一种虚拟斑马线或斑马线警示灯的智能投影设备及投影方法与流程

1.本发明涉及交通设备技术领域，具体涉及一种虚拟斑马线或斑马线警示灯的智能投影设备，以及投影方法。


背景技术：

2.斑马线一般是由多条相互平行的白实线组成，斑马线作用是能引导行人安全地过马路。传统斑马线采用白色油漆印刷在道路上，给行人提供通过通道以及交通提示作用。然而，在实际使用过程中，传统斑马线易出现污染、损毁等问题，同时由于其不具备自适应性，无法根据交通条件的变化进行自身的调整，以达到保障行人安全以及改善交通状况的目的。传统的斑马线都是由人工直接绘制在路面上，随时间推移，斑马线会出现老化、褪色、磨损等，需要人工经常维护，尤其在郊区、农村等人员稀少地，缺乏经常维护的条件，因此给过路的行人带来了一定的安全隐患。
3.随着工业水平的发展和人们安全意识的提高，已经有部分城市在部分道路上开始埋设斑马线警示灯，但是这种斑马线警示灯的成本较大，施工繁杂的同时为了避免车辆的反复碾压导致的警示灯损坏通常需要保证警示灯的抗压强度，因此制造成本较高，后期的维护和维修成本也较高，因此在很大程度上限制了这种斑马线警示灯的发展。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种成本较低且相对传统涂料斑马线更加醒目、对司机和行人起到辅助提醒作用的虚拟斑马线或斑马线警示灯的智能投影设备，以及投影方法。
5.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种虚拟斑马线或斑马线警示灯的智能投影设备，包括用于将虚拟斑马线投影到地面或将与斑马线匹配的斑马线警示灯投影到地面的投影设备本体，所述投影设备本体包括投影模块、数据交互模块、控制模块及电源模块，所述数据交互模块用于与交通信号灯建立数据连接并将交通信号灯的显示信号传输至控制模块，所述控制模块用于接收来自数据交互模块的显示信号并根据该显示信号对投影模块下达相应的控制指令，所述投影模块用于根据接收到的控制指令进行相应的显示操作以将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯；所述电源模块用于与投影模块、数据交互模块及控制模块电性连接并提供电源。
6.进一步地，所述投影模块包括壳体及设置在该壳体内的投影模组，所述投影模组包括灯体、投影片、光学透镜、驱动机构及调节机构，所述投影片上开设有与虚拟斑马线或斑马线警示灯形状匹配的投影孔，所述光学透镜设置在投影片远离灯体的一侧，灯体发射的光束穿过投影片及光学透镜后投射到地面上；所述控制模块通过距离传感器确定地面与灯体之间的距离并调用预设的距离与投影面积的映射关系，将与所述距离对应的投影面积作为目标投影面积并生成对调节机构的控制指令，所述调节机构用于根据控制模块的控制指令调节投影片或光学透镜与灯体之间的距离。
7.进一步地，所述灯体包括至少四种颜色的红色投影灯、黄色投影灯、绿色投影灯及自定义投影灯，所述灯体通过转轴与驱动机构连接并可以在该驱动机构的作用下转动以将不同颜色的灯光投射到地面；所述驱动机构与控制模块电性连接。
8.进一步地，所述壳体的侧壁上设置有倾斜向外延伸以避免灯体发出的光源对通行车辆造成视觉干扰的遮光片。
9.进一步地，所述投影模组采用数字微镜阵列投影技术、微透镜阵列投影技术或者硅基液晶投影技术进行虚拟斑马线或斑马线警示灯的投影。
10.进一步地，所述投影模组内还设置有用于对投影模组进行散热的散热风扇。
11.一种实现虚拟斑马线或斑马线警示灯投影的方法，包括以下步骤：s1，通过数据交互模与交通信号灯建立数据连接，并将交通信号灯的显示信号传输至控制模块；s2，控制模块接收来自数据交互模块的显示信号，并根据该显示信号对投影模块下达相应的控制指令；s3，投影模块根据接收到的控制指令进行相应的显示操作，以将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯。
12.进一步地，所述步骤s2中，控制模块对投影模块下达的控制指令如下：s2.1，控制模块通过距离传感器确定地面与灯体之间的距离，调用预设的距离与投影面积的映射关系，将与所述距离对应的投影面积作为目标投影面积，根据该投影面积对投影模块的调节机构下达控制指令；s2.2，根据显示信号，对灯体的驱动机构发出控制指令，使灯体切换到与交通交通信号灯相应的投影灯。
13.进一步地，所述步骤s3中，显示操作包括以下步骤：s3.1，调节机构根据控制模块的控制指令，调节投影片、光学透镜及灯体三者之间的距离，确定虚拟斑马线或斑马线警示灯的投影面积；s3.2，驱动机构根据控制模块的控制指令，带动灯体转动以将不同颜色的灯光投射到地面。
14.进一步地，所述步骤s3.2中，灯体的灯光经过投影片划分形状，再又光学透镜放大后投射到地面。
15.本发明的有益技术效果在于：本发明通过将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯，投射的灯光形状可以根据投影片上开设的投影孔的形状进行调整，安装便捷且维护成本较低，克服了现有的警示灯在安装时对路面的损坏及道路通行影响的问题，其相对传统涂料斑马线及斑马线警示灯更加醒目，对司机和行人起到更好的辅助提醒作用，提高了交通通行的安全性。
附图说明
16.图1为本发明的整体组成框图；图2为本发明所述投影模块的结构示意图。
具体实施方式
17.为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“横向”、“竖向”等术语所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
19.如图1
‑
2所示，本发明所述的一种虚拟斑马线或斑马线警示灯的智能投影设备，包括用于将虚拟斑马线投影到地面或将与斑马线匹配的斑马线警示灯投影到地面的投影设备本体1。所述投影设备本体1包括投影模块2、数据交互模块3、控制模块4及电源模块5。所述数据交互模块3用于与交通信号灯6建立数据连接并将交通信号灯6的显示信号传输至控制模块4，显示信号为数字信号，至少包含交通信号灯6的颜色信息，必要时还可以包含交通信号灯的亮灯时长或者倒计时长。所述控制模块4用于接收来自数据交互模块3的显示信号并根据该显示信号对投影模块2下达相应的控制指令，所述投影模块2用于根据接收到的控制指令进行相应的显示操作以将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯。所述电源模块5用于与投影模块2、数据交互模块3及控制模块4电性连接并提供电源。所述投影设备本体1可以安装在现有的信号灯横杆上，而不需要设置单独的安装设备，从而提高了投影设备本体1与现有道路环境的兼容性，减小了安装成本。
20.参照图1
‑
2所示，所述投影模块2包括壳体21及设置在该壳体21内的投影模组，所述投影模组包括灯体22、投影片23、光学透镜24、控制模块及调节机构，所述投影片23上开设有与虚拟斑马线或斑马线警示灯形状匹配的投影孔，所述光学透镜24设置在投影片23远离灯体22的一侧，可以单个设置，也可以成组设置，灯体22发射的光束穿过投影片23及光学透镜24后投射到地面上。所述控制模块用于确定地面与灯体22之间的距离并调用预设的距离与投影面积的映射关系，将与所述距离对应的投影面积作为目标投影面积并生成对调节机构的控制指令，所述调节机构用于根据控制模块的控制指令调节投影片23、光学透镜24、灯体22三者之间的距离。在本发明中，灯体22的位置相对固定，投影片23、光学透镜24安装在导轨上，调节机构可以通过电机，配合同步轮、同步带，或者丝杆螺母组件等来调节投影片23、光学透镜24与灯体22的相对距离，在此不作详细介绍。
21.所述灯体22包括至少四种颜色的红色投影灯、黄色投影灯、绿色投影灯及自定义投影灯。四种颜色的投影灯可以每种颜色一个，或者是同颜色的为一组排成阵列安装到安装基础上。安装基础的形状根据需要确定，例如圆柱形或者四棱柱形。又例如，四种颜色的投影灯分别设置在四棱柱形状的安装基础的四个侧面，每个侧面的投影灯颜色相同且阵列排布。所述灯体的安装基础通过转轴与驱动机构连接并可以在该驱动机构的作用下转动以将不同颜色的灯光投射到地面。所述驱动机构与控制模块电性连接。所述壳体的侧壁上设置有倾斜向外延伸以避免灯体发出的光源对通行车辆造成视觉干扰的遮光片，此遮光片可以是增设在壳体的侧壁上，也可以是由壳体的侧壁延伸形成，具体根据实际应用场合确定。
22.所述投影模组2采用数字微镜阵列投影技术、微透镜阵列投影技术或者硅基液晶投影技术进行虚拟斑马线或斑马线警示灯的投影。
23.此外，所述投影模组2内还设置有散热风扇，该散热风扇通过测温模块与电源模块
连接，当投影模组内温度较高时散热风扇自动开启以对投影模组进行散热，同时，为了提高能源的利用率，还可以在智能投影设备上设置太阳能电池板。
24.本发明还提供了一种应用上述智能投影设备实现虚拟斑马线或斑马线警示灯投影的方法，包括以下步骤：s1，通过数据交互模与交通信号灯建立数据连接，并将交通信号灯的显示信号传输至控制模块；s2，控制模块接收来自数据交互模块的显示信号，并根据该显示信号对投影模块下达相应的控制指令；具体地，控制模块对投影模块下达的控制指令如下：s2.1，控制模块通过距离传感器确定地面与灯体之间的距离，调用预设的距离与投影面积的映射关系，将与所述距离对应的投影面积作为目标投影面积，根据该投影面积对投影模块的调节机构下达控制指令；s2.2，根据显示信号，对灯体的驱动机构发出控制指令，使灯体切换到与交通交通信号灯相应的投影灯。
25.s3，投影模块根据接收到的控制指令进行相应的显示操作，以将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯；具体地，显示操作包括以下步骤：s3.1，调节机构根据控制模块的控制指令，调节投影片、光学透镜及灯体三者之间的距离，确定虚拟斑马线或斑马线警示灯的投影面积；s3.2，驱动机构根据控制模块的控制指令，带动灯体转动以将不同颜色的灯光投射到地面，灯光经过投影片划分形状，再又光学透镜放大后投射到地面。
26.本发明通过将不同颜色或图样的灯光投影到地面并形成虚拟斑马线或斑马线警示灯，投射的灯光形状可以根据投影片上开设的投影孔的形状进行调整，安装便捷且维护成本较低，克服了现有的警示灯在安装时对路面的损坏及道路通行影响的问题，其相对传统涂料斑马线及斑马线警示灯更加醒目，对司机和行人起到更好的辅助提醒作用，提高了交通通行的安全性。此外，本发明还可以用于各种具有标志或警示作用的路面标志中，从而避免了道路损坏或视线差导致的路面标志不明显的缺陷。
27.尚需说明的是，本发明中所提及的数据交互模块3、控制模块4及电源模块5、测温模块等，均可商购成熟产品，其使用方法以及适用范围均为本领域技术人员熟知，在此不作详细介绍。
28.本文中所描述的具体实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。