新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位智能化

蔣晟涵

發(fā)明背景：

在我生活的城市，小轎車(chē)主要是以汽油車(chē)為主。汽油車(chē)會(huì)排放大量尾氣，污染環(huán)境。因此，最近幾年政府一直在大力推廣新能源汽車(chē)。現(xiàn)在的新能源汽車(chē)主要是純電動(dòng)汽車(chē)和“油電混合”動(dòng)力汽車(chē)（“混動(dòng)”汽車(chē)），它們都有一個(gè)特點(diǎn)，那就是需要充電。

今年我家買(mǎi)了一輛新能源汽車(chē)，爸爸經(jīng)常開(kāi)車(chē)載著我們?nèi)页鋈ネ妗５俏野l(fā)現(xiàn)：公共停車(chē)場(chǎng)里有許多新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位，這些車(chē)位裝了充電樁，地上也寫(xiě)了“新能源汽車(chē)專(zhuān)用”幾個(gè)字，但是有很多專(zhuān)用車(chē)位被汽油車(chē)占據(jù)。這導(dǎo)致我家的新能源汽車(chē)經(jīng)常只能停在普通車(chē)位上，無(wú)法充電。

如果“油電混合”動(dòng)力汽車(chē)長(zhǎng)期充不了電，就要用汽油，使用汽油就會(huì)排放尾氣，不利于節(jié)能減排。如果純電動(dòng)汽車(chē)無(wú)法在公共停車(chē)位充電，就不能續(xù)航，推廣這種汽車(chē)就會(huì)很費(fèi)勁。對(duì)以安裝充電樁為主營(yíng)業(yè)務(wù)的公司來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有新能源汽車(chē)來(lái)充電，那就浪費(fèi)了安裝充電樁的費(fèi)用，也浪費(fèi)了空間資源。

研究目標(biāo)：

通過(guò)在新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位安裝可以智能識(shí)別的閘桿來(lái)限制汽油車(chē)停放，確保新能源汽車(chē)能夠充電，讓充電樁真正為新能源汽車(chē)服務(wù)。

制作模型：

我一直在學(xué)習(xí)樂(lè)高機(jī)器人課程，所以決定利用樂(lè)高的EV3主機(jī)和配件搭建模型。

汽油車(chē)的牌照是藍(lán)色的，而新能源汽車(chē)的牌照是綠色的，可以利用顏色傳感器識(shí)別新能源汽車(chē)與汽油車(chē)。

我先搭建新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位模型，然后在專(zhuān)用車(chē)位旁拼裝攔阻車(chē)輛的閘桿。閘桿上面裝有顏色傳感器，可以通過(guò)牌照識(shí)別車(chē)輛是否為新能源汽車(chē)。如果是，閘桿自動(dòng)升起，隨后車(chē)輛駛?cè)胲?chē)位。

接著，我找來(lái)兩輛玩具小車(chē)，在車(chē)尾分別裝上綠色和藍(lán)色的樂(lè)高積木，用來(lái)模擬綠色牌照的新能源汽車(chē)和藍(lán)色牌照的汽油車(chē)。綠色的樂(lè)高積木和藍(lán)色的樂(lè)高積木所在的位置明顯，因此能夠被閘桿上的顏色傳感器識(shí)別。

當(dāng)閘桿上的顏色傳感器識(shí)別車(chē)輛是“藍(lán)色牌照”的汽油車(chē)，閘桿就不會(huì)升起，同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。

最后，我在專(zhuān)用車(chē)位側(cè)面安裝超聲波傳感器，用來(lái)檢測(cè)新能源汽車(chē)是否在專(zhuān)用車(chē)位上。當(dāng)超聲波傳感器感應(yīng)到新能源汽車(chē)一直停在專(zhuān)用車(chē)位上，閘桿會(huì)保持升起狀態(tài)。如果車(chē)輛開(kāi)走了，超聲波傳感器感應(yīng)不到車(chē)輛，閘桿就會(huì)自動(dòng)落下。

改進(jìn)智能車(chē)位：

經(jīng)過(guò)對(duì)新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位模型進(jìn)行測(cè)試，我發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)是可行的。考慮到新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位的實(shí)際情況，我又對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)，使之更智能。

將閘桿換成可放置在地面上的升起式閘桿。裝有傳感器的閘桿在真實(shí)的車(chē)位系統(tǒng)中占用的空間太大，不易安裝。我從車(chē)庫(kù)的地鎖獲得靈感，設(shè)計(jì)了類(lèi)似地鎖的可以放置在專(zhuān)用車(chē)位地面上的門(mén)式閘桿。

用識(shí)別精準(zhǔn)度更高的攝像頭代替顏色傳感器。這種攝像頭安裝在閘桿頂部中央，用來(lái)識(shí)別車(chē)輛的牌照。在攝像頭旁還裝上喇叭。當(dāng)閘桿放倒在地面上時(shí)，攝像頭和喇叭都不高于閘桿的平放高度。如果監(jiān)測(cè)到汽油車(chē)想停在新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位上，喇叭就會(huì)發(fā)出提醒：“這是新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位，請(qǐng)勿停入！”

在專(zhuān)用車(chē)位上方的天花板或者專(zhuān)用車(chē)位前方和后面的地面上安裝超聲波測(cè)距傳感器，用以檢測(cè)新能源汽車(chē)是否在專(zhuān)用車(chē)位上，并控制閘桿。當(dāng)新能源汽車(chē)駛?cè)雽?zhuān)用車(chē)位后，超聲波傳感器監(jiān)測(cè)到專(zhuān)用車(chē)位上有車(chē)輛，這時(shí)閘桿放倒，并保持這種狀態(tài)。當(dāng)超聲波傳感器監(jiān)測(cè)不到車(chē)輛，說(shuō)明車(chē)已經(jīng)開(kāi)走，閘桿就會(huì)自動(dòng)豎起來(lái)。

在專(zhuān)用車(chē)位后方還安裝一個(gè)超聲波測(cè)距傳感器，用來(lái)監(jiān)測(cè)車(chē)輛是否靠近專(zhuān)用車(chē)位，并控制啟動(dòng)牌照識(shí)別攝像頭，防止攝像頭識(shí)別對(duì)面車(chē)位上的車(chē)輛。只有當(dāng)超聲波測(cè)距傳感器檢測(cè)到車(chē)輛接近閘桿時(shí)，閘桿上的牌照識(shí)別攝像頭才會(huì)啟動(dòng)。

在專(zhuān)用車(chē)位后方的超聲波測(cè)距傳感器底下安裝一個(gè)控制箱，連接所有的傳感器、攝像頭和閘桿啟動(dòng)電機(jī)。控制箱里的控制器需要按照智能停車(chē)的要求編好程序、設(shè)定好規(guī)則。

這套設(shè)計(jì)方案既可以用在新建的新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位上，也可以用于改造現(xiàn)有的新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位。改造時(shí)，可在地面鑿出凹槽放置這些設(shè)備。

展望：

我設(shè)計(jì)的新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位智能化程度高，不需要專(zhuān)人管理，可節(jié)省人力。新能源汽車(chē)充電得到保障，有助于節(jié)能減排，城市空氣也會(huì)越來(lái)越好。希望我的發(fā)明將來(lái)能投入使用，為社會(huì)作貢獻(xiàn)！

指導(dǎo)老師? ?孟志浩

老師推薦：

本項(xiàng)目結(jié)合建模軟件能很好地解決社會(huì)上不合理占用新能源汽車(chē)專(zhuān)用車(chē)位的問(wèn)題，對(duì)當(dāng)下新能源汽車(chē)車(chē)主而言是福音。由此可以看出，好的創(chuàng)意其實(shí)就在我們身邊，只要仔細(xì)觀(guān)察、認(rèn)真思考，就會(huì)迸發(fā)出智慧的火花。