[发明专利]一种基于多无人机协作的交通故障预警装置及方法

权利要求书

1.一种基于多无人机协作的交通故障预警装置，其特征在于：包括机身(1)、机体、机臂、GPS定位器(2)、摄像头(3)、语音系统(4)、红外测距仪(5)、单片机控制器(6)、主警示灯(7)、副警示灯(8)、方向指示灯(9)和电池板(10)；

所述摄像头(3)和红外测距仪(5)位于机身下方，所述语音系统(4)位于机体上；所述GPS定位器(2)与单片机控制器(6)位于机体内部，所述主警示灯(7)位于机体的上方，所述副警示灯(8)位于机臂下方，所述方向指示灯(9)位于主警示灯(7)上方。

2.根据权利要求1所述的基于多无人机协作的交通故障预警装置，其特征在于：所述GPS定位器(2)包括定位系统和通信系统，所述定位系统接收天空卫星的信号进而计算定位器的地理坐标；所述通信系统将定位系统计算出的坐标信息传输至服务器。

3.一种基于多无人机协作的交通故障预警方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)当在城市道路中发生事故，启用多个无人机，第一架无人机启动后，在故障车辆后方放置警示牌；

(2)关闭红外测距仪，开启语音系统，警示后方来车；

(3)摄像头采集路况信息，若车辆在道路左边，亮起右行驶灯；车辆在道路中间，同时亮起左右方向行驶灯；车辆在道路右边，亮起左行驶灯；

(4)第一架无人机采集事故路段的路况及车辆信息，其余无人机获取整个交通区域的数据；

(5)无人机采集数据完毕后，将数据传输至单片机进行对路径的信号交叉口延误T_ij、路段车辆实际速度Q_ij、道路的实时路况L_ij三个数据的计算；

(6)将三个数据的计算结果代入路径通行难易度Z_ij＝w₁T_ij+w₂Q_ij+w₃L_ij计算每条路径的路径通行难易度；

(7)将Z_ij代入Dijkstra算法计算出最优路径，将通往事故现场的最优路径发送至救助组织。

4.根据权利要求3所述的基于多无人机协作的交通故障预警方法，其特征在于：步骤(5)的计算公式如下：

L_ij＝α₁U₁+α₂(U₂+U₃+U₄) (2)

式中，d为绿灯时间；t为信号周期时长；λ为绿信比；c为每小时出道口的通行辆；q为每小时进口道的交通量；t₁为一辆车行驶时间；x为时间t₁内的车头或车尾位移距离；v₀为该路段道路上无车时，路段允许的最大车速；U₁为特殊天气造成的路面异样，U₂为路面施工，U₃为路面损坏尚未修理路段，U₄为高峰路段，。α₁为天气影响路况因子，α₂为路面状态因子。

5.根据权利要求3所述的基于多无人机协作的交通故障预警方法，其特征在于：步骤(5)中，α₁+α₂＝1。

6.根据权利要求3所述的基于多无人机协作的交通故障预警方法，其特征在于：所述绿信比为绿灯时间与信号周期时长的比率。