一种基于物联网的无障碍导引系统的制作方法

1.本发明涉及导引系统技术领域，具体为一种基于物联网的无障碍导引系统。


背景技术：

2.近几年来不仅是各大景区在配备观光小火车，就连各大商场也开始引进观光小火车。在商场里面配备的大多数都是采用真空轮胎的无轨观光小火车，大多数情况下，商场都是将它作为一种游乐设施来增加商场里面的趣味性。也因此它不仅可以成为商场里面的一项游乐设施，同时也可以作为一个特殊的观赏品，为商场吸引来更多的人气。
3.而在观光小火车行驶过程中，因商场人多杂乱，弯道拐角盲点众多，驾驶观光小火车时若精神一时不集中，很容易来不及制动撞上行人，涉及人身安全，同时在工作人员长时间驾驶观光小火车时，因精神力下降，反应力也降低，遇到紧急情况制动速度慢，且紧急制作也严重影响顾客乘坐观光体验。因此，设计可识别行人行动能力和预防疲劳驾驶的一种基于物联网的无障碍导引系统是很有必要的。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于物联网的无障碍导引系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的无障碍导引系统，包括路线规划模块、障碍分析模块和驾驶控制模块，所述路线规划模块用于自动规划观光小火车的最佳行驶路线，所述障碍分析模块用于分析判断行人的行动能力，所述驾驶控制模块用于控制观光小火车对路线行人的规避和预防，所述路线规划模块和驾驶控制模块均与障碍分析模块网络连接。
6.根据上述技术方案，所述路线规划模块包括路线数据库模块、定位单元、红外探测单元和路线选择模块，所述路线数据库模块用于储存观光小火车所在商场所有可行驶路线，所述定位单元用于实时定位观光小火车具体位置信息，所述红外探测单元设置于观光小火车行驶路线一侧，所述红外探测单元用于探测观光小火车行驶路线上的行人，所述路线选择模块与路线数据库模块以及定位单元电连接，所述路线选择模块与红外探测单元网络连接，所述路线选择模块用于根据红外探测单元探测行人信息并在路线数据库上显示后，选择行人最少的观光小火车路线行驶。
7.根据上述技术方案，所述障碍分析模块包括热成像模块、轮廓拟合分析模块和信号发射单元，所述热成像模块与红外探测单元网络连接，所述热成像模块用于根据红外探测单元探测行人进行热成像分析，形成热成像实时画面信息，所述轮廓拟合分析模块与热成像模块电连接，所述轮廓拟合分析模块用于根据热成像画面对行人进行轮廓拟合分析行人具体状况，所述信号发射单元与轮廓拟合分析模块电连接，所述信号发射单元用于根据轮廓拟合分析模块对行人行动能力的判断控制信号发射强度。
8.根据上述技术方案，所述驾驶控制模块包括鸣笛控制单元、路线调整模块、控速单
元和优选模块，所述鸣笛控制单元与信号发射单元无线电信号连接，所述鸣笛控制单元用于根据信号发射单元控制观光小火车的鸣笛时机，所述路线调整单元与障碍分析模块以及路线数据库模块网络连接，所述路线调整模块用于调整选择观光小火车的行驶路线，所述控速单元和优选模块均包括计时模块，所述计时模块用于对观光小火车司机驾驶时间进行计时，所述控速单元用于控制调整观光小火车的最高行驶速度变化，所述优选模块与路线调整模块电连接，所述优选模块用于控制路线调整时优选路线选择项。
9.根据上述技术方案，所述轮廓拟合分析模块包括躯干拟合子模块、计算分析子模块和判断子模块，所述躯干拟合子模块用于根据热成像轮廓标记轮廓上下以端点及中间点并拟合人体躯干拟合线，所述计算分析子模块用于分析人体躯干拟合线的弧度和长度，所述判断子模块用于判断行人处于人体年龄阶段。
10.根据上述技术方案，所述路线规划模块的运行方法主要包括以下步骤：步骤s1：建立观光小火车常用路线数据库，将观光小火车所有常用行驶路线记录并储存；步骤s2：开启观光小火车常用路线一侧的红外探测单元，对所有路线实时路况进行监测；步骤s3：调取常用路线数据库，每一组红外探测单元在其所在探测区域内探测到行人时，发出信号，路线数据库根据发出信号位置在路线数据库中展示警报；步骤s4：定位单元定位观光小火车在路线数据库中位置，开始选择观光路线，对比筛选路线数据库中展示警报最少的一条观光路线，并以该路线对观光小火车导引；通过路线规划模块，智能选择行人最少的路线进行观光导引，避免行人障碍影响观光体验和发生碰撞等人身安全。
11.根据上述技术方案，所述障碍分析模块的运行方法主要包括以下步骤：步骤a1：通过物联网络获取红外探测单元探测信息，对探测到行人进行热成像；步骤a2：轮廓拟合分析模块对热成像画面轮廓拟合，分析判断行人的行动能力；步骤a3：根据分析行人的行动能力信息，对应红外探测单元处的信号发射单元控制信号发射强度，使驾驶控制模块可以根据信号强度不同做出对应控制准备时间不同。
12.根据上述技术方案，所述步骤a2进一步包括：步骤a21：红外探测单元对行人进行红外测距，测得行人与红外探测单元瞬时画面下的距离；步骤a22：锁定瞬时画面，建立平面坐标单元格，单元格基在行人距红外探测单元基准距离时的基准单位边长为，则当前单元格的基准单位边长为；步骤a23：躯干拟合子模块标记轮廓在瞬时画面下的上下端点及中间点坐标，分别为，并连接标记点拟合为人体躯干拟合线；步骤a24：计算人体躯干拟合线的长度：
；式中均为标记点在当前坐标单元格下对应的坐标值，为红外探测单元的基准测量距离，下测量时画面单元格的基准单位边长，为现有常数；步骤a25：计算人体躯干拟合线弯曲度值，式中当弯曲度值越大时，则人体躯干拟合线弯曲度越大。
13.根据上述技术方案，所述步骤a24以及步骤a25中，当时，或者时，判断子模块判断此时行人为高龄老人或者幼儿，行动能力极低，直接将判断结果通过网络电信号传输至路线调整模块进行路线调整，反之传输电信号至信号发射单元，信号发射单元根据发射信号强度值进行信号发射，其中为信号强度系数，为信号强度值，当越大时，则升高越高，越小时，身体躯干越挺直，反应出行动力越好，则发出信号强度值越弱，反之则越强。
14.根据上述技术方案，所述驾驶控制模块的运行方法主要包括以下步骤：步骤b1：路线调整模块接收到前方行人难以避让时，立即调取路线规划模块重新规划行驶路线，未接收到判断子模块网络信号时，则观光小火车保持原路线行驶；步骤b2：障碍分析模块分析行人的行动能力后，以检测到行人的红外探测单元为中心发射强度为的信号，信号强度值越大时，鸣笛控制单元接收信号距离越长，提前鸣笛时机越长，使行人有足够时间避让以及观光小火车有足够时间制动刹车，反之对行动能力较好，则鸣笛时机越晚，避免长时间鸣笛影响周围人员；步骤b3：驾驶控制模块在启动时计时模块开始计时，计时时间达到疲劳驾驶时间时，电信号传输至控速单元和优选模块，控制单元控制观光小火车的最高速度，同时优选模块启动，在路线规划时优先选择弯道较多路线，直至切换驾驶员输送新驾驶员编号密码则解除限制重新计时；避免驾驶员长时间疲劳驾驶影响行车安全。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有路线规划模块、障碍分析模块和驾驶控制模块，可以根据商场人流情况自动导引选择路线，在观光小火车行驶过程中，可以监测前方路线内行人信息，判断行人避让行动能力调整鸣笛时机，还可以监测工作时间调整观光小火车车速和优选路线，实现了可识别行人行动能力和预防疲劳驾驶的作用。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的系统模块组成示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
18.请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于物联网的无障碍导引系统，包括路线规划模块、障碍分析模块和驾驶控制模块，路线规划模块用于自动规划观光小火车的最佳行驶路线，障碍分析模块用于分析判断行人的行动能力，驾驶控制模块用于控制观光小火车对路线行人的规避和预防，路线规划模块和驾驶控制模块均与障碍分析模块网络连接；通过设置有路线规划模块、障碍分析模块和驾驶控制模块，可以根据商场人流情况自动导引选择路线，在观光小火车行驶过程中，可以监测前方路线内行人信息，判断行人避让行动能力调整鸣笛时机，还可以监测工作时间调整观光小火车车速和优选路线，实现了可识别行人行动能力和预防疲劳驾驶的作用。
19.路线规划模块包括路线数据库模块、定位单元、红外探测单元和路线选择模块，路线数据库模块用于储存观光小火车所在商场所有可行驶路线，定位单元用于实时定位观光小火车具体位置信息，红外探测单元设置于观光小火车行驶路线一侧，红外探测单元用于探测观光小火车行驶路线上的行人，路线选择模块与路线数据库模块以及定位单元电连接，路线选择模块与红外探测单元网络连接，路线选择模块用于根据红外探测单元探测行人信息并在路线数据库上显示后，选择行人最少的观光小火车路线行驶。
20.障碍分析模块包括热成像模块、轮廓拟合分析模块和信号发射单元，热成像模块与红外探测单元网络连接，热成像模块用于根据红外探测单元探测行人进行热成像分析，形成热成像实时画面信息，轮廓拟合分析模块与热成像模块电连接，轮廓拟合分析模块用于根据热成像画面对行人进行轮廓拟合分析行人具体状况，信号发射单元与轮廓拟合分析模块电连接，信号发射单元用于根据轮廓拟合分析模块对行人行动能力的判断控制信号发射强度。
21.驾驶控制模块包括鸣笛控制单元、路线调整模块、控速单元和优选模块，鸣笛控制单元与信号发射单元无线电信号连接，鸣笛控制单元用于根据信号发射单元控制观光小火车的鸣笛时机，路线调整单元与障碍分析模块以及路线数据库模块网络连接，路线调整模块用于调整选择观光小火车的行驶路线，控速单元和优选模块均包括计时模块，计时模块用于对观光小火车司机驾驶时间进行计时，控速单元用于控制调整观光小火车的最高行驶速度变化，优选模块与路线调整模块电连接，优选模块用于控制路线调整时优选路线选择项。
22.轮廓拟合分析模块包括躯干拟合子模块、计算分析子模块和判断子模块，躯干拟合子模块用于根据热成像轮廓标记轮廓上下以端点及中间点并拟合人体躯干拟合线，计算分析子模块用于分析人体躯干拟合线的弧度和长度，判断子模块用于判断行人处于人体年龄阶段。
23.路线规划模块的运行方法主要包括以下步骤：
步骤s1：建立观光小火车常用路线数据库，将观光小火车所有常用行驶路线记录并储存；步骤s2：开启观光小火车常用路线一侧的红外探测单元，对所有路线实时路况进行监测；步骤s3：调取常用路线数据库，每一组红外探测单元在其所在探测区域内探测到行人时，发出信号，路线数据库根据发出信号位置在路线数据库中展示警报；步骤s4：定位单元定位观光小火车在路线数据库中位置，开始选择观光路线，对比筛选路线数据库中展示警报最少的一条观光路线，并以该路线对观光小火车导引；通过路线规划模块，智能选择行人最少的路线进行观光导引，避免行人障碍影响观光体验和发生碰撞等人身安全。
24.障碍分析模块的运行方法主要包括以下步骤：步骤a1：通过物联网络获取红外探测单元探测信息，对探测到行人进行热成像；步骤a2：轮廓拟合分析模块对热成像画面轮廓拟合，分析判断行人的行动能力；步骤a3：根据分析行人的行动能力信息，对应红外探测单元处的信号发射单元控制信号发射强度，使驾驶控制模块可以根据信号强度不同做出对应控制准备时间不同。
25.步骤a2进一步包括：步骤a21：红外探测单元对行人进行红外测距，测得行人与红外探测单元瞬时画面下的距离；步骤a22：锁定瞬时画面，建立平面坐标单元格，单元格基在行人距红外探测单元基准距离时的基准单位边长为，则当前单元格的基准单位边长为；步骤a23：躯干拟合子模块标记轮廓在瞬时画面下的上下端点及中间点坐标，分别为，并连接标记点拟合为人体躯干拟合线；步骤a24：计算人体躯干拟合线的长度：；式中均为标记点在当前坐标单元格下对应的坐标值，为红外探测单元的基准测量距离，下测量时画面单元格的基准单位边长，为现有常数；步骤a25：计算人体躯干拟合线弯曲度值，式中当弯曲度值越大时，则人体躯干拟合线弯曲度越大。
26.步骤a24以及步骤a25中，当时，或者时，判断子模块判断此时行人为高龄老人或者幼儿，行动能力极低，直接将判断结果通过网络电信号传输至路线调整模块进行路线调整，反之传输电信号至信号发射单元，信号发射单元根据发射信号
强度值进行信号发射，其中为信号强度系数，为信号强度值，当越大时，则升高越高，越小时，身体躯干越挺直，反应出行动力越好，则发出信号强度值越弱，反之则越强。
27.驾驶控制模块的运行方法主要包括以下步骤：步骤b1：路线调整模块接收到前方行人难以避让时，立即调取路线规划模块重新规划行驶路线，未接收到判断子模块网络信号时，则观光小火车保持原路线行驶；步骤b2：障碍分析模块分析行人的行动能力后，以检测到行人的红外探测单元为中心发射强度为的信号，信号强度值越大时，鸣笛控制单元接收信号距离越长，提前鸣笛时机越长，使行人有足够时间避让以及观光小火车有足够时间制动刹车，反之对行动能力较好，则鸣笛时机越晚，避免长时间鸣笛影响周围人员；步骤b3：驾驶控制模块在启动时计时模块开始计时，计时时间达到疲劳驾驶时间时，电信号传输至控速单元和优选模块，控制单元控制观光小火车的最高速度，同时优选模块启动，在路线规划时优先选择弯道较多路线，直至切换驾驶员输送新驾驶员编号密码则解除限制重新计时；避免驾驶员长时间疲劳驾驶影响行车安全。
28.实施例：观光小火车设定好路线后，在行驶过程中红外探测单元对行人进行红外测距，测得行人与红外探测单元瞬时画面下的距离0.8m,当前单元格的基准单位边长为m，轮廓在瞬时画面下的上下端点及中间点坐标，分别为，则当前行人的人体躯干拟合线的长度m，当前行人的人体躯干拟合线弯曲度值；设定m，，因此时，且mm，判断当前行人为高龄老人，行动能力极低，直接将判断结果通过网络电信号传输至路线调整模块进行路线调整。
29.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
30.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。