基于虚拟仪器技术的智能交通机器人系统设计

作者:汪珺; 刊名:皖西学院学报 上传者:夏宏泉

【摘要】介绍了基于虚拟仪器技术的可分离式智能协警交通机器人,整个系统包括交通机器人以及机器人下可拆卸的移动平台。通过控制交通机器人的上肢的旋转与摆动,做出各种交通指挥动作,从而减轻交警的工作量负荷,缓解我国现阶段交警警力不足以及路面执勤安全保障问题。机器人下可拆卸的移动平台能够识别地面的车道线,并具有避障功能,可自行快速到达指挥场地。此外机器人还配备语音模块,能够实现人机互动,提高指挥效率。

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二十一世纪,机器人自动控制技术得到广泛应用,工业革命的序幕再次拉开。机器人的用途不再单一,不再局限于工业领域而是向更加宽阔的应用领域扩展,越来越多的机器人及其相关衍生产品来到我们的生活中,包括医学、美术、科研、统计、教学等等,其中交通类机器人就是机器人的一个应用方向,而且具有广泛的应用前景。究其原因,一是由于目前经济的发展迅速,各种类车辆数量也随之日益增多。以小型车辆为例,公安部统计数据显示,截至2018年底,全国小型汽车保有量达2.4亿辆,比2017年增加了2285万辆,增长百分比为10.51%。与此同时交警的警力却远远达不到高度发达的交通所需水平,于是道路拥堵、交通事故频发的预防和处理也远远得不到及时的解决。给人民生活带来的不便尚属其次,在大中城市,尤其是高峰时间的应急处理上更是带来了更大的隐患,如急性医疗和社会事件发生时相关人员和车辆因为拥堵,无序的交通无法及时到位,其后果是无法想象的,由此可能带来的相应的人员伤亡和财产损失会大幅度提升。与其同时,处理的应急时间窗口长短也与财政支持成明显的负相关。另一原因,从交通警察角度来看,交警执勤的工作环境属于室外高危工种,且不论其长时间处于大量的汽车尾气和灰尘的环境中,容易罹患呼吸道及心脑血管疾病,同时对于违法恶性事件发生时我们的执法人员自身的生命安全也完全无法得到保障。为了维护交警人群的身体健康以及安全,可以考虑用交通机器人替代交警的工作。由此可见,随着经济的飞速发展以及交通压力的日益增长,交通指挥型机器人有望成为人类交通领域所必需的保障。它们可以代替人类完成很多危险、复杂的任务,解放人类的负担等,有望成为市场的新生力军。 现阶段机器人运用市场高速发展,从早期的用于工业和军事领域的机械手和机器臂,到如今的广泛应用于军事、制造业、医疗、服务的智能机器人。但用于交通方面的智能机器人甚少,比如浙江绍兴高速交警支队所采用的护栏预警抓拍巡逻机器人[1-2],该种机器人的移动方式是借助于高速公路两边的护栏,在护栏上高速移动的同时监控高速公路各路段的实时交通情况,对于违法违章行驶的车辆可以获取车辆的图像信息达到取证的效果。该种机器人的出现反映出智能机器人的优势,节省了警力的同时改善了交警的工作环境,交警不用在室外就可以完成对高速公路的巡视。但是这种机器人的缺点也是显而易见的,必须依赖于护栏导致该种机器人移动方式有很大的局限性,而且有些角度不方便采集图像信息,会存在视觉盲区。再比如山东大学信息科学与工程学院邢建平、刘勇等研制的人形机器人姿态控制的智能交通指挥系统[3],利用KINECT深度传感器获取视野内场景的深度信息[4],选取NAO机器人作为系统构架里的智能机器人[5-6],能够跟踪交警的指挥动作并完成模仿,该系统的缺点是成本高不易推广,但是为交通类机器人的出现提供了一种别具一格的新思路。由此可见目前市面上的交通类机器人大致可分为移动平台类和仿人形类,受现有的交通类机器人启发,笔者基于虚拟仪器技术的NI RIO平台设计出一种可分离式智能协警机器人,包括可以做出各种交通指挥动作的机器人以及机器人下方的移动平台,结合现有交通类机器人的一些优点,该协警交通机器人可实现自动行走,同时行走速度可自行控制,能够快速通过拥挤混乱的现场及时到达指挥场地并根据实时的交通状况做出相应的交通指挥动作。 1 工作原理 智能协警交通机器人系统组成如图1所示,由图中可见整个系统包括四大部分:交通机器人本体、可搭载交通机器人到指定地点的移动平台、可以远程控制交通机器人本体和移动平台的后台系统以及相关的控制系统。 工作时先将需要到

参考文献

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