[发明专利]一种智能化车道隔离方法

权利要求书

1.一种智能化车道隔离方法，其特征在于：采用一种智能化车道隔离系统，包括远程控制中心、交通信号灯后台数据服务器、路段控制基站和车道变更机器人群组，远程控制中心的数据传输端口与交通信号灯后台数据服务器的数据传输端口通过光纤传输或者无线数据传输的方式进行实时数据传输，远程控制中心将潮汐车道变更信号实时发送至路段控制基站，路段控制基站通过无线数据传输的方式将行走命令控制信号实时发送至对应路段上所有的车道变更机器人群组上，各车道变更机器人群组在接收到各自的行走命令时执行相应的移动，并实时将位置信息反馈给路段控制基站；

车道变更机器人群组包括多组沿潮汐车道方向分布的车道变更机器人组，相邻的车道变更机器人组之间间隔0.5～1米，每个车道变更机器人组均包括A墩(1)、B墩(2)和连接护栏(3)，A墩(1)和连接护栏(3)之间采用铰链连接，B墩(2)和连接护栏(3)固定连接；

所述A墩(1)和B墩(2)上均设置有北斗模块(8)、嵌入式控制模块、报警灯(5)、太阳能电池板(6)、铅酸蓄电池(7)、LoRa模块、底盘(9)和外壳(4)，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(7)固定在底盘(9)上，底盘(9)套装在外壳(4)底部，底盘(9)上设置有凸块，外壳(4)底部设置有与底盘(9)上的凸块相配合的凹槽，外壳(4)上还固定有底盘驱动电机(10)，底盘驱动电机(10)连接滚珠丝杠(11)，底盘(9)上设置有与所述滚珠丝杠(11)相配合的丝杠螺母(12)，所述丝杠螺母(12)套装在所述滚珠丝杠(11)上，底盘驱动电机(10)带动滚珠丝杠(11)转动时驱动底盘(9)在外壳(4)的底部上下运动；所述外壳(4)上端设置有报警灯(5)，外壳(4)的外表面设置有太阳能电池板(6)，太阳能电池板(6)通过太阳能充电电路连接铅酸蓄电池(7)，所述北斗模块(8)均设置在外壳(4) 内部，移动机构和锁定机构均设置在底盘(9)上；

所述A墩(1)的底盘(9)上安装有一个主动轮(14)和两个被动轮(15)，A墩(1)的底盘(9)上还设置有一个定向电机，定向电机连接主动轮(14)并驱动所述主动轮(14)转动，通过主动轮(14)运动带动整个A墩(1)的运动；所述A墩(1)内部还设置有护栏驱动电机(18)，护栏驱动电机(18)连接连接护栏(3)，护栏驱动电机(18)运动时带动所述连接护栏(3)和B墩(2)组成的整体绕中心轴进行转动；所述A墩(1)的内部还设置有第一激光测距仪(19)和第一测距仪驱动电机(18)，第一测距仪驱动电机(18)连接第一激光测距仪(19)并带动所述第一激光测距仪(19)的转动，A墩(1)上开设有水平大槽口(22)，连接护栏(3)穿过水平大槽口(22)连接中心轴且第一激光测距仪(19)透过水平大槽口(22)照射到A墩(1)外部，连接护栏(3)穿过水平大槽口(22)连接到护栏驱动电机(18)的驱动轴连接的中心轴上；

所述B墩(2)的底盘(9)上安装有三个万向轮(17)，B墩(2)的内部还设置有第二激光测距仪(21)和第二测距仪驱动电机(20)，第二测距仪驱动电机(20)连接第二激光测距仪(21)并带动所述第二激光测距仪(21)的转动，B墩(2)上开设有水平小槽口(23)，第二激光测距仪(21)透过水平小槽口(23)照射到B墩(2)外部

所述智能化车道隔离方法包括如下步骤：

S1：在潮汐车道的一侧沿潮汐车道的方向设置多组车道变更机器人组，每组车道变更机器人组均包括A墩(1)和B墩(2)，相邻的一组车道变更机器人组之间间隔0.5～1米；

S2：远程控制中心根据交通信号灯后台数据服务器传输的车流量信息判断每个路段是否需要进行潮汐车道的变更，若需要进行潮汐车道的变更，远程控制中心将潮汐车道变更信号实时发送至路段控制基站，由路段控制基站通过无线数据传输的方式将行走命令控制信号实时发送至对应路段上所有的车道变更机器人组上；

S3：第一组车道变更机器人组的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，故障判断包括电池电量是否够用的判断、北斗模块(8)是否能够定位的判断、无线传输模块是否能正常传递信息和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，则对存在故障的隔离墩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，则将存在故障的隔离墩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S4步骤；

S4：路段控制基站根据每个隔离墩的初始位置信息和目标位置信息是10cm的间隔将每个隔离墩的运动路径进行划分，获得每个隔离墩需要停留的位置分段位置信息；路段控制基站将每个隔离墩的分段位置信息发送到相应的隔离墩上；

S5：A墩(1)接收到路段控制基站发来的第一个分段位置信息，A墩(1)首先打开自身的报警灯(5)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)上的激光测距头沿连接护栏(3)的方向直射到A墩(1)上，检测时向潮汐车道方向转动B墩(2)上的激光转动电机，使B墩(2)上的激光测距头的朝向与连接护栏(3)呈5度，在B墩(2)上的激光测距头发射出光线后进行障碍判断，连接护栏(3)的长度为S，若激光转动电机转动的过程中激光测距头测得的距离始终大于则判断激光测距头发出的光线并未被遮挡，即A墩(1)的运动路径上有一段行程并无障碍，进入S5步骤中；若激光转动电机转动的过程中激光测距头测得的距离出现过小于的情况，则判断激光测距头发出的光线被阻挡过，则延时3s后再次对A墩(1)进行障碍判断；

S6：松开A墩(1)和B墩(2)的锁定装置，A墩(1)向目标位置方向进行直线运动，A墩(1)的运动距离为10cm，控制电机使A墩(1)直线运动10cm，在A墩(1)运动时，B墩(2)保持自由的跟随状态，在A墩(1)移动完10cm后，A墩(1)通过北斗模块(8)确定当前自身的当前位置信息，并将当前位置信息与步骤S5中获得的第一个分段位置信息进行对比，若A墩(1)的当前位置信息与第一个分段位置信息相重合，则A墩(1)运动到分段位置后关闭报警灯(5)并锁紧锁定装置，若A墩(1)的当前位置信息与第一个分段位置信息不重合，则A墩(1)继续运动直至A墩(1)的当前位置与分段位置相重合；

S7：在B墩(2)每次运动前，A墩(1)上的激光测距头沿连接护栏(3)的方向直射到B墩(2)上，检测时向潮汐车道方向转动A墩(1)上的激光转动电机，使A墩(1)上的激光测距头的朝向与连接护栏(3)呈5度，在A墩(1)上的激光测距头发射出光线后进行障碍判断，若激光转动电机转动的过程中激光测距头测得的距离始终大于则判断激光测距头发出的光线并未被遮挡，即B墩(2)的运动路径上有一段行程并无障碍，进入S8步骤中；若激光转动电机转动的过程中激光测距头测得的距离出现过小于的情况，则判断激光测距头发出的光线被阻挡过，则延时3s后再次对B墩(2)进行障碍判断；

S8：驱动A墩(1)上的护栏转动电机，护栏转动电机带动连接护栏(3)和B墩(2)组成的整体绕A墩(1)进行转动；在B墩(2)移动完10cm后，B墩(2)通过北斗模块(8)确定当前自身的当前位置信息，并将当前位置信息与步骤S5中获得的第一个分段位置信息进行对比，若B墩(2)的当前位置信息与分段位置信息相重合，则进入S9步骤；若B墩(2)的当前位置信息与分段位置信息不重合，则B墩(2)继续运动直至B墩(2)的当前位置与分段位置相重合；

S9：路段控制基站向A墩(1)和B墩(2)依次发送剩下的分段位置信息，并重复上述S5～S8步骤，直至A墩(1)和B墩(2)均达到目标位置，完成第一组车道变更机器人组的移动；

S10：第一组车道变更机器人组的移动完成后，剩下的车道变更机器人组依次重复上述S3～S9步骤，直至所有的车道变更机器人组均移动到潮汐车道的另一侧，完成整个潮汐车道的变换过程。