交通安全警示機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用

曾憲佐，吳瑞蘭，李學(xué)斌

(1.遼寧省遼陽佐泰機(jī)械廠;2.遼寧省淡水水產(chǎn)科學(xué)研究院;3. 遼寧省公安廳計財處)

目前，我國在交通安全警示與提醒技術(shù)領(lǐng)域有警示牌、信號燈、隔離錐、LED 顯示屏等產(chǎn)品，隨著智能交通技術(shù)的不斷發(fā)展應(yīng)用，這些產(chǎn)品在安全警示距離、警示威懾力、警示人性化、遠(yuǎn)距離控制管理等方面存在著明顯的不足。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國每年因交通事故死亡人數(shù)多達(dá)10 萬人，機(jī)動車駕駛員因素是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的最主要原因。依據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，利用駕駛員對交警和路政監(jiān)察人員的敬畏心理，將安全警示裝備擬人化，開發(fā)出集光機(jī)電于一體、具有超強(qiáng)威懾力、警示人性化的安全警示機(jī)器人，設(shè)置在臨時或長期需要交通安全警示誘導(dǎo)管理的地方，如:臨時車輛檢查站、短期交通管制路段、事故易發(fā)地段、災(zāi)難現(xiàn)場、道路施工現(xiàn)場、大型建筑工區(qū)內(nèi)外的交通管理等，可以明顯提高駕駛員的安全意識，減少道路交通事故。

交通安全警示機(jī)器人設(shè)置在交通管制現(xiàn)場后，會使駕駛員以為是真正的交警或路政監(jiān)察人員正在執(zhí)勤，更能強(qiáng)化和提高駕駛員的安全意識，主動服從執(zhí)法指揮，不僅可以代替交警設(shè)置在無人值守的場所，還可以保障正在執(zhí)勤的交警或保安人員的體力和人身安全。通過動作、語音、發(fā)光、反光、文字、箭頭等方式誘導(dǎo)指揮交通，遠(yuǎn)距離即可起到強(qiáng)烈的警示誘導(dǎo)作用，特別適合陰雨天、夜晚、濃霧等視線不良的場合使用，是目前交通警示誘導(dǎo)效果比較理想的產(chǎn)品。本文介紹了幾種自主研發(fā)的交通安全警示機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)及主要性能，在介紹國外的同類產(chǎn)品的同時探討了產(chǎn)品的應(yīng)用前景。

1 玻璃鋼噴漆警示機(jī)器人

使用聚氨酯樹脂材料制成的交通安全警示機(jī)器人，表面噴漆形成服裝式樣，電機(jī)等驅(qū)動控制部件安裝在中空的上胸腔內(nèi)，通電后不停的揮舞手臂，提醒駕駛員或行人注意交通安全。主要技術(shù)參數(shù)如表1。

表1 玻璃鋼噴漆警示機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

功能:單手揮動、帶警示燈

材料:聚氨酯樹脂

特點:經(jīng)濟(jì)、安全，適應(yīng)范圍廣。

2 穿制服的玻璃鋼警示機(jī)器人

研發(fā)可以代替人站崗值守的“高仿真人形保安警備裝置”，該裝置具有敬禮及語音提示等功能，當(dāng)外來人員進(jìn)入保安警備區(qū)域后，紅外傳感器發(fā)出信號，保安警備語音機(jī)器人敬禮并向外來人員發(fā)出語音提示，電子顯示屏顯示文字提示，內(nèi)部員工可以刷卡通過電子自動門，來訪客人則需得到同意后方可進(jìn)入，保安人員坐在室內(nèi)即可通過監(jiān)視屏觀察到室外的情況，既給來訪人員提供了方便，又極大地減輕了保安人員的工作量。

身穿警察服裝的交通安全警示機(jī)器人，產(chǎn)品更加形象逼真。2007 年參加中國國際裝備制造業(yè)博覽會時中國新聞網(wǎng)刊發(fā)的保安警示機(jī)器人照片。裝置平時處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)行人或機(jī)動車從兩個對射傳感器中間通過時，安全警示機(jī)器人自動揮動手臂并發(fā)出語音提示。主要技術(shù)參數(shù)如表2。

表2 穿制服的玻璃鋼警示機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

主要功能有以下幾方面。

(1)仿真人(保安警衛(wèi)、交通警察、路政監(jiān)察、施工安全員)的警示威懾作用;

(2)替代人值勤，減少人力成本，集光、聲、機(jī)、電于一體;

(3)紅外傳感監(jiān)視幅度大(最大可達(dá)120 m);

(4)右臂具有與語音同步的敬禮功能;

(5)具有音量可調(diào)的語音提示功能;

(6)低耗能(100 W 以下)、低噪聲、無污染;

(7)交通誘導(dǎo)專用型機(jī)器人的右手可握住LED 閃光警示棒上下?lián)]動，左臂可水平指向左側(cè)或放下;

(8)在沒有固定AC220V 電源的地方可采用小型便攜式發(fā)電機(jī)供電。

保安警備機(jī)器人的電路框圖1 所示。

圖1 保安警備機(jī)器人的路路框圖

3 板式折疊型警示機(jī)器人

板式卡通人形交通安全警示機(jī)器人，產(chǎn)品的折疊狀態(tài)。該專利產(chǎn)品參加了2006 年上海交通安全產(chǎn)品展覽會。這種光、機(jī)、電一體化的警示提醒設(shè)備，經(jīng)長達(dá)兩年的現(xiàn)場應(yīng)用，可靠性、耐久性、安全性都達(dá)到了設(shè)計要求。

主要功能。

(1)仿真人(交通警察、路政監(jiān)察、施工安全員)的警示威懾作用;

(2)替代人值勤，減少人力成本，集光機(jī)電于一體;

(3)旋轉(zhuǎn)臂貼3 m 超強(qiáng)反光膜和6 只超高亮LED 燈，動感強(qiáng)，警示距離達(dá)1 000 m 以上;

(4)超高亮LED 閃光燈的警示作用;

(5)3 m 超強(qiáng)反光箭頭的方向誘導(dǎo)指引作用;

(6)3 m 超強(qiáng)反光文字板的指示說明作用;

(7)低耗能(120 W 以下)、低噪聲、無污染;

(8)在沒有固定AC220V 電源的地方可采用小型便攜式發(fā)電機(jī)供電。

主要技術(shù)參數(shù)如表3。

表3 板式折疊型警示機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

4 彩色LED 警示機(jī)器人

目前LED 顯示屏從顏色上能滿足室內(nèi)外不同環(huán)境下的單色、雙基色、全彩色顯示要求，4 元素的紅色LED 器件及高亮度藍(lán)色、純綠色在室內(nèi)外顯示屏中得到普遍應(yīng)用。在智能交通安全警示技術(shù)領(lǐng)域，LED 顯示屏已成為不可或缺的信息發(fā)布載體，也成為新型交通安全警示機(jī)器人的研發(fā)方向。

一種具有高清畫質(zhì)和多種顯示能力的最新版本的LED交通安全警示機(jī)器人。高清晰畫面提高了遠(yuǎn)距離的視覺效果和道路施工現(xiàn)場的安全性。可以實現(xiàn)圖像或文字顯示，豐富的信息可以滿足駕駛員的需要。裝有亮度傳感器，可以隨著晝夜或隧道內(nèi)的亮度自動調(diào)節(jié)顯示屏的亮度。圖片8 是夜間遠(yuǎn)距離(300 m 以上)觀察LED 交通安全警示機(jī)器人的動態(tài)畫面截圖。主要技術(shù)參數(shù)如表4。

表4 多功能彩色LED 警示機(jī)器人主要技術(shù)參數(shù)

利用高清彩色顯示屏構(gòu)成的LED 交通安全警示機(jī)器人可以存儲50 段圖文信息和3 種動態(tài)畫面。根據(jù)現(xiàn)場需求設(shè)計了10 種圖像信息(如01—10 所示)和40 種文字信息(例如11、12)，并錄制了LED 交通安全警示機(jī)器人的動態(tài)畫面3 種，可用遙控開關(guān)選擇圖文3 種及動態(tài)畫面1 種，可以實現(xiàn)連續(xù)反復(fù)播放。

例如，通過遙控器按鈕輸入04、06、11，即可反復(fù)連續(xù)播放上述三段圖文，也可以反復(fù)連續(xù)播放LED 交通安全警示機(jī)器人的動態(tài)畫面。

5 結(jié) 語

近年來智能交通警示誘導(dǎo)技術(shù)飛速發(fā)展，交通安全警示機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。幾種交通安全警示機(jī)器人都具有動態(tài)視覺效果好、形象生動逼真的特點，有效的起到了警示誘導(dǎo)交通的作用。玻璃鋼警示機(jī)器人和板式警示機(jī)器人的缺點是動作單一、傳輸信息較少、適用場所受限。LED 彩色顯示屏可以在播放高清的彩色動態(tài)畫面的同時向駕駛員傳遞動態(tài)圖像信息和文字信息，信息更新方式簡便快捷，能適合各種道路交通管理現(xiàn)場的需要，具有使用壽命長、免維修等優(yōu)點，在交通安全警示產(chǎn)品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

［1］ 曾憲佐.交通安全警示機(jī)器人的應(yīng)用［J］. 道路交通與安全，2006，6(10):19－21.

［2］ アルファーテック株式會社.ガードマンロボット. 安全保安用品［OL］.http://www.atc－inc.co.jp/led/taro.html.