一种特殊行人过街智能辅助装置及其实施方法与流程

本发明属于道路交通安全设备领域，具体涉及一种特殊行人过街智能辅助装置及其实施方法。

背景技术：

近年来，我国城市交通发展迅速，行人过街与机动车行车之间的冲突日益增长，特别是针对特殊行人的过街交通安全问题急需解决。特殊行人如老人、孕妇、儿童、残疾人士等，他们通过路口时速度较慢，正常的交通信号行人通过时间往往不能满足他们的过街时间需求，会发生特殊行人走在道路中间而交通信号灯已转变为机动车通过信号，从而存在较为严重的交通隐患，容易造成交通堵塞，影响城市交通正常运转。目前也有一些行人过街系统和警示装置，如中国专利申请(cn109695186a)公开了“一种提高行人过街安全的自动式过街装置”，该装置包括行人过街信号灯、交通信号处理器、升降防护栏和行人自动输送机构，但是该装置的功能比较单一，没有针对特殊行人的专用机构，安全性不足，而且自动输送装置主要置于地下，结构复杂，易受雨水影响且维护困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种特殊行人过街智能辅助装置及其实施方法，该装置针对特殊行人的过街需求进行设计，易于使用和维护，安全性能高，提高特殊行人过街的效率与安全性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种特殊行人过街智能辅助装置，包括小车和定向轮轨道5；所述小车包括左右护栏1、护栏支架2、底盘3、定向轮6和护栏门8；所述左右护栏1位于小车的左右两侧；所述护栏门8位于小车的前后两侧，护栏门8与护栏支架2轴心连接，护栏支架2固定在底盘3上；底盘3内装有4个定向轮6，4个定向轮6分别位于定向轮轨道5上；所述定向轮轨道5固定于地面上并与地面平齐。

所述底盘3具有一定坡度，坡度为15～20度，底盘3的表面设置有盲人条纹。4块挡车块4分别位于四个定向轮6的一端，用于防止在行人登车时小车发生滑动。

所述护栏门8为自动护栏门，可根据小车的行驶与停向状态，分别启动关闭和开启的状态。所述护栏门8上设置有红外传感器12，用于感应行人与护栏门之间的距离。

2个指示灯7分别位于左右护栏1的下部中间位置；语音播报器9和应急按钮10位于左右护栏1的内侧上方，且与控制模块14相连接；左右护栏1上还挂靠有折叠椅11，使用时可将折叠椅放下，不使用时依靠倾角和重力倚靠在左右护栏。

舵机13位于护栏支架2的下端，并与控制模块14相连接，用于开启和关闭护栏门；压力传感器20位于底盘3的上表面下方，并与控制模块14相连接，用于感应小车上的行人重量，控制行人数量，防止超重；底盘的内部设置有控制模块14、通信模块接收端15-2、电机17-1和制动器17-2，底盘内部的两侧设置有驱动模块16，通信模块接收端15-2与控制模块14相连接，驱动模块16与控制模块14相连接，电机17-1、制动器17-2和驱动模块16相连接，用于驱动和制动定向轮6。

所述特殊行人过街智能辅助装置，还包括通信模块发射端15-1、过街行人摄像头模块19、无线充电发射电路模块23；所述通信模块发射端15-1位于行人交通信号灯18的下方，用于获取信号灯信号后发送到通信模块接收端15-2；所述摄像头模块19位于行人交通信号灯18的上方，用于识别待过街行人的目标与计数；信号灯柱下设置有无线充电发射电路模块23，在底盘的内部设置有对应的接收转换与充电电路模块22，可实现特殊行人过街智能辅助装置在无线充电发射电路模块23附近随时对动力电池21充电，且充电满了自动断电，为装置工作提供能量；动力电池21和接收转换与充电电路模块22相连接，并置于底盘的内部。

上述特殊行人过街智能辅助装置的实施方法，包括下述步骤：

(1)当小车在待命时刻，动力电池21进行无线充电，2个指示灯7为缓慢灯光变化状态，一侧有需求的特殊行人可以上车，打开一侧的护栏门8进入，然后关闭护栏门8；

(2)当行人交通信号灯为绿灯时，通信模块发射端15-1将信号发送给底盘3内部的通信模块接收端15-2，控制模块14接收到通信模块接收端传输的信号后，挡车块4即会放下，指示灯7转变为频闪状态，告诫人们小车正在启动过程中，车上的行人可面向行驶方向并双手握住护栏门8或者左右护栏1；同时，控制模块14发送信号到驱动模块16，驱动电机17-1工作，装置向前行驶；

(3)小车到达对面街口后，挡车块4抬起并固定定向轮6，指示灯7转为缓慢灯光变化，靠近街边的护栏门8自动打开，特殊行人下车，完成过街过程。

当特殊行人过街智能辅助装置正在工作即正在过街时，若路面或者装置上出现特殊情况时，装置上的特殊行人可按下左右护栏1上的应急按钮10发出应急信号，控制模块14检测到应急信号后，向驱动模块16发送高电平信号，三极管截止，电机17-1停止工作，小车停止；当情况消除后，行人再次按应急按钮，小车恢复行驶。

当装置停靠在路边时，底盘3的表面上有盲人条纹且与行人道的盲人道对接，便于盲人上下小车；底盘设置有一定坡度，方便坐轮椅行人上下装置。

当行人在过街等待区域等待时，摄像头模块19具有特殊行人识别功能，能够识别孕妇，老人、小孩、坐轮椅者，当特殊行人等待人数超过一定数量时，控制模块14将控制驱动模块16改变电机17-1的速度，在保证安全性的情况下适当增加速度，小车在一个行人绿灯周期增加来回次数，提高通行效率。

本发明与现有技术相比具有如下优点和效果：

(1)本发明的装置能够有效保障各类特殊行人的过街需求，比如底盘具有一定坡度，方便使用轮椅的行人使用；底盘面上有盲人条纹且与行人道盲人道对接，便于盲人登上小车；设置有折叠椅，方便孕妇或老人等乘坐等。

(2)本发明的装置具有目标识别计数功能，在保证安全的情况下，可根据待过街人数以及通行时长自行改变装置过街时的速度，提高通行效率。

(3)本发明的装置设置有多重预警的功能，如通过指示灯、语音播报器等指示，提醒装置上的行人做好准备，站好扶稳，并提醒装置旁边的行人注意行车。

(4)本发明的装置成本低，易于维护，而且装置可以实时和交通信号系统互联，兼顾了交通运行效率的策略，保障了社会各类人群的需求，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是特殊行人过街智能辅助装置的主视图。

图2是特殊行人过街智能辅助装置的立体图。

图3是特殊行人过街智能辅助装置中折叠椅的折叠情况局部示意图。

图4是特殊行人过街智能辅助装置的底部动力电池与接收转换与充电电路模块布置图。

图5是特殊行人过街智能辅助装置的控制电路图。

图6是特殊行人过街智能辅助装置的压力传感器电路图。

图7是特殊行人过街智能辅助装置的布置图。

图中，1、左右护栏；2、护栏支架；3、底盘；4、挡车块；5、定向轮轨道；6、定向轮；7、指示灯；8、护栏门；9、语音播报器；10、应急钮；11、折叠椅；12、红外传感器；13、舵机；14、控制模块；15-1、通信模块发射端；15-2、通信模块接收端；16、驱动模块；17-1、电机；17-2、制动器；18、行人交通信号灯；19、摄像头；20、压力传感器；21、动力电池；22、接收转换与充电电路模块；23、无线充电发射电路模块。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例1

一种特殊行人过街智能辅助装置，包括小车和定向轮轨道5、通信模块发射端15-1、过街行人摄像头模块19、无线充电发射电路模块23。所述定向轮轨道5固定于地面上并与地面平齐。

所述小车包括左右护栏1、护栏支架2、底盘3、定向轮6和自动护栏门8。所述左右护栏1位于小车的左右两侧。2个指示灯7分别位于左右护栏1的下部中间位置。语音播报器9和应急按钮10位于左右护栏1的内侧上方，且与控制模块14相连接；左右护栏1上还挂靠有折叠椅11，使用时可将折叠椅放下，不使用时依靠倾角和重力倚靠在左右护栏。

所述自动护栏门8位于小车的前后两侧，自动护栏门8可根据小车的行驶与停向状态，分别启动关闭和开启的状态。所述自动护栏门8上设置有红外传感器12，用于感应行人与护栏门之间的距离。护栏门8与护栏支架2轴心连接，护栏支架2固定在底盘3上。舵机13位于护栏支架2的下端，并与控制模块14相连接，用于开启和关闭护栏门。

所述底盘3具有一定坡度，坡度为15～20度，底盘3的表面上设置有盲人条纹；底盘3内装有4个定向轮6，4个定向轮6分别位于定向轮轨道5上，4块挡车块4分别位于四个定向轮6的一端，用于防止在行人登车时小车发生滑动。压力传感器20位于底盘3的上表面下方，并与控制模块14相连接，用于感应小车上的行人重量，控制行人数量，防止超重。底盘的内部设置有控制模块14、通信模块接收端15-2、电机17-1和制动器17-2，底盘内部的两侧设置有驱动模块16，通信模块接收端15-2与控制模块14相连接，驱动模块16与控制模块14相连接，电机17-1、制动器17-2和驱动模块16相连接，用于驱动和制动定向轮6。

所述通信模块发射端15-1位于行人交通信号灯18的下方，用于获取信号灯信号后发送到通信模块接收端15-2；所述摄像头模块19位于行人交通信号灯18的上方，用于识别待过街行人的目标与计数；信号灯柱下设置有无线充电发射电路模块23，在底盘的内部设置有对应的接收转换与充电电路模块22，可实现特殊行人过街智能辅助装置在无线充电发射电路模块23附近随时对动力电池21充电，且充电满了自动断电，为装置工作提供能量；动力电池21和接收转换与充电电路模块22相连接，并置于底盘的内部。

实施例2

当行人过街信号灯18为红色时，通信模块发射端15-1将红灯信号发送到通信模块接收端15-2，控制模块14接收到信号后，与轨道相连接的挡车块4升起，限制小车移动。2个指示灯7同时可显示为缓慢灯光变化，用于提醒行人可以登上小车。使用时，红外线传感器12检测使用者与靠近街边一侧的自动护栏门8的距离，控制模块14每隔一定时间向红外传感器12发送信号，接收到信号的红外线传感器12向外界发射红外信号，红外信号照射到使用者身上形成反射，反射到传感器后接收信号，控制模块14根据信号和时间差计算使用者距离，当距离大于一定阈值时控制与之相连的舵机13，自动打开靠近街边一侧护栏门8。待特殊行人上车完成后，红外传感器检测无人上车后，向控制模快14发出信号，控制模块14驱动舵机13自动关闭靠近街边一侧护栏门8。

实施例3

当行人过街信号灯18为绿色时，通信模块发射端15-1将绿灯信号发送到通信模块接收端15-2，控制模块14接收到信号，挡车块4放下，解除对小车的限制。指示灯7转变为频闪状态，告诫人们小车正在启动过程中，车上的行人可面向行驶方向并双手握住护栏门8或者左右护栏1。控制模块14发送经过脉冲宽度调制的信号到驱动模块16(其中驱动模块16设有光电耦合器，防止有高电压大电流进入主控电路)。驱动模块设有由三极管构成的h桥电路，当控制模块14向驱动模块发送低电平信号时，三极管导通，驱动电机17-1工作，电机正转，小车前进。在行驶过程中，语音播报器9发出特定声音，提醒行人注意行车避让。

实施例4

待小车通过道路后，控制模块14控制挡车块4抬起并固定定向轮6，指示灯7转为缓慢灯光变化状态，靠近街边一侧的自动护栏门8自动打开，行人下车，完成过街过程。待一段时间后，红外传感器若检测到车上没人，靠近街边一侧护栏门8自动进行关闭；若检测到车上有行人时，靠近街边一侧的护栏门正常打开，重复上面过程，然后再进行过街过程。

当过街智能辅助装置已经在工作时，路面或者小车上出现特殊情况时，小车上的行人可按下左右护栏1上的应急按钮10发出应急信号，控制模块14检测到应急信号时，向驱动模块16发送高电平信号，三极管截止，电机17-1停止工作，电机输出轴上设置的直流圆盘制动器17-2启动，制动电机立即停止运转，可以避免电机断电后的惯性转动，危害行人安全，当情况消除后，再次按应急按钮，小车恢复行驶。

当小车停靠在路边时，底盘3的表面上有盲人条纹且与行人道的盲人道对接，便于盲人上下小车；盲人条纹有利于过街行人在过街辅助装置上站好扶稳，增加摩擦力，进而增加安全性；底盘设置有一定坡度，坡度为15到20度之间,方便坐轮椅行人上下装置。

当行人在过街区域等待时，摄像头模块19可对等待过街特殊行人进行目标识别与计数，通信模块接收端15-2实现对行人交通信号灯18的信号和摄像头模块19的后端数据的实时获取，实现过街智能辅助装置的状态与交通信号实时关联。根据交通信号灯可能会随交通状况而改变通行时长和对等待过街行人的数量进行判断，如当过街人群密集度超过一定值时，在保证安全性的情况下适当增加速度，小车在一个行人绿灯周期增加来回次数，当通信模块接收端15-2收到通信模块发射端15-1传来的信号有所改变时，控制模块14根据变化的时长输出相应的经过脉冲宽度调制的信号，驱动模块16根据脉冲宽度改变电流大小以实现电机不同转速下的工作，用以控制过街辅助装置通行速。

当过街智能辅助装置在等待特殊行人上车时，装置底盘上压力传感器20接收到人群的重量，转化成电信号输出给控制模块14，控制模块14接受相关信号，并对原先设定的核定载荷进行分析。若超过原先设定载荷，控制模块向指示灯7和语音播报器9接受信号并作出相应指令：指示灯发出频闪灯光，语音播报器9播放超载提示，提醒车上人群小车超载，需要部分人员下车，进行下一次乘坐小车；若没有超过原先设定载荷，小车正常工作，实行实施例1。

以上所述仅为本发明的实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

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