;服务器中预先存储标记有全部坐标点的路面照片;摄像头12采集路面图像,所述路面图像经无线收发器11发送至服务器,所述服务器对来自无线收发器11的路面图像进行存储,同时,将标记有全部坐标点的路面照片与所述路面图像进行叠加,赋予所述路面图像以全部坐标点位置;响应用户操作,服务器将从路面图像上选定的坐标点经无线收发器11发送至单片机10,单片机10将坐标点分配至定位机构5;单片机10以所述对照表为依据,根据各定位机构5所分配到的坐标点,确定其倾角,同时启动其上的探照灯6。

  实施例2

  一种基于物联网的道路交通信号灯,如图1~5所示,包括灯杆1,旋转机构2,信号灯3,支撑座4,定位机构5,探照灯6,灯头7,顶盖8,支架9,单片机10,无线收发器11,摄像头12,服务器,其中,在灯杆1的顶端设置有旋转机构2,在旋转机构2上固定连接有信号灯3,在信号灯3的顶端固定连接有支撑座4,在支撑座4上设置有定位机构5,所述定位机构5包括水平转盘51和竖直转轴52,水平转盘51连接在支撑座4的顶端,水平转盘51的旋转平面水平,在水平转盘51的侧端设置有竖直转轴52,竖直转轴52的旋转平面竖直,在竖直转轴52的末端固定连接有探照灯6,在探照灯6的前端具有灯头7,在位于最上端的信号灯3的顶端,固定连接有顶盖8,在探照灯6的内部固定连接有支架9,单片机10和无线收发器11分别固定连接在支架9上,在灯杆1上固定连接有摄像头12;定位机构5由单片机10控制;在单片机10中存储有定位机构5倾角与地面光点坐标之间的对照表;服务器中预先存储标记有全部坐标点的路面照片;摄像头12采集路面图像,所述路面图像经无线收发器11发送至服务器,所述服务器对来自无线收发器11的路面图像进行存储,同时,将标记有全部坐标点的路面照片与所述路面图像进行叠加,赋予所述路面图像以全部坐标点位置;响应用户操作,服务器将从路面图像上选定的坐标点经无线收发器11发送至单片机10,单片机10将坐标点分配至定位机构5;单片机10以所述对照表为依据,根据各定位机构5所分配到的坐标点,确定其倾角,同时启动其上的探照灯6。

  其中,赋予所述路面图像以全部坐标点后,所述全部坐标点分别以像素标示在所述路面图像上。所述路面图像上传至云端;所述响应用户操作,包括:接入云端的若干用户分别从路面图像上划定坐标点,所划定的坐标点构成封闭图形,服务器接收来自若干用户的、带有封闭图形的路面图像,确定若干封闭图形的交集区域,在所述路面图像上标记该交集区域,以该交集区域的边缘坐标作为选定的坐标点。定位机构5倾角与地面光点坐标之间的对照表,是在安装调试环节由人工逐一标定、录入的。所述路面照片由摄像头12预先采集,所述摄像头12的位置、角度保持固定。还包括太阳能电池板,所述太阳能电池板固定连接在灯杆1上,所述太阳能电池板与信号灯3电性连接。在灯杆1的下部内置有充电桩,所述充电桩接入市政电网。在灯杆1的外壁上焊接有支撑杆,在所述支撑杆上固定连接有显示屏。

  以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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