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基本信息

项目名称:
智能电子交通警察
小类:
机械与控制
简介:
1.项目简介 本项目是一种新型服务类机器人,综合运用了机械、计算机、传感器等技术,可以模仿交通警察的肢体动作指挥交通,代替交警站岗;根据道路运行情况做出智能判断、人性化的控制通行时间;对违规车辆进行自动抓拍,并将图片传送至电脑储存。 2.创新点 实现交通要道的全天候监控,将交警从恶劣复杂的环境当中解脱出来;根据复杂的交通状况灵活控制通行时间,缓解交通压力,改善交通秩序;违章抓拍系统与现用系统相比成本大幅降低。 3.展望 服务类机器人是未来机器人的发展方向,我们将在现在的基础上开发出可以行走、可以实现人机对话、可以联网的机器人,为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
详细介绍:
本项目是一种服务类仿人型机器人,涉及到了计算机语言,单片机技术,传感器技术,电工电子技术,机械设计等多学科知识。其功能可以实现模仿交通警察的肢体动作指挥交通,代替交警站岗,缓解交通压力;根据道路运行情况做出智能判断、人性化的控制通行时间,改善交通秩序,实现人性化管理;对违规车辆进行自动抓拍,并将图片传送至电脑储存。首次将机器人、交通警察、信号灯控制系统、违章车辆抓拍系统有机结合在一体,来完成一个具有多个特定功能的新型交通警察机器人。 该项目的技术关键一是让机器人有足够多的自由度,避免舵机之间相互运作时的干涉影响,使机器人灵活准确的模仿交警指挥动作;二是采用了基于VFW体系的视频捕获系统来解决图像采集问题;三是针对控制信号灯通行时间的车流量信息采集问题。 目前全国汽车保有量已达数千万辆,交通路口密集,交警人力有限,鉴于该项目具有模仿人体动作生动形象、协调性好,对道路车辆信息判断及时、准确,自动拍摄系统反应灵敏、图像清晰,可以扩大监控时段和范围、改善交通秩序,运行可靠、成本低廉等特点,因而有很强的实用性和推广前景。 服务类机器人是未来机器人的发展方向,仿人型机器人也是当代科技的研究热点之一,是一个国家高科技综合水平的重要标志。今后我们将在现在的基础上开发出可以行走、可以实现人机对话、可以联网的机器人,为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。

作品图片

  • 智能电子交通警察
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作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

目的:代替交警上岗指挥交通,缓解交通压力;对违章车辆进行拍照;实时监控道路状况,根据路况控制信号灯。 基本思路:设计可以模仿交警指挥交通、根据车流量作出判断进而控制放行时间、对违章车辆抓拍等功能的机器人。 创新点:实现交通要道全天候监控,将交警解脱出来;根据交通状况控制通行时间,改善交通秩序;拍摄系统与现用系统相比成本大幅降低。 技术关键及主要技术指标: 1. 模仿交警指挥动作的关键是让机器人有足够的自由度,为此使用13个电机,活动关节全部由微型伺服电机组成。微型伺服电机的工作电压为4—6V,最大展角为180°,转动角度为-90°—90°,动作偏差小于5°。为使机器人动作协调并兼顾抓拍和调配通行时间,采用功能较强的16位单片机控制。 2. 对违章车辆进行抓拍的关键问题是图像的采集和保存,我们采用了基于VFW体系的视频捕获系统来解决图像采集问题。VFW以消息驱动方式对视频设备进行存取,视频采集卡以动态130万像素的传输速率将图像实时传递给电脑,传感器触发0.2s以上时,由capSetCallback OnFrame(hWndCap, FrameCallbackProc)完成单帧视频采集。调用capCaptureSequence(hWnd)将图片保存到指定文件夹里。 3. 控制信号灯通行时间的前提是车流量信息采集。为保证采集的准确性,共用12传感器。采集较长与超长车队信息的两个传感器安装距十字路口50m和100m处,采集无车辆信息的传感器安装在十字路口处。

科学性、先进性

科学性:综合运用了机械与智能控制的技术,其中涉及到了计算机语言,单片机技术,传感器技术,电工电子技术,机械设计等多学科知识,针对特定的场景来定义机器人的功能,注重理论联系实际。 先进性:首次将机器人、交通警察、信号灯控制系统、违章车辆抓拍系统有机结合在一体,来完成一个具有多个特定功能的服务型交通警察机器人。

获奖情况及鉴定结果

2009年5月 在河南省第七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛科中荣获一等奖。

作品所处阶段

实验室阶段

技术转让方式

转让技术所有权或进行技术合作

作品可展示的形式

模型、现场演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

使用说明:电子交警的外观设计成类人形,着警装,设置在十字路口,身体随底盘可以转动180°,双臂模仿交警做出标准的指挥动作,头部随双臂的动作转动;用传感器探测道路车流量,让机器人综合判断后控制信号灯时间;在路口设置抓拍传感器,其上电时间和信号灯的红灯时间一致,对违章车进行抓拍和存储。 技术特点:机器人模仿人体动作生动形象、协调性好;对道路车辆信息作出及时、准确判断,根据路况改变信号灯时间;自动拍摄系统反应灵敏、图像清晰。 优势:该项目外观类人形,且能够模拟交警指挥动作,威慑力强;能根据路况改变通行时间,实现人性化管理;能够对违规车辆抓拍和存储;运行可靠,成本低廉。 适应范围:道路十字路口 推广前景:该项目可以扩大监控时段和范围,改善交通秩序;运行可靠,成本低廉,有很强的实用性和推广前景。 市场分析及经济效益预测:全国汽车保有量已达数千万辆,路口管理十分必要。交通路口密集,交警人力有限。鉴于该项目功能特点能够解决或部分解决上述问题,市场前景广阔。

同类课题研究水平概述

从最初的工业机器人发展到现在,不论在技术方面,还是在材料方面,都已经逐步成熟和完善。从社会需求的角度来讲,随着人们生活水平不断的提高,工作节奏的加快,信息化的高速发展,社会保障和服务的需求也更加紧迫,服务的要求相应也越来越高,相对应的人力成本却越来越高,这就迫切需要把机器人技术发展到服务领域。未来十年之内,全球服务类机器人的需求将会有明显的增长,在技术上会不断创新,在使用领域方面也将不断扩展,以下是当前涉及不同领域的服务型机器人简介: 导盲机器人:针对盲人的安全性进行考虑,形状类似于一个小狗,能够对道路上运动的车辆和行人等一些障碍进行判断和避让,引导盲人安全行走,大幅提高盲人行走时的安全性。 导游礼仪机器人:很多大公司为产品宣传而制作出一些各种卡通形状的机器人,可以跟人进行简单的对话,介绍产品,有的还可以在宾馆接待一些客人等等。 家务机器人:定期的对地毯和地板进行清扫和吸尘,应用传感器,能够把家具和人能识别出来,自动的按照一种规律把地面全部得清扫干净。 医疗机器人:在德国一些大学里面,面对如腰间盘突出这种病被识别以后,能够自动地用机器人来辅助进行定位,进行操作和手术,北航也开发出了对人脑进行定位和钻孔工作的机器人,美国已经有一千多例机器人对人眼球进行手术。这方面还包括通过遥控操作的办法,实现对人的胃肠进行手术医疗机器人。 综述:当前国内外的服务型机器主要涉及军事,农牧、金融、家庭服务、娱乐、助老助残等方面,针对我们所做的的交通管理服务型机器人方面还比较薄弱。 目前,世界上至少有48个国家在研究和发展机器人,其中25个国家已涉足服务型机器人的开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。从国际上来看,最近五年里,服务机器人的产品发展非常迅速,它的销售量每年都在成倍地增长。按照我国‘十一五’的规划,服务型机器人作为先进制造业自动化领域的一个重大项目和专题,国家立志要着重发展。我们制作的智能电子交通警察作为其中特色的一员,也会逐步发展,为人类站岗服务于第一线。
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