全自動標志劃線儀

文/欒玉靜

1 緒論

隨著我國經濟的高速發展，公路增長極為迅速，由此，公路車道的劃線工作十分繁重。目前，國內普遍采用人工劃線，工作速度慢，勞動強度大，難以滿足當前形勢發展的需要。國外的智能劃線機解決了手推式劃線機帶來的諸多不便，提高了工作效率，但是成本高昂，依賴進口，難以大面積推廣。所以，新型地標劃線機是高等級公路養護機械中急需開發的產品之一。針對這些不足，本課題設計一種全自動地標描繪車，通過增加控制系統，實現減少人工，遠程操作，遠程監控，將自動化和低成本統一起來，實現描繪車的升級。

普通型道路的劃線，原料來源充足，且售價低廉，使用和運輸方便，對劃線機的功能要求相對簡單，因此在國內公路養護特別是城市道路養護中占主要地位。隨著我國經濟的高速發展，公路增長極為迅速。劃線機廣泛應用于道路、停車場，在道路的養護過程中也用于在舊標線上劃新標線。因此，公路車道的劃線工作十分繁重。

優點：結構簡單，操作方便靈活，生產成本很低，價格便宜，擁有很大的市場基礎。

缺點：需要三個左右工作人員現場操作，不可實現遠程的監控。只能滿足基本的劃線需求，沒有動力系統，依靠人力，浪費人力資源。

已經有智能劃線機，功能比較齊全，能在較大規模作業中完成任務，價格方面比較昂貴，仍需要人工現場操作。

優點：造型優美，很強的設計感，體現了很好的現代特征，功能強大。

缺點：管線較多，整體造型復雜，成本很高，價格昂貴，仍需要人工現場操作。

2 全自動標志劃線儀總體框架設計

全自動地標描繪車，其控制系統主要有主控制模塊、下料控制模塊和遠程監控控制模塊組成。主控制模塊以Arduino2560控制板為核心，啟動全自動地標描繪車，水位傳感器檢測料罐中料是否足夠。如料不夠時發出警報（紅燈亮），提醒裝料。如料足夠（綠燈亮），啟動移動終端，通過Arduino2560控制系統控制描繪車運行（DC+5V電機驅動描繪車運行）尋找施工地點。在此過程中采用尋跡觸頭實現自動尋路，超聲波避障器實現避障功能。下料控制模塊主要由語音模塊構成，實現了現場操作的無人化。系統運行后可啟動尋跡自動劃線模式，在此模式下，可通過移動終端隨時監控描繪車工作狀態及劃線情況。此外，傳感器實時監測料罐，如有缺料情況，描繪車報警并停止工作（黃燈亮）。描繪車完成工作后通過語音控制停止施工。同時，遠程監控模塊主要由WIFI模塊，GPS模塊構成，可實現遠程監控，實時監聽的功能。

3 全自動標志劃線儀的系統設計

3.1 硬件部分

利用水位傳感器檢測料罐是否有料；通過主控制板Arduino2560控制描繪車運行；DC+5V電機驅動描繪車運行；3-6V氣泵實現噴料功能；尋跡觸頭實現自動尋路；超聲波避障器實現避障功能；5V移動電源供電；GPS芯片實現定位功能；Wi-Fi視頻頭實時遠程監控描繪車狀態以及作業情況；語音控制系統實現描繪車啟動出料。

3.2 軟件部分

主控制板Arduino2560自設程序；移動終端APP實現語音控制，GPS定位，視頻監控及其控制。

工作流程如圖1所示。

4 全自動標志劃線儀創新點

4.1 減少人工

全自動地標描繪車可實現遠程控制操作，無需近距離操作的施工者。保障了馬路劃線施工者的生命安全，節省了馬路劃線的勞動力。

4.2 遠程監控

圖1

描繪車內部裝有信號發送模塊，可發送信號到移動終端，實現移動終端與現場連接對話。移動終端可實現對現場描繪車行駛軌跡的控制，及描繪車行駛系統的啟動，停止。

4.3 人機對話

描繪車內部裝有語音控制模塊，通過語音控制描繪車劃線系統，實現遠程控制描繪車劃線。易操作，解決相關技術工人缺乏問題。

4.4 精確定位

描繪車內部裝有GPS定位，有關部門可第一時間確定描繪車位置，便于對劃線工作的管理。

本作品以易操作、低成本為出發點，設計研發。目前國內并無同類產品，且應用范圍廣，推廣前景好。