[发明专利]一种采用超声波避障的潮汐车道变更方法

摘要

本发明公开了一种采用超声波避障的潮汐车道变更方法，包括A墩、B墩和连接护栏，连接护栏的两端分别铰接在A墩的中心轴和B墩的中心轴上；所述A墩和B墩上均设置有北斗模块、嵌入式控制模块、报警灯、太阳能电池板、铅酸蓄电池、LoRa模块、底盘和外壳；本发明利用道路出入口设置移动式隔离墩，灵活机动，成本低；利用北斗系统进行隔离墩实时定位，控制精度高、安全性高；利用北斗系统精确定位实现多车道变更；利用大数据实现城市交通道路网络实时变更，随时应对由于交通事故、车流量变化、恶劣天气等因素对道路需求的变化，实现自动控制。

主权项

1.一种采用超声波避障的潮汐车道变更方法，其特征在于：采用一种采用超声波避障的潮汐车道变更机器人，包括A墩(1)、B墩(2)和连接护栏(3)，连接护栏(3)的两端分别铰接在A墩(1)的中心轴和B墩(2)的中心轴上；/n所述A墩(1)和B墩(2)上均设置有北斗模块(10)、嵌入式控制模块、报警灯(11)、太阳能电池板(19)、铅酸蓄电池(14)、LoRa模块、底盘(16)和外壳(7)，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(14)固定在底盘(16)上，底盘(16)套装在外壳(7)底部，底盘(16)上设置有凸块，外壳(7)底部设置有与底盘(16)上的凸块相配合的凹槽，外壳(7)上还固定有底盘驱动电机(12)，底盘驱动电机(12)连接滚珠丝杠，底盘(16)上设置有与所述滚珠丝杠相配合的丝杠螺母，所述丝杠螺母套装在所述滚珠丝杠上，底盘驱动电机(12)带动滚珠丝杠转动时驱动底盘(16)在外壳(7)的底部上下运动；所述外壳(7)上端设置有报警灯(11)，外壳(7)的外表面设置有太阳能电池板(19)，太阳能电池板(19)通过太阳能充电电路连接铅酸蓄电池(14)，所述北斗模块(10)均设置在外壳(7)内部，移动机构和锁定机构均设置在底盘(16)上；/n所述A墩(1)和B墩(2)的底盘(16)上均还安装有三个定向轮、一个定向电机、超声波测距仪(8)和测距仪驱动电机(9)，三个定向轮包括一个主动轮(18)和两个从动轮(15)，定向电机连接主动轮(18)并驱动所述主动轮(18)转动，通过主动轮(18)运动带动A墩(1)或B墩(2)的运动，所述主动轮(18)上安装有绝对编码器(17)，出厂时使绝对编码器(17)的零位、隔离墩的运动方向和主动轮(18)的朝向这三个方向保持一致；测距仪驱动电机(9)固定在外壳(7)上，测距仪驱动电机(9)连接超声波测距仪(8)并带动所述超声波测距仪(8)的转动，外壳(7)上开设有水平槽口，连接护栏(3)穿过水平槽口连接中心轴且超声波测距仪(8)透过水平槽口朝向隔离墩外部；/n所述A墩(1)和B墩(2)上还安装有电子罗盘(6)和罗盘驱动电机(4)，罗盘驱动电机(4)固定在底盘(16)上，罗盘驱动电机(4)连接电子罗盘(6)并驱动电子罗盘(6)在水平面上旋转来校准角度，电子罗盘(6)在转动后根据电子罗盘(6)所在的角度辨别出A墩(1)或B墩(2)所在的角度；/n所述潮汐车道变更方法包括如下步骤：/nS1：控制潮汐车道的信号灯，使潮汐车道入口处的信号灯转换为红灯，并启动第一组车道变更机器人；/nS2：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，故障判断包括蓄电池电量是否够用的判断、北斗模块(10)是否能够定位的判断、无线传输模块是否能正常传递信息以及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A墩(1)或B墩(2)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A墩(1)或B墩(2)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S3步骤；/nS3：A墩(1)和B墩(2)分别获取目标位置信息，并将当前位置与目标位置的连接划分成若干份，每份的长度为10cm，获取划分后的分段位置信息；A墩(1)和B墩(2)以轮流运动每次运动10cm的方式向目标位置移动；/nS4：A墩(1)的罗盘驱动电机(4)启动，带动A墩(1)上的电子罗盘(6)转动一圈，确定A墩(1)的朝向，根据S3步骤中的A墩(1)当前位置和目标位置确定A墩(1)的运动方向，A墩(1)和主动轮(18)之间装有绝对编码器(17)，可以直接获取A墩(1)和主动轮(18)之间的夹角，通过定向电机转动主动轮(18)，使其朝向目标位置进行运动；/nS5：A墩(1)首先打开自身的报警灯(11)并进行障碍判断，障碍判断的方式为超声波测距法，在A墩(1)每次运动前，B墩(2)上的超声波测距仪(8)沿连接护栏(3)的方向正对A墩(1)，检测时向潮汐车道方向转动B墩(2)上的测距仪驱动电机(9)，使B墩(2)上的超声波测距仪(8)的朝向与连接护栏(3)呈5度，在B墩(2)上的超声波测距仪(8)发射出声波后进行障碍判断，连接护栏(3)的长度为S，若测距仪转动电机转动的过程中超声波测距仪(8)测得的距离始终大于