一种自适应布防车辆故障警示装置及其控制方法

本技术属于车辆故障警示设备，具体涉及一种自适应布防车辆故障警示装置及其控制方法。

背景技术：

1、车辆在道路上发生故障或事故后，通常需要在车辆后方一定距离处放置车辆故障警示牌，以提醒后方来车提前避让。传统警示牌多由驾驶员手动取出并步行放置，在高速公路、夜间、雨雪雾霾等场景下，驾驶员需要暴露在车流环境中，存在较高安全风险。

2、为减少人工步行布设风险，现有技术中出现了可移动式车辆故障警示设备，其能够通过遥控、预设距离行进或沿车道标线移动的方式将警示牌移动至车辆后方。但是，此类设备在长距离布防过程中仍存在不足：依赖人工遥控时，超出驾驶员有效观察范围后容易发生偏航；采用固定距离行进时，难以适应不同道路属性、车速和能见度条件；采用简单循线控制时，在车道线模糊、断裂或前方存在障碍物的情况下，容易出现行进方向偏离、制动处理不及时或布防中断的问题。

3、因此，现有移动式车辆故障警示设备仍需要改进其布防距离执行、行进方向修正和障碍物处理能力，以提高车辆故障警示牌在长距离布防过程中的可控性和布防可靠性。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种自适应布防车辆故障警示装置及其控制方法，以克服现有移动式车辆故障警示设备主要依赖人工遥控、固定距离行进或简单循线控制，导致长距离布防过程中容易出现布防距离与道路环境不匹配、行进方向偏离或遇障碍物后布防中断的技术问题。

2、为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本技术提供一种自适应布防车辆故障警示装置，包括行走底盘、警示牌本体、展开传动组件、卫星定位单元、视觉感知单元、无线通信单元、主控单元、电机驱动模块和声光单元；

4、所述行走底盘包括车轮和驱动所述车轮的车轮电机，所述展开传动组件与所述警示牌本体传动连接，所述电机驱动模块分别与所述车轮电机和所述展开传动组件的升降电机电连接；

5、所述主控单元分别与所述卫星定位单元、所述视觉感知单元、所述无线通信单元、所述电机驱动模块和所述声光单元电连接；

6、所述主控单元根据所述无线通信单元接收的目标布防距离控制所述升降电机驱动所述警示牌本体展开，根据所述卫星定位单元的定位数据和所述车轮电机的里程数据确定已行驶距离，根据所述视觉感知单元的车道保持结果控制所述车轮电机驱动所述行走底盘移动并修正行进方向，根据所述视觉感知单元的障碍物检测结果控制所述车轮电机制动并切换至人工接管状态，并在所述已行驶距离达到所述目标布防距离后控制所述车轮电机驻车和所述声光单元输出声光警示。

7、在一种实施例中，所述无线通信单元包括4g通信模块和蓝牙模块，所述蓝牙模块与用户终端通信连接，并在所述主控单元和所述用户终端之间传输所述定位数据、所述目标布防距离或人工接管控制指令；所述4g通信模块与云端通信连接。

8、在一种实施例中，所述目标布防距离由所述用户终端根据道路属性、道路限速或车辆行驶速度以及气象数据对应的能见度等级确定，并通过所述蓝牙模块发送至所述主控单元；

9、当所述道路属性为普通道路时，所述目标布防距离在50m至100m范围内根据道路等级、道路限速或车辆行驶速度以及所述能见度等级确定；当所述气象数据表征低能见度时，按照预设距离修正规则增大所述目标布防距离。

10、在一种实施例中，所述主控单元根据所述车轮电机的运行数据确定所述里程数据；所述运行数据包括电机转动圈数、驱动脉冲数据，或者电机转速与运行时长。

11、在一种实施例中，所述视觉感知单元对道路图像进行预处理并提取感兴趣区域，调用上一帧车道线参数建立局部搜索窗口，在所述局部搜索窗口内基于霍夫变换拟合左右车道线，并根据所述左右车道线的交点与预设基准位置之间的偏差生成所述车道保持结果。

12、在一种实施例中，所述主控单元在所述障碍物检测结果表征前方存在障碍物时控制所述车轮电机制动，并将控制状态切换为人工接管状态；

13、在所述人工接管状态下，所述主控单元根据所述无线通信单元接收的人工接管控制指令控制所述车轮电机；

14、所述主控单元在接收到恢复自主移动指令，或者所述视觉感知单元未检测到前方障碍物时，退出所述人工接管状态并恢复对所述车轮电机的自主控制。

15、在一种实施例中，所述展开传动组件包括升降电机、主动带轮、传动带、从动带轮、升降丝杆、滑块、导向槽和升降摇臂；

16、所述升降电机与所述主动带轮传动连接，所述主动带轮通过所述传动带与所述从动带轮传动连接，所述从动带轮与所述升降丝杆连接，所述滑块与所述升降丝杆螺纹配合并滑动设置于所述导向槽内，所述升降摇臂连接于所述滑块和所述警示牌本体之间。

17、在一种实施例中，所述警示牌本体设置于可拆卸底座，所述展开传动组件设置于所述可拆卸底座，所述可拆卸底座通过安装螺母与所述行走底盘上的安装定位螺柱可拆卸连接；

18、所述升降电机通过电机控制线接口与所述电机驱动模块电连接，所述电机控制线接口设置于所述可拆卸底座与所述行走底盘之间；

19、所述主动带轮在人工操作下通过所述传动带、所述从动带轮、所述升降丝杆、所述滑块和所述升降摇臂带动所述警示牌本体展开。

20、在一种实施例中，所述行走底盘包括底盘和底盘外壳，所述底盘外壳设置于所述底盘上方，所述车轮设置于所述底盘的侧部，所述车轮电机设置于所述底盘并与所述车轮传动连接；

21、所述卫星定位单元与定位天线电连接，所述定位天线通过天线支架设置于所述底盘外壳；

22、所述视觉感知单元与摄像头模块电连接，所述摄像头模块设置于所述底盘外壳的前端；

23、所述声光单元包括报警喇叭和警示灯。

24、第二方面，本技术提供一种自适应布防车辆故障警示装置的控制方法，用于控制第一方面任一实施例所述的自适应布防车辆故障警示装置，所述控制方法包括：

25、通过所述无线通信单元接收目标布防距离；

26、根据所述目标布防距离控制所述升降电机驱动所述警示牌本体展开；

27、根据所述卫星定位单元的定位数据和所述车轮电机的里程数据确定已行驶距离；

28、根据所述视觉感知单元的车道保持结果控制所述车轮电机驱动所述行走底盘移动并修正行进方向；

29、根据所述视觉感知单元的障碍物检测结果控制所述车轮电机制动并切换至人工接管状态；

30、在所述已行驶距离达到所述目标布防距离后，控制所述车轮电机驻车和所述声光单元输出声光警示。

31、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：

32、第一方面，本技术提供了一种自适应布防车辆故障警示装置。本技术通过无线通信单元接收目标布防距离，主控单元结合卫星定位单元的定位数据、车轮电机的里程数据、视觉感知单元的车道保持结果和障碍物检测结果，控制升降电机、车轮电机和声光单元执行警示牌展开、行进方向修正、障碍物制动接管以及达距驻车警示，使车辆故障警示装置在布防过程中能够根据目标布防距离、已行驶距离、车道保持结果和障碍物检测结果执行对应控制，从而降低长距离布防过程中布防距离不匹配、行进方向偏离和遇障碍物后布防中断的风险。

33、第二方面，本技术提供了一种自适应布防车辆故障警示装置的控制方法。该控制方法通过接收目标布防距离，控制警示牌本体展开，根据定位数据和里程数据确定已行驶距离，根据车道保持结果修正行进方向，根据障碍物检测结果制动并切换至人工接管状态，并在已行驶距离达到目标布防距离后驻车和输出声光警示，使警示装置的布防动作能够按照目标距离输入、展开执行、行进控制、障碍处理和达距警示的顺序执行，便于实现车辆故障警示装置的自动布防控制。